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通用技术技术与设计1授课教师：易娟第三章怎样进行设计1发现与明确问题一、设计问题的来源人们的需要和愿望是设计问题的来源满足人们需求和愿望是设计者的责任，也是设计的动力。案例：家里或商场的开关比较多，经常开错灯，怎么办？二、明确设计要解决的技术问题1、判断问题是否能够解决，就是指判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律。例如：永动机“水”变“油”长生不老药二、明确设计要解决的技术问题2、判断问题是否当前可以解决，解决这个问题是否超出了当前的能力与条件。3、判断问题是否值得解决，解决这个问题是否有价值。第三章怎样进行设计2明确解决设计问题的能力、条件与要求一、明确解决设计问题的能力与条件（一）明确解决设计问题的能力1、设计的能力：解决问题的技术能力通常受到社会发展水平和科学技术水平的制约。2、设计的条件：时间条件：解决设计问题所需的时间经费条件：解决设计问题所需的费用设备条件：解决设计问题所需的科学仪器与机器设备其它条件：例如需要特殊材料二、明确设计的要求（一）明确设计的标准根据设计对象和现有的工作条件确定设计要达到标准。例如：国际、国家、行业和企业标准；产品或部件的功能、大小、安全、外观和耐用性等方面要达到的标准。（二）明确设计的限制是指设计产品的活动受到时间、成本、环境等因素等限制。时间限制：设计任务书所规定的完成设计的时间要求成本限制：设计任务书所规定的完成设计的成本要求环境限制：产品使用环境条件的限制其它限制：例如产品的节能和安全限制案例：广告宣传灯的设计明确设计能力在确定了要设计多用途广告宣传灯后，设计者既要对设计多用途广告宣传灯的技术要求有一个全面的了解，又要对自己在这方面的知识、技能与经验作出衡量与评价，明确自己是否有能力完成这个设计。设计涉及电学、光学等学科，设计者应该综合应用这些学科的相关知识和技能，并能加以运用。案例：广告宣传灯的设计明确设计条件时间：7天。调查需要与明确问题1天，收集信息与整理信息1天，制订方案、制作样品、优化方案和完成最终设计共5天。经费：50元。调查、收集与整理信息5元，设计方案5元，制作样品、优化方案与完成设计共30元，其它10元。设备：各种木工加工设备，如锯、刀、刨；裁缝工具；少量的金属加工工具；安装工具，如尖嘴钳等。案例：广告宣传灯的设计明确设计标准或要求整体要达到的标准如下：用途：增加节日庆典气氛、文字宣传、图像宣传、灯光渲染、语音宣传等。形状：正四面柱或六面柱体，高h=500mm，底面最长对角线长l=300cm，误差不超过2%。外观：整体造型协调、美观，外挂饰物和艺术雕刻视设计条件而灵活掌握。安全：悬挂（固定）部件牢固，灯光部件防水、防风和防火性能良好。案例：广告宣传灯的设计明确设计的限制时间限制：7天内完成全部设计。环保限制：灯光强度（光污染）的限制。成本限制：总成本不超过50元。其他限制：地方政府对广告宣传灯的限制，例如：节能（耗能）的限制，以及广告内容的限制等。第三章怎样进行设计3信息的收集与整理一、信息的收集收集信息是为了利用信息，来自设计问题的各种信息既是设计产品的主要要素，又是设计者构思设计方案的素材和源泉。常见的方式有：实地调查，访问有关人员，借助媒体（广播、电视、报纸杂志）、互联网，查阅图书资料，向专家咨询，以及调查市场现状。全面：信息要尽量齐全，直接信息和间接信息都要收集，以防有用信息的丢失。（1）信息时间的跨度要足够长（2）信息对象要足够广（3）信息覆盖面要足够大真实准确：收集的信息可靠性要高，准确无误。一、信息的整理信息整理是指对信息的加工处理。由于收集的信息是原始的信息，所以在利用前必须进一步整理，筛选出对设计有用的信息。常见的方式有：归类、去伪存真、抓住重点，突出主要因素、其它方式。信息整理的常用方法：比较法核对法佐证法逻辑法文献法评估法调查法其它方法第三章怎样进行设计4怎样挑选材料产品由各种材料做成。材料对产品的成本、价格、市场定位有重要的影响。案例：仔细观察以下广告宣传灯笼，由哪些材料制成？类别优缺点竹子传统用材，坚硬且有弹性，成型容易，价格低，但不防火，大量使用对生态有影响藤条较少使用，弹性好，但不防火，价格较高，大量使用对生态有较大影响木条用于多角灯笼，形状稳固，但弹性较差，不防火，大量使用对生态有影响铁丝用于各式灯笼，坚硬，成型容易，价格低，防火，但弹性较差，易生锈钢丝用于各式灯笼，坚硬且有弹性，防火耐用，但成型困难，易生锈石材多用于庙宇和特殊建筑，道路两旁，坚固耐用，防火防风，但制作困难，造价高塑料（条）较少使用，耐腐蚀性，易加工，可减少森林砍伐，但缺乏弹性，不防火（厚）纸皮易加工，成本低，但缺乏弹性，不防火，不防水、雪，只适合于自制灯笼广告灯笼骨架用材类别优缺点绸布传统用材，视觉好，价格较高，但不防火，多用于专业灯笼制作丝布传统用材，透光好，价格一般，但不防火，多用于专业灯笼制作普通布料用材图案花式多，易于获得，但透光性较差，不防火，多用于非专业灯笼制作皱纹纸传统用材，易加工，价格低，但不防火，不防水，多用于价格低的灯笼制作普通纸用材易获得，甚至可以利用废旧纸张，加工容易，但不防火、水。多用于非专业灯笼制作PVC膜（薄板）化工材料，新型用材，加工容易，不易起皱纹，美观、防水，但不防火，大量使用易造成白色污染，多用于专业广告灯笼多制作有机玻璃（板）美观，耐腐蚀，防水，但价格较高，多用于专业广告灯笼的制作普通玻璃（板）耐腐蚀，防火，防水，但加工要有专用工具，破碎易划伤人广告灯笼罩布（膜）用材一、材料及其性质材料的分类成分金属材料化学材料外形板材管材墙体砖墙面砖来源天然材料人工材料(一）材料的分类天然材料：竹、木、石、宝石等金属材料：铁、铜、铝等化学材料：塑料、涂料、油漆等复合材料：各类合金、玻璃纤维等PVC：主要成分为聚氯乙烯，另外加入其它成分来增强其耐热性、韧性、延展性等。有机玻璃：PMMA，化学名称叫聚甲基丙烯酸酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的高分子化合物。表明光滑、色彩艳丽，比重小，强度较大，耐腐蚀，耐湿，耐晒，绝缘性能好，隔声性好。新材料：通常指人们运用新技术，最新制备的具有特殊性质或性能的材料。如纳米材料、高温超导材料。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。一、材料及其性质指固态材料保持形状的特征（塑料、铜、铝）塑性指固态材料恢复形状的特性（橡胶、钢材）弹性指材料化学性能稳定的特性，如塑料的耐酸性等耐腐蚀性如光学特性、放射性、硬度特性等其它特性(二）材料的特性二、标准件与元器件（一）标准件1、定义：指具有统一形状、尺寸、公差和技术要求等的零件（或部件）。2、优点：节约设计力量；有利于先进工艺技术的使用；有效地提高生产质量，降低生产成本。3、缺点：有时会使产品缺乏个性。二、标准件与元器件（二）元器件定义：在电子和电器产品中，因某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求，单独设计和生产了这种零部件，称之为元器件。三极管电容器二、标准件与元器件（三）材料选择与资源保护原则：合理、合适多使用元器件和标准件尽可能地选取再生、可再生和储藏量丰富的资源第三章怎样进行设计5技术试验一、技术试验及其作用（一）什么是技术试验从技术的角度对材料、元器件及整机（产品）进行测试和检验叫作技术试验。材料的性能试验：通过技术试验来测定材料的性能。一、技术试验及其作用（二）技术试验的作用是开展技术设计及进行设计优化的重要依据；是进行技术革新、技术发明、科学探究的重要途径，更是揭露问题的关键；可将技术设计的失误降到最低程度，同时使技术设计得以改进、完善和优化。一、技术试验及其作用（三）技术试验的方法和步骤1、技术试验的方法实物试验：新设计的飞机试飞、汽车碰撞试验对比试验：新药试用在一组白鼠身上，另一组不用药，进行对比观察两组白鼠各有什么不同的情况模拟（模型）试验：奥运场馆模拟地震测试、飞机模型的风洞试验；长江三峡大坝模型的排沙试验计算机仿真试验：导弹发射、新通信系统传输等项目仿真试验。模拟试验法：飞机风洞试验模拟太空飞行定义：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。计算机仿真试验法（又称虚拟试验法）：用计算机模拟“勇气号”火星探测仪登陆火星表面定义：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原形并进行试验的方法。优点：缩短周期，节省研制经费。2、技术试验的步骤确定技术试验的目的和对象确定技术试验的方法、手段和环境条件选定技术试验的工具、仪表、器件确定参加技术试验的组成人员、分工和负责人进行技术试验写出分析、总结报告二、技术试验的种类按物理专业分为力学试验、电学试验、光学试验按专业分为工业试验、医药试验、武器试验、农业试验等按行业功能、性能试验，优化、老化试验，环境适应性试验，破坏性试验按目的分为材料试验、结构试验、元件试验、整机试验等按试验对象分为小试、中试、应用（用户）试验等按试验阶段三、技术试验的实施与试验报告的写作（一）技术试验的实施制订计划抽取样本进行试验分析数据得出结论三、技术试验的实施与试验报告的写作（二）试验报告的写作1.试验目的2.试验原理3.试验设备和材料4.试验步骤5.试验结果和分析：记录原始数据、试验数据的处理、误差分析6.试验总结试验报告撰写注意事项试验报告的文字应力求简明扼要；试验记录应该完整和真实；记录内容应包括实验的全过程。实验现象反常时，应做出明显标记，做出详细记录；为了数据准确，试验应重复几次；技术试验完成后要分析和总结试验结论。习题：1、小刚同学自己动手制作了一张座椅，并准备对座椅的稳定性进行试验，下列试验做法合理的是（）A.将座椅从二楼扔下来，看其是否损坏B.放一些重物在椅子上，看其是否能承受C.用电风扇对椅子吹风，看其是否会被吹倒D.用手将座椅左右摇晃一下，看其是否稳固2、在现代机械设计中，一般利用计算机技术对产品的机械性能进行仿真试验，这种技术试验的方法属于（）A.实物试验法B.对比试验法C.虚拟试验法D.模型试验法5、某厂家在推广某款U盘时宣称，该款U盘具有防水、防尘、防摔等性能，为验证这些功能所做下列试验中，不合理的是（）A.将U盘放入水中浸泡一段时间，取出晾干后观察是否仍然可以正常使用B.用铁锤敲击U盘多次，观察是否仍然可以正常使用C.在一定的高度扔下U盘，反复多次，观察是否仍然可以使用D.将U盘放在灰尘中一段时间，取出擦干净后观察是否可以使用3、在手机开发的过程中，需要对一些零部件进行性能试验，下列针对手机按键的试验项目中，不必要的是（）A.按键表面的耐磨损试验B.按键可承受的按击次数试验C.按键材料的耐高温试验D.按键表面的触感试验4、北京奥运会火炬——祥云，自2008年3月24日起在全球范围内传递（包括登上珠穆朗玛峰），如果对该火炬进行外界适应性试验，下列试验不需要进行的是（）A.防火试验B.高原试验C.200度高温试验D.雨中试验第三章怎样进行设计6制定设计方案一、设计的角度和思路目的和服务对象工作时间和时效性工作地点和环境灯光的发光强度放置运行方式种类、结构和外形材料的选择图画、图像、语音文字和配乐光源的种类、色彩配置和工作方式遵纪守法，弘扬历史民族文化控制方式组合方式序号角度与思路内容举例1目的政治、思想、纪念、庆祝、商业、招聘、招生、旅游、防火安全等对象学生、教师、妇女、小孩、老人、青年2工作时间和时效性白天、晚上、全天候、季节性工作、临时、短时、永久、可更换、耐用性3地点和环境广场、闹市区、布告栏、屋檐下、湖中、天空、车上、街边4发光灯功率功率可以从几瓦到几百瓦，根据发光面积的大小，工作环境和要求观看距离远近来决定5放置运行方式举牌、悬挂、静置、旋转、滚动、摆动、飞行、漂流6种类、结构、外形平板、灯笼、灯柱、六角灯、莲花灯、飞艇、龙灯、漂流7材料选择纸、塑料布、木材、竹子、各种废盒、绳子、粘合剂、金属材料、螺丝8图像种类漫画、简笔画、动画、国画、图像（静止或