技術(shù)與設(shè)計1冊 18章 復(fù)習(xí)提綱第一章 走進技術(shù)世界一、技術(shù)的價值（1）技術(shù)與人技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展能更好地滿足人們的需求；技術(shù)具有保護人、解放人和發(fā)展人的作用。（2）技術(shù)與社會技術(shù)促進了社會發(fā)展，豐富了社會文化內(nèi)容，改變了社會生活方式，是推動社會發(fā)展和文明進步的主要動力之一，即技術(shù)引領(lǐng)社會的物質(zhì)文明與精神文明的進步與發(fā)展。技術(shù)的發(fā)展水平是一個國家綜合國力與文明程度的標志之一。（3）技術(shù)與自然 我們應(yīng)該依靠技術(shù)合理地利用自然、改造自然，與自然和諧共處，建立保護自然、愛護自然、與大自然親密友好的情感和意識。二、 技術(shù)的性質(zhì)（1） 技術(shù)的基本特性：目的性、創(chuàng)新性、綜合性、兩面性、專利性。（2） 革新與發(fā)明的區(qū)別和關(guān)系：技術(shù)創(chuàng)新包括技術(shù)革新和技術(shù)發(fā)明。 技術(shù)革新一般是在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上的變革和改進；技術(shù)發(fā)明則是一項新技術(shù)的產(chǎn)生。（3） 技術(shù)與科學(xué)的區(qū)別和關(guān)系：科學(xué)是對各種事實和現(xiàn)象進行觀察、分類、歸納、 演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并予以驗證和公式化的知識體系。 技術(shù)是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造和利用。（聯(lián)合國教科文組織認為：技術(shù)是一個包括設(shè)計、制作及評價的過程。） 科學(xué)側(cè)重于認識自然，力求有所發(fā)現(xiàn)；技術(shù)則側(cè)重于利用和合理地改造自然，力求有所發(fā)明。 科學(xué)回答“是什么”、“為什么”的問題；技術(shù)則更多地回答“怎么辦”的問題。 科學(xué)通過實驗驗證假設(shè)，形成結(jié)論；技術(shù)則通過試驗，驗證方案的可行性與合理性，并實現(xiàn)優(yōu)化。三、 技術(shù)的未來既要大膽憧憬又要理性對待。第二章 技術(shù)世界中的設(shè)計1、什么是設(shè)計？ （基于一定設(shè)想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動）2、技術(shù)與設(shè)計的關(guān)系怎樣？ （設(shè)計是推進技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力； 設(shè)計是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的橋梁和紐帶； 設(shè)計促進技術(shù)的革新； 技術(shù)是設(shè)計的平臺； 技術(shù)更新為設(shè)計提供了更為廣闊的發(fā)展空間； 技術(shù)進步還促進人們設(shè)計思維和手段的發(fā)展。）3、技術(shù)世界中的設(shè)計其核心是什么？ （技術(shù)設(shè)計） （技術(shù)設(shè)計側(cè)重于：功能、結(jié)構(gòu)、材料、程序、工藝、環(huán)保。 藝術(shù)設(shè)計側(cè)重于：美觀、欣賞、審美、色彩、造型。）4、什么是人機關(guān)系？ （當我們使用物品時，物品與人之間產(chǎn)生的各種相互關(guān)系。）5、設(shè)計中的人機關(guān)系需要實現(xiàn)的目標？ （高效、健康、舒適、安全）6、如何實現(xiàn)合理的人機關(guān)系？ （需考慮普通人群與特殊人群、靜態(tài)人與動態(tài)人、人的生理需求與人的心理需求、信息的交互）7、什么是技術(shù)試驗？ （在技術(shù)活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優(yōu)化等探索性實踐活動。）8、為什么要進行技術(shù)試驗？ （技術(shù)試驗是技術(shù)研究不可缺少的基本方法和手段，它對技術(shù)應(yīng)用的實現(xiàn)起到了有力的保障作用。通過技術(shù)試驗，還可以使設(shè)計得以改進和完善，將設(shè)計的風(fēng)險和失誤降到最底。）9、技術(shù)試驗分那幾類？ （按應(yīng)用范圍分：農(nóng)業(yè)試驗、工業(yè)試驗、國防試驗、科學(xué)技術(shù)試驗； 按不同目的分：性能試驗、優(yōu)化試驗、預(yù)測試驗、信息試驗。）10、技術(shù)試驗常用方法有哪幾種？ （優(yōu)選試驗法、模擬試驗法、虛擬試驗法、強化試驗法、移植試驗法等。）11、技術(shù)試驗的實施分那幾個步驟？ （制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等。）12、技術(shù)試驗的作用是什么？ （在技術(shù)發(fā)明、技術(shù)革新、技術(shù)推廣的活動中是不可忽視的，它是發(fā)現(xiàn)問題、探究規(guī)律、優(yōu)化技術(shù)的關(guān)鍵。）13、試驗報告有那些內(nèi)容？ （試驗?zāi)康?、試驗準備、試驗方法、試驗步驟、數(shù)據(jù)記錄、處理和分析、試驗結(jié)果和結(jié)論。）-第三章 設(shè)計過程、原則及評價一、 設(shè)計的一般過程（5步驟） 1、發(fā)現(xiàn)與明確問題 2、 制定設(shè)計方案：收信信息 （用戶調(diào)查、專家咨詢、查閱資料、廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)等）設(shè)計分析（面對設(shè)計要求和約束之間的矛盾，為了找到最好的解決方法，應(yīng)該提出盡可能多的設(shè)想，以便于權(quán)衡利弊，作出選擇）方案構(gòu)思（作用是把明確問題時提出來的設(shè)計要求具體落實到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作原理上，呈現(xiàn)出產(chǎn)品的具體現(xiàn)象。是設(shè)計思想、設(shè)計原則的具體體現(xiàn)，也是設(shè)計者設(shè)計風(fēng)格和設(shè)計水平的展現(xiàn)空間）方案呈現(xiàn)（把模糊設(shè)計、草圖具體化）方案篩選（依據(jù)一定的原則對多個方案進行篩選） 3、制作模型或原型：（一般分兩階段繪制圖樣；制作模型或原型） 4、測試、評估及優(yōu)化：（測試目的：檢驗產(chǎn)品在操作、使用過程中，在結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能等方面能否達到預(yù)定的設(shè)計要求； 評估需要反復(fù)進行； 在測試、評估等基礎(chǔ)上進行優(yōu)化） 5、產(chǎn)品的使用和維護：（正確使用和維護可以使產(chǎn)品更好地滿足人們的需求,并能延長其使用壽命；說明書的基本格式：產(chǎn)品介紹、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標、使用方法、注意事項、適用范圍。）二、設(shè)計的一般原則 （原則之間有互相關(guān)聯(lián)、互相制約、互相滲透、互相影響的關(guān)系。）1、創(chuàng)新原則：就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術(shù)等，或?qū)σ延挟a(chǎn)品的革新來創(chuàng)造具有相當社會價值的事物或形式。創(chuàng)新是設(shè)計的核心。2、實用原則：是指設(shè)計的產(chǎn)品為實現(xiàn)其目的而具有的基本功能。它包括物理功能（產(chǎn)品的性能、構(gòu)造、效率精度和可靠性等）、生理功能（產(chǎn)品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（產(chǎn)品的造型、色彩、機理和裝飾諸要素給人以愉悅感等）和社會功能（產(chǎn)品象征或顯示個人的價值、興趣、愛好或社會地位等）。3、經(jīng)濟原則：以最低的費用取得最佳的效果（就是要提高功能成本比：在功能不變的前提下降低成本；在成本不變的前提下增加功能；在增加功能的同時降低成本。）4、美觀原則：好的產(chǎn)品也能讓人們從產(chǎn)品的外觀和造型上得到美的體驗、享受和精神上的愉悅。5、道德原則：產(chǎn)品設(shè)計必須考慮它與人、社會、環(huán)境的關(guān)系，必須遵循道德原則。還要尊重他人知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)成果的道德觀念。6、技術(shù)規(guī)范原則：技術(shù)規(guī)范既有強制性的標準（質(zhì)量和安全方面），也有推薦使用的技術(shù)標準企業(yè)形象和產(chǎn)品的品質(zhì)有很大影響的要求。7、可持續(xù)發(fā)展原則：既要滿足當代發(fā)展的需求，又要考慮未來發(fā)展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。二、 設(shè)計的評價是指依據(jù)一定原則，采取一定方法和手段，對設(shè)計所涉及的過程及結(jié)果進行事實判斷和價值認定。1、設(shè)計評價從評價對象分有對設(shè)計過程的評價和對設(shè)計成果的評價兩類；從評價者來分有設(shè)計者自我評價（自評）和他人的評價（他評）兩類。2、評價要建立在事實判斷的基礎(chǔ)上，進行評價必須制定相應(yīng)的標準；評價標準的制定應(yīng)當客觀、明確，體現(xiàn)科學(xué)性和可操作性。3、對最終產(chǎn)品的評價有兩個基本依據(jù)：一是參照設(shè)計的一般原則進行評價，二是依據(jù)事先制定的設(shè)計要求進行評價。4、設(shè)計的交流貫穿于設(shè)計的全過程，是設(shè)計評價的基礎(chǔ)。5、設(shè)計的交流可以通過多種方式進行，如文本、口頭語言、網(wǎng)頁等。第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題一問題：在生活中，有很多為我們所不知而需要解答的話題，這就是問題。問題的產(chǎn)生：（1）(來源于生活)人類在生存活動中必然會遇到的問題。如中國人為進食而發(fā)明了筷子。（2）(來源于需要)有別人給出問題，設(shè)計者必須針對問題尋求解決法案。如人們把汽車做成流線型來解決速度大時的阻力問題。（3）(來源于積極主動的思考)基于一定的目的有設(shè)計者自己主動地發(fā)現(xiàn)問題，試圖解決。如貝爾發(fā)明了第一部電話。二發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法（1）觀察日常生活（2）收集和分析信息（主動出擊尋找問題）收集信息的方法有：問卷調(diào)查法、集體詢問法、文獻法、家庭走訪詢問法、電話詢問法、個別詢問法。（3）技術(shù)研究與技術(shù)試驗 技術(shù)研究、技術(shù)試驗是重要的技術(shù)活動，也是發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法。三明確問題的內(nèi)容與價值1、問題是否明確發(fā)現(xiàn)問題很多、有些模糊不清、需要加以明確（目的）。2、問題的價值判斷問題是否有價值的依據(jù)： 所提出的問題是否遵循基本的科學(xué)原理？ 迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決？ 在你調(diào)查的范圍里，該問題是否具有普遍意義？在更廣的范圍內(nèi)，這個問題是否有意義？ 在多個問題同時發(fā)生時，該問題是否是主要問題？ 現(xiàn)有的技術(shù)條件能否解決這個問題？技術(shù)發(fā)展以后呢？ 解決該問題所需的投入是多少？投入與產(chǎn)出的比是否理想？3、明確解決問題受到的限制及具體的設(shè)計任務(wù)無論解決還是設(shè)計的進行，它的限制主要有兩方面決定： 設(shè)計對象的特點和解決的標準 設(shè)計者的能力與條件4、設(shè)計計劃設(shè)計計劃可以更好地保證設(shè)計有目的、有計劃地進行。它可以通過工作程序的排列來表示。-第五章 方案的構(gòu)思及其方法1、設(shè)計分析設(shè)計產(chǎn)品應(yīng)綜合考慮“物”、“人”、“環(huán)境”三個方面。2、方案的構(gòu)思是指人們在一定的調(diào)查研究和設(shè)計分析的基礎(chǔ)上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規(guī)律架構(gòu)起來，形成一個完整的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現(xiàn)的思維過程。構(gòu)思具體方法：1、草圖法直觀明了。2、模仿法(仿形和仿生) 簡單易行。3、聯(lián)想法由此及彼。4、奇特構(gòu)思法與眾不同，原創(chuàng)性。3、方案的比較和權(quán)衡在多個方案經(jīng)構(gòu)思形成之后，我們往往要對這些方案進行評判和比較，同時要從設(shè)計的目的出發(fā)，針對一些相互制約的問題進行權(quán)衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優(yōu)點進行改進。1、權(quán)衡時首先要考慮最關(guān)鍵因素(基本功能)；2、其次考慮穩(wěn)定性和耐久性；3、還要考慮加工難易程度、成本、環(huán)保性等；4、最后還在考慮產(chǎn)品使用對象。方案的權(quán)衡（根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計原則）是一個綜合考慮過程，它們相互關(guān)聯(lián)、互相制約，要抓住設(shè)計的核心與關(guān)鍵。第六章 設(shè)計圖樣的繪制1.技術(shù)語言的種類與應(yīng)用(1)技術(shù)語言是一種在技術(shù)活動中進行信息交流的特有的語言形式 常見的有：圖樣、圖表、模型、符號、口頭交流等(2)分類:按專業(yè)類型分：計算機程序語言、工程圖學(xué)語言按人的感覺分：視覺語言、聽覺語言、觸覺語言按人的視覺形式分：圖形符號語言、文字符號語言(3)技術(shù)語言的特征a、言簡意賅(簡明扼要)b、通俗直觀(4)不同技術(shù)語言適用范圍及特點2. 草圖的繪制(1)徒手繪圖:握筆姿勢等。(2)網(wǎng)格徒手圖:要領(lǐng):與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網(wǎng)格的斜線畫，同時以網(wǎng)格的小格來確定物體的比例。(3)基本圖形的畫法:圓、圓柱體、立方體、圓錐體的畫法。(4)草圖的分類：構(gòu)思草圖是以具體圖形把想法表現(xiàn)出來；設(shè)計草圖是經(jīng)過整理、選擇、修改、和完善的草圖。(5)草圖繪制的步驟：a、選用合適的筆來畫圖（2H鉛筆）b、在方格紙上按照構(gòu)思好的設(shè)計方案，畫出產(chǎn)品的外觀比例關(guān)系。c、在準備好的透視網(wǎng)格紙上，畫出產(chǎn)品的透視線，先畫淡一些，等畫完圖形后，再描深輪廓。d、畫產(chǎn)品的中間調(diào)子，注意色彩過渡自然。e、細致描畫產(chǎn)品的亮部及高光部位。f、繪產(chǎn)品放置平面上的陰影，突出形體的體積感和質(zhì)量感。3.透視效果圖的識讀效果圖更能真實地表現(xiàn)產(chǎn)品的式樣、材質(zhì)和空間效果。從效果圖上注意把握產(chǎn)品的形態(tài)、功能和特征，了解產(chǎn)品的外觀上的實際比例關(guān)系和色彩搭配及材質(zhì)感。4.正等軸測圖(1)正等軸測圖是一種可以表現(xiàn)物體三維結(jié)構(gòu)特征的圖形。(2)平面結(jié)構(gòu)形體的正等軸測圖的繪制a、根據(jù)形體特征，確定長(X)、寬(Y)、高(Z)等三軸在圖紙上的位置。b、沿著上述三軸分別量出物體的長、寬、高的尺寸，畫出長方體的軸測圖。c、根據(jù)長度方向、高度方向的尺寸，畫出左上角斜切面。d、據(jù)長度方向、寬度方向的尺寸，畫出左前方斜切面，完成全圖。(3)圓的正等軸測圖的繪制5、正投影與三視圖（1）、投影：在光的照射下，形體在地面上產(chǎn)生的影子。（2）、正投影法：投影光線與投影平面垂直時，在投影平面上得到物體視圖的方法。（3）、三視圖：主視圖、俯視圖、左視圖統(tǒng)稱為機件的三視圖。 主視圖：物體的正面投影，即物體由前向后投影所得到的圖形，通常反映物體的主要形狀特征。俯視圖：物體的水平投影，即物體由上向下投影所得到的圖形左視圖：物體的水平投影，即物體由左向右投影所得到的圖形。6、形體的尺寸標注（1）尺寸標注的基本要求: 正確、完整、清晰、合理。（2）尺寸要素: a.尺寸界線：尺寸界線用細實線繪制，并應(yīng)由圖形的輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線處引出。也可利用輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線作尺寸界線。 b.尺寸線：尺寸線用細實線繪制，不能用其它圖線代替，一般也不得與其它圖線重合或畫在其延長線上。 c.尺寸數(shù)字：圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關(guān)。（3）尺寸標注:直徑、半徑、形體尺寸標注方法。7、機械加工圖（1）定義：是以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術(shù)圖樣。（2）組成：三視圖及其尺寸標注; 必要的其他視圖; 標題欄和文字說明8、剖視圖（1）定義：假想采用剖切平面的方法剖開物體，將觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投影所得的圖形稱為剖視圖。（2）剖切面的特征：a、包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)如孔、槽的軸線，或物體的對稱面；b、平行于相應(yīng)的投影面9、線路圖電子線路圖是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖。包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖。要求：認識常見電子元器件的符號；清楚電子元器件的連接方式；明確信號流向。-第七章 模型或原型的制作1、原型：(是第一個能全面反映產(chǎn)品功能的形體 ，它廣泛應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)中，有時原型就是最終產(chǎn)品。)2、模型：(是根據(jù)實物、設(shè)計圖樣或構(gòu)思 ，按比例 、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。)3、模型在設(shè)計中必須具備的二個功能：(使設(shè)計對象具體化；幫助分析設(shè)計的可能性。)4、模型在不同階段的作用 ( 草 模-供設(shè)計人員深入探討時使用；概念模型-用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排人機關(guān)系等，從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。結(jié)構(gòu)模型-研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，清晰地表達產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方式，并進行結(jié)構(gòu)強度試驗而制作的模型。功能模型-用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機關(guān)系，同時也用作分析、檢查設(shè)計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關(guān)系等。展示模型-作為產(chǎn)品的樣品進行展示，以便提供實體形象。另外通過展示模型可以直接向設(shè)計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據(jù)。)5、 工藝：(利用工具和設(shè)備對原材料、半成品進行技術(shù)處理，使之成為產(chǎn)品的方法。)常見工藝：(加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、鑄造、表面加工工藝等。)(不同的行業(yè)不同的工種不同的工序都有特定的工藝要求和嚴格的工藝規(guī)范。) 6、金屬材料的加工工藝：(劃線、鋸割、切（銼）削、鉆孔、連接、表面處理等工序。)(劃線：劃出輪廓線或基準點和基準線步驟：a 定基準 b 劃尺寸線 c 劃輪廓線 d 沖眼鋸割：金屬材料通常以鋸割的方式進行割斷，手鋸是人工鋸割常用的工具。操作要領(lǐng)：a站位和握鋸姿勢要正確; b推鋸加壓，回拉不加壓力; c鋸程要長;d推拉要有節(jié)奏。銼削：切削加工有：銼削、銑削、磨削）銼削操作要領(lǐng)：銼削時要注意身體和手臂動作的協(xié)調(diào)；在推挫削過程中，左手施力要由大到小，右手施力要由小到大，使銼刀平穩(wěn)而不上下擺動。鉆孔：用鉆頭在實體材料上打孔的方法。步驟：a劃線定位 b裝夾工件 c裝夾鉆頭 d鉆孔連接：通過固定和半固定連接方法可以使金屬件之間連接起來。 方法有多種表面處理：目的：防止金屬制品表面生銹腐蝕 提高美觀程度方法有：表面刷光、噴涂油漆、鍍層)7、制作模型的一般步驟：(選擇合適材料。準備適當?shù)墓ぞ吆图庸ぴO(shè)備。按設(shè)計圖樣劃線。對材料進行鋸割、切削等加工。 裝配。對模型進行表面處理。對產(chǎn)品的外觀造型和色彩進行評價；對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能進行檢測和試驗。對設(shè)計方案進行修改，做成展示模型（樣品）。)-第八章 技術(shù)產(chǎn)品的使用和保養(yǎng)1、產(chǎn)品說明書（用戶手冊）： （是一種指導(dǎo)用戶消費的文書。）2、產(chǎn)品說明書的作用： （幫助消費者正確了解產(chǎn)品特性以及正確、安全使用、保養(yǎng)產(chǎn)品。）3、說明書不準確或不詳會怎樣？ （不會用、用不好、弄壞產(chǎn)品、發(fā)生意外等）4、產(chǎn)品說明書的一般結(jié)構(gòu)： （標題、正文、標記）5、產(chǎn)品說明書的形式： （條款直述式 特點：條理清楚、醒目 自問自答式 特點：相關(guān)內(nèi)容歸納成問題再逐一回答）6、產(chǎn)品說明書的寫作要求： （ 充分考慮用戶的閱讀需求； 體現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計特點； 不必平均用力，而應(yīng)有所側(cè)重； 語言準確、通俗、簡潔，內(nèi)容條理清楚。）7、什么是技術(shù)產(chǎn)品的維護和保養(yǎng)？ （是指維護產(chǎn)品完好技術(shù)狀況或工作能力而進行的作業(yè)。）8、怎樣獲取服務(wù)途徑？ （查閱說明書獲取廠家服務(wù)電話、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)點等信息； 打電話咨詢或上網(wǎng)查找，獲取服務(wù)信息；請教其他用戶獲取服務(wù)信息。） 能夠科學(xué)地使用、維護、管理技術(shù)產(chǎn)品是一個人擁有技術(shù)素養(yǎng)的體現(xiàn)！=技術(shù)與設(shè)計2冊 14單元 復(fù)習(xí)提綱（精）=技術(shù)與設(shè)計2復(fù)習(xí)綱要 第一章：結(jié)構(gòu)與設(shè)計（一）、常見的結(jié)構(gòu)的認識：一、結(jié)構(gòu)（structure)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。1、自然界：天體結(jié)構(gòu)、植物的結(jié)構(gòu)、動物的結(jié)構(gòu)例：生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的？如：鋸子（植物的葉）潛水艇（魚）雷達（蝙蝠）等2、技術(shù)領(lǐng)域：汽車的結(jié)構(gòu)、微機的結(jié)構(gòu)、數(shù)字控床的結(jié)構(gòu) （案例： 魁北克大橋的坍塌P4）3、社會領(lǐng)域：教育管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通用技術(shù)的學(xué)科結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu) 二、結(jié)構(gòu)與力1、內(nèi)力：當一個結(jié)構(gòu)受到外力作用時，內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用會發(fā)生改變，產(chǎn)生一種抵抗的力，稱為內(nèi)力。應(yīng)力：是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力。用公式表示應(yīng)力為：= F/s , 其中 ,F 是內(nèi)力 ,S 是受力面積 , 是應(yīng)力。2、構(gòu)件的基本受力形式： 拉力：物體所承受的拉拽力 壓力：擠壓物體的力剪切力：兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行的力 扭轉(zhuǎn)力：反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力彎曲力：作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力三、結(jié)構(gòu)的分類物體結(jié)構(gòu)形態(tài)在受力時承受和傳遞力的方式差別分為：實體結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu) ，殼體結(jié)構(gòu)1、實體結(jié)構(gòu)-通常是指結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)。受力特點：外力分布在整個體積中。主要承受壓力如墻壁、柱子、實心球等等2、框架結(jié)構(gòu)-通常是指結(jié)構(gòu)體本身由細長的構(gòu)件組成，支撐空間卻不充滿空間。如窗戶、畫框、房子的架構(gòu)等等框架結(jié)構(gòu)受力特點：實體結(jié)構(gòu)是通過條狀物的連接來承受荷載，可以承受壓力和拉力3、殼體結(jié)構(gòu)-通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。如貝殼、頭盔、汽車飛機的外殼等等殼形結(jié)構(gòu)受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上（殼形結(jié)構(gòu)是通過殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散）。（二）、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的探析一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)在負載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有多種，主要有重心位置的高低、結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小和結(jié)構(gòu)的形狀等。1、結(jié)構(gòu)的重心（獨腳茶幾為重心降低，以提高穩(wěn)定性）。2、結(jié)構(gòu)的底座（建筑、橋梁這類大型的固定結(jié)構(gòu)，底座越大越堅實，穩(wěn)定性越好）。3、結(jié)構(gòu)的形狀（照相機的支撐架常使用三角架而不用其他形狀）二、結(jié)構(gòu)的強度結(jié)構(gòu)的強度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。1、影響結(jié)構(gòu)強度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關(guān)系。2、三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一，它結(jié)實、穩(wěn)定，所有材料最少。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類：a、鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)動，具體有松螺栓、松鉚等，如折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等。b、剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接、不可移動的桌腿與桌面的連接等。不同的材料有不同的連接方式。構(gòu)件的連接方式不同，結(jié)構(gòu)的強度也不同。3、結(jié)構(gòu)與功能（案例：自行車的結(jié)構(gòu)與功能P21）三、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計1、結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的主要因素有：符合使用者對設(shè)計對象的穩(wěn)定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設(shè)計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。（教材P25）2、設(shè)計簡單的案例要求（參考：如：設(shè)計相框P26）：設(shè)計項目 設(shè)計要求 設(shè)計分析 設(shè)計方案 呈現(xiàn)草圖四、精典結(jié)構(gòu)欣賞賞析結(jié)構(gòu)設(shè)計作品，可從技術(shù)與文化兩個角度進行。技術(shù)的角度主要有：結(jié)構(gòu)的使用功能的實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固耐用，結(jié)構(gòu)造型設(shè)計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力，材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。文化的角度主要有：結(jié)構(gòu)的文化寓意與傳達，公眾認可的美學(xué)原則，反映的時代、民族、習(xí)俗方面的特征，結(jié)構(gòu)的個性特征等。第二單元：流程與設(shè)計一、流程的涵義：1、流程的概念：流程是一項活動或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項或行為進行的程序。任何流程都反映了一定的時序，體現(xiàn)出一定的環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)：活動或事件在其發(fā)展的過程中，依據(jù)某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環(huán)節(jié)。如：切種、布種、掩種環(huán)節(jié)，沖片和印片環(huán)節(jié)等。時序：過程的經(jīng)歷中，各環(huán)節(jié)按照一定的時間順序先后出現(xiàn)、完成。這種時間順序關(guān)系，稱為時序。時序體現(xiàn)了具體活動內(nèi)容的先后關(guān)系，在這種先后關(guān)系中，有些步驟之間的時序是可以顛倒的，不些不可顛倒。2、流程的表達（流程圖）：依據(jù)流程的性質(zhì)及人們的表達習(xí)慣，流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達、模型表達、動畫演示等。二、流程的分析：1、生活與流程：科學(xué)合理的流程，可以指導(dǎo)我們正確地做事，提高工作和學(xué)習(xí)的效率，是我們的生活變得有序、合理，為我們的安全提供保障（例洗衣、煮飯與燒菜的流程安排，碘鹽和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。2、生產(chǎn)與流程：運用科學(xué)合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、保護環(huán)境等。流程中工序的作業(yè)方式串行和并行。上一道工序完成之后才能進入下一道工序串行。幾項工作同時進行并行。3、簡單流程圖的識讀：識讀流程圖的要點： 找流程的環(huán)節(jié)，明確每個環(huán)節(jié)的功能和作用； 弄清流程中時序的體現(xiàn)與特征； 流程是技術(shù)的核心概念之一。不同的流程，產(chǎn)生的效益往往不同，“理解流程就是質(zhì)量”、“流程就是效益”等。三、流程的設(shè)計：1、流程設(shè)計的基本要求：提高效率。提高質(zhì)量。節(jié)省資源。安全生產(chǎn)。提高經(jīng)濟效益。提高管理水平。2、流程設(shè)計中的基本因素：生產(chǎn)活動中的流程設(shè)計的基本因素主要有材料、工藝、設(shè)備、人員、資金和環(huán)境等。不同行業(yè)的流程設(shè)計中考慮的基本因素各有差異。流程設(shè)計要依據(jù)事物內(nèi)在屬性和客觀的變化規(guī)律，科學(xué)地設(shè)計時序和環(huán)節(jié)，以達到設(shè)計目標。3、流程設(shè)計的步驟：第一步：首先要明確設(shè)計的目的和任務(wù)，明確流程所應(yīng)遵循的內(nèi)在變化規(guī)律。第二步：要分析現(xiàn)有材料、設(shè)備、資金、人員、工藝和環(huán)境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。第四步：分析各事項（步驟）之間的先后順序，合理地安排流程的時序和環(huán)節(jié)。第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間的時序，要標注時間。注意：流程設(shè)計的基本要素是環(huán)節(jié)和時序。4、學(xué)畫流程設(shè)計的框圖：畫流程設(shè)計框圖的一般方法：根據(jù)對事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析，以及有關(guān)的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程環(huán)節(jié)，并用方框表示環(huán)節(jié)。按照每個小過程應(yīng)該經(jīng)歷的時間順序，將各環(huán)節(jié)依次排開，并用箭頭線連接起來。四、流程的優(yōu)化：1、流程的優(yōu)化及目的：在設(shè)計和實施流程的過程中，經(jīng)常需要進行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做流程的優(yōu)化。目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、保證安全生產(chǎn)等。2、流程優(yōu)化的內(nèi)容：一般流程優(yōu)化的主要內(nèi)容有：工期優(yōu)化、工藝優(yōu)化、成本優(yōu)化、技術(shù)優(yōu)化、質(zhì)量優(yōu)化等。對一個流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對某一個指標進行優(yōu)化。經(jīng)常會有這樣的情況發(fā)生：某一個指標得到了優(yōu)化，而使另外的指標下降了。比如，技術(shù)優(yōu)化，可能使成本提高。成本優(yōu)化了，也可能使質(zhì)量下降。因此，在進行流程優(yōu)化時，要綜合平衡，以取得整體優(yōu)化的成效。3、流程優(yōu)化的條件：流程的改進和優(yōu)化需要一定的條件，它建立在設(shè)備和工藝水平提高的基礎(chǔ)上，建立在對流程內(nèi)在機理進一步研究的基礎(chǔ)上。例如，零件加工中材料的改變，會導(dǎo)致設(shè)備的改變和工藝方法的改變，從而加工流程就要改變；若材料不變，加工工藝改變了，設(shè)備也要改變，這樣，流程也會改變。因此，流程與材料、設(shè)備、工藝有著密切的關(guān)系，在優(yōu)化流程時，需要充分考慮到這些條件。第三單元：系統(tǒng)與設(shè)計一、系統(tǒng)的涵義：1、系統(tǒng)的概念：由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統(tǒng)。構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個條件：第一，至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；第二，要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；第三，這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。2、 系統(tǒng)的類型：系統(tǒng)是普遍存在的，也是多種多樣的。根據(jù)需要，可以對系統(tǒng)進行不同的分類。如，可把系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)，自然系統(tǒng)是自然形成的系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)），人造系統(tǒng)是由人工制造加工而成的系統(tǒng)（如計算機系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)）；也可把系統(tǒng)分為實體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)，實體系統(tǒng)是實物形態(tài)的（如生物系統(tǒng)、機械系統(tǒng)），抽象系統(tǒng)是非實物形態(tài)的（如哲學(xué)系統(tǒng)）。3、系統(tǒng)的基本特性：系統(tǒng)的基本特性主要有整體行（全局、集合）、相關(guān)性（匹配、關(guān)聯(lián)）、目的性（功能）、動態(tài)性（更新）和環(huán)境適應(yīng)性（自適應(yīng)）等，這些特性都體現(xiàn)了一定的思想與方法。（結(jié)合課本相關(guān)案例，學(xué)會運用系統(tǒng)的基本特性，分析身邊的系統(tǒng)特別是P69頁五個案例）二、系統(tǒng)的分析：1、系統(tǒng)分析及其目的：系統(tǒng)分析是指為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學(xué)的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進方案的過程。目的：尋求解決問題的最佳決策。2、系統(tǒng)分析的一般步驟：明確問題，設(shè)立目標收集資料，制定方案分析計算，評價比較檢驗核實，作出決策。 （結(jié)合田忌賽馬案例）3、系統(tǒng)分析的主要原則：系統(tǒng)分析應(yīng)遵循整體性原則（丁謂修復(fù)皇宮）、科學(xué)性原則（三三進九不如二五一十）和綜合性原則（孝襄高速公路）。三、系統(tǒng)的優(yōu)化：1、系統(tǒng)優(yōu)化的目的：系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化（或最小化）。最小的成本最大的利潤；最短的工期更多的工程量；最少的能耗更多的產(chǎn)品；單位面積土地更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。（案例：農(nóng)業(yè)間作套種，家具利潤問題等）幾個關(guān)鍵字：優(yōu)化目標；目標函數(shù)；約束條件；影響因素。2、系統(tǒng)優(yōu)化的方法：數(shù)學(xué)模型最優(yōu)解； 科學(xué)估算、試驗滿意解。四、系統(tǒng)的設(shè)計：1、系統(tǒng)設(shè)計的目的、方法與過程：系統(tǒng)設(shè)計是對各種各樣的系統(tǒng)進行調(diào)查分析、籌劃研究、評價實施、運行改善等，直到完成一個能協(xié)調(diào)工作的實際系統(tǒng)的過程。系統(tǒng)設(shè)計要考慮其目的與要求（以系統(tǒng)的整體功能的最優(yōu)為目的）、系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用、對系統(tǒng)設(shè)計方案進行優(yōu)化（整體優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧）等問題。2、系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟：系統(tǒng)設(shè)計的步驟包括：將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，確定各子系統(tǒng)的目標、功能及其相互關(guān)系，對子系統(tǒng)進行技術(shù)設(shè)計和評價，對系統(tǒng)進行總體技術(shù)設(shè)計和評價等。3、簡單系統(tǒng)的設(shè)計： 了解系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)解決的主要問題和基本的設(shè)計過程，寫出系統(tǒng)設(shè)計或系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的書面方案，包括必要的設(shè)計草圖以及量化數(shù)據(jù)。（案例：手電筒照明供電部分的設(shè)計）第四單元 控制與設(shè)計一、控制手段與應(yīng)用1、人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發(fā)展，這就是控制。理解任何控制現(xiàn)象，都要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。例如，人力三輪車轉(zhuǎn)彎過程中的方向控制問題，其控制的對象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變?nèi)嗆囆旭偟姆较?，控制的手段是騎車人通過雙手轉(zhuǎn)動車把，改變前輪的方向并帶動后輪。從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制有人工控制和自動控制（有無人直接參與）。按照執(zhí)行部件的不同，控制可分為機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。當然，在很多控制事例中，控制的手段又可以是綜合的。二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。控制系統(tǒng)通常又分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。1、控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。對于開環(huán)控制系統(tǒng)，通?？梢杂孟旅娴姆娇驁D來描述： 控制量輸入量控制器執(zhí)行器被控對象輸出量2、控制系統(tǒng)可以把輸出量返回到輸入端與給定值進行比較，構(gòu)成一條閉合回路。我們把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋1、干擾因素在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導(dǎo)航信號的手機信號等。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個?？刂葡到y(tǒng)在工作過程中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。2、反饋：控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標運行的方法，稱為反饋方法。閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。由于某種干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時，閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較，控制器根據(jù)比較得到的偏差信號進行調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。所以，一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)本身不能對被控量的偏差進行調(diào)整和補償。也就是說，由于某種干擾信號的作用使輸出信號出現(xiàn)非正常狀態(tài)時，系統(tǒng)本身沒有自動糾正的能力，要進行糾正，必須借助于人工。所以，開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精確度（或稱控制精度）相對比較低。但如果控制系統(tǒng)中各組成元件的特性比較穩(wěn)定，而且外界的干擾相對較小，則開環(huán)控制系統(tǒng)也可以保證一定的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合。閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點是控制精度高，不論何種原因造成系統(tǒng)的輸出量偏離給定量，閉環(huán)控制系統(tǒng)都會產(chǎn)生控制作用來減小這一偏差。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計比較麻煩，結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動控制中廣泛采用的一種控制方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。3、 功能模擬方法以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原形”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。4、 黑箱方法通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。四、控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施要設(shè)計好一個控制系統(tǒng)，應(yīng)該明確這個系統(tǒng)要達到的目的是什么，所要控制的對象是什么，被控對象有哪些重要的特性，被控量和控制量分別是什么，外界的主要干擾因素有哪些，選擇怎樣的設(shè)計方案既能達到目的，又經(jīng)濟、易于實現(xiàn)，如何選擇設(shè)備和元件，等等。設(shè)計一個控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對控制精度的要求以及條件的可行性而定。在控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，被控對象的特性往往難以直接得到，通常是通過了解被控對象的輸入與輸出之間的關(guān)系來分析它的基本特性，從而確定控制器的運算方式；一個控制系統(tǒng)中可能存在若干個干擾因素，需要分析主次，找出對系統(tǒng)影響最大的干擾因素；被控量和控制量的確定是控制方案的關(guān)鍵，對于簡單控制系統(tǒng)，需要控制的量往往被確定為被控量，控制量應(yīng)選擇可控制的、對抑制干擾因素和保持系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯作用的量；執(zhí)行器、檢測器的選擇一是要根據(jù)被控量和控制量的需求，二是要根據(jù)控制的條件進行?？傊苓_到控制的目的，采用易于實現(xiàn)的控制方式，降低控制成本、減少對環(huán)境的負面影響等，是我們進行控制系統(tǒng)設(shè)計必須考慮的基本問題。控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，還包括畫出必要的設(shè)計圖紙（控制電路設(shè)計或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計）和實施圖紙、撰寫設(shè)計說明書等。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計相對比較簡單，在明確設(shè)計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計第一，一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。第二，控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。第三，閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。在進行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計時，幾項控制要求之間往往會產(chǎn)生矛盾，需要結(jié)合具體問題全面解決或有所側(cè)重地解決。18用心 愛心 專心