原型与模型的制作——教学设计

原型与模型的制作——教学设计（共10篇）

篇1：原型与模型的制作——教学设计

教学内容分析

1、第四章展现设计成果中的内容，使学生从前一阶段的学习中，从单纯对技术与设计理论知识的认识转变到实际操作过程中对材料、工具、工艺的认识和使用，是非常关键的一章内容。第四节是原型与模型的制作又是对前三节以及以前学习的理论知识的一个综合考察运用，是本章的重点，也是培养学习兴趣的关键章节。

2、地质版教材从多功能学习用品盒的制作出发，先介绍了原型与模型的概念，接着围绕着多功能学习用品盒的制作过程为主线展开阐述原型或模型制作的意义和方法。

3、江苏版教材也强调“模型是设计的一个环节和一种重要的技术方法”。特别是要通过典型产品“柑橘榨汁机”的制作实例，由点到面，让学生进一步掌握设计制作的知识与技能，并通过实践活动，进一步领悟设计制作的艰辛与乐趣。

因此，我综合两种版本的教材优点，决定在讲解有关概念后，选择“创意座椅”为载体，让学生在亲身经历制作的各个环节中学习各种知识与技能并在实践中加以应用。培养同学们的创造能力和实际动手操作能力，及培养热爱技术创作、热爱科学的情操。教学对象分析

学生在学习前面有关材料、工具、工艺的知识后，对技术和设计有进一步的理解，通常会有一种想要亲身经历实践的冲动；只是并不懂得如何将自己的设计方案表现出来。教学目标及分析知识与技能目标：

1、知道原型和模型及其功能，理解它们的区别及在制作在产品设计的作用。

2、经历认识原型和模型的过程，理解模型是技术设计中的一个环节和一种重要方法。过程与方法目标：

1、关注原型和模型的广泛应用，感受模型在技术中的价值。

2、了解1～2类常用的工具和设备。学会一种材料的1～2种加工方法，能根据设计方案和已有条件选择加工工艺，并能正确、安全地操作。

3、能根据设计方案制作一个简单产品的模型或原型。”

情感、态度与价值观目标：

1、培养同学们的创造能力和实际动手操作能力，及培养热爱技术创作、热爱科学的情操。教学重点

1、理解原型和模型是设计的一个环节和一种重要的技术方法

2、根据设计方案制作一个简单产品的模型或原型。

教学难点

学会加工工艺的选择，制定制作计划，根据设计方案制作模型或原型。

教学策略

结合学生和生活实际，“创意座椅”的设计制作过程为载体，进行知识方面的传授有利于培养学习兴趣。教学方式是分组教学，学生主动思考、讨论、试验，教师配合讲解、演示、提问，师生互动。教学媒体运用

电脑多媒体平台，数码相机（记录教学过程供进一步教学、研究）教学资源收集与准备

教学器材以60人为一个班级，六人一组，分为10组，每组一套以下配置：

划线工具：铅笔、直尺、角尺、橡皮裁剪工具：剪刀、工具刀教课工具：多媒体PPT课件

制作材料：废旧塑料泡沫、易拉罐瓶、吸管连接材料：大头钉等

教学过程设计

【导入新课】（1分钟）

上阶段我们学习了展现设计成果中材料、工具、工艺的有关知识，我给大家留了课外作业，我们先来看一下我们的作业要求。

◆

1、观察日常生活中的不同功能的座椅，运用前段时间所学的知识，以草图的形式设计几款不同的新型多功能座椅。

◆

2、预习第四节课本内容。

我们知道，一件产品的生产首先要进行设计，刚才我看到的同学的设计草图，完成的非常好，今天我们就来学习设计的一般过程中的一个重要步骤，那就是模型或原型的制作。

【讲解】首先我们来认识一下什么是模型或原型。

一、原型与模型（1分钟）

【PPT】

1、那什么是模型和原型呢?

原型（prototype）通常是第一个能全面反映产品功能的形体，它广泛应用于新产品的开发中，有时原型就是最终产品。

模型（model）是根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。【讲解】原型和模型的区别：原型比例是1：1 模型的比例根据实际而定，比较自由。

在制作过程中两者是相同的，下面我们就以模型的制作过程为例，讲解本节的内容。

二、原型与模型的形成的作用？（2分钟）【PPT】讲解

作用一：模型制作是在产品设计方案基础上，运用三维形态，真实地反映三维空间中物体的尺度、比例、细节、材料、技术、表面处理等合理性，提供了产品设计评估所需要的、更全面的信息和技术数据。

作用二：在模型制作中，通过不断研究、分析整体形态的各个角度，各个方面，各种线条，各种连接构造原理，各种材料以及它们之间的关系等，能直观地检验自己的设计意图，并在对模型的修改中，使其设计方便、快速地得到信息。

三、通过讲解实例的制作来讲解模型的制作过程（3分钟）

在制作模型之前，以多功能学习用品盒为例，讲解模型的制作过程，提出在制作过程的的要求和出现的问题，对我们下面的实验制作有所帮助和启迪。

（一）制作模型的基本知识：【讲解】1.制作模型的一般步骤： 1）看图备料和选择工具 2）下料 3）构件制作 4）装配

5）对模型进行表面处理。

6）对产品的外观造型和色彩进行评议；对产品的结构、功能进行检测和试验，检验是否符合设计要求。7）对设计方案进行修改，做成模型。

实验过程中，学生实验前四项的制作过程，后三项由教师带领学生讨论进行。

制作模型的一般步骤仅供参考。因各人的设计不同，制作步骤会有所不同。同学们在制作的过程中会有自己的制作步骤。

四、实验课题(25分钟)制作一款创意座椅要求：

1、每个小组根据先有材料、制作一款座椅模型。

2、认真填写实验报告表，详细记录实验过程模型过程中的应注意的事项：

安全：刀、剪刀、大头钉、金属物等利器的安全操作。严格：根据实验报告步骤进行，小组各成员分工合作。依托：现有材料，注意不同材料性能的运用和工艺方法及其工艺的选择。

注意：在设计过程中设计的基本原则的把握。

五、作品点评：(10分钟)点评标准：

实验报告书写是否完整。

运用设计的基本原则评价作品的性价比。

六、课外作业

1、复习本节课本内容，填写课本116页的小结与评价。

2、预习第五章再创设计新意第一节的内容。

七、教学结束

组长负责清点各小组教具，学生退场，课代表收集教具送实验室。

设计反思

本节课以学生活动为主线，以教材中的精华为载体，在教师的引领下达成本节教学目标要求。

首先，在处理教材时，并没有采用“多功能学习用品盒”作为载体，而是结合学生和生活实际，选择创意座椅制作过程为载体，这样在进行知识方面的传授时有利于培养学习兴趣。如果原原本本按照教材提供的案例进行教学，学生肯定提不起兴趣，这在前面已有过教训。结合生活实际，容易引起学生的共鸣，也容易打开学生的思路。

第二，在实验之前预留课外作业，培养学生的观察能力和设计语言的表达能力，练习课堂中的实践，同学们兴趣高涨。

最后要说的就是在现有条件下，如何体现本模块的“做中学”，这是摆在我们面前的一个很迫切的问题。我一直相信，他山之石，可以攻玉。学生对本节课的教学内容非常感兴趣，还表示希望经常有这样的活动。

教学注意的问题：

1、小组分工一定要明确，责任到人，小组长负责记录组员的操作和表现。即认真填好《实验报告》

2、用动画和图片的方式讲解实例中模型图片及制作方法

3、分发材料和实验报告，学生动手制作，教师巡视，发现问题及时解决。

4、制作完毕，选择制作比较好的进行试验，教师及时评价。

学生作品：

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篇2：原型与模型的制作——教学设计

课时安排：1课时

一、教学目标

1.能够根据设计方案制作一个简单产品的模型或原型，制作成功后，并能对其外观进行润色。

2.能够通过模型与原型的制作，提高动手操作能力，形成认真严谨的做事态度，提高探究能力和创造能力。

3.了解四巧板的知识，完成四巧板的制作。

教学内容分析：为了加强书中内容前后章节的连贯与交融，本章的制作项目选择了四巧板为示例。它以巧妙简单的方式向学生展示了模型的制作过程。通过对四巧板的了解和制作，激发学生的爱国热情、培养情趣、获得知识。

二、重点难点

1、教学重点制作四巧板

2、教学难点划线、锯的使用

三、教学对象分析

本节是动手操作实践的章节，但也隐含着思想与方法。学生在上一节学习了工艺加工的基本过程和常用工具的使用，教师应指导学生运用前面所学的知识，选择合理的加工工艺，完成一个简单产品模型或原型的制作，并对产品的外观，加以润色。由于学生的动手能力不同，教师应加强巡视和指导，并强调操作的安全性。

四、教学策略

1．简单介绍制作模型的一般步骤，学生自主学习了解四巧板的知识。

2．因为动手制作模型需要大量的时间，本节课必须留给学生25分钟的时间进行操作。在操作的过程中掌握制作模型的步骤。所以以四巧板制作为主线进行学习。

五、教学过程

（一）、引人课题

上一节课学习了工艺、常用工具的使用及工艺加工的一般过程，提问：（1）工艺加工有那些基本的过程？（2）上节课在使用手锯的时候掌握了什么样的诀窍?体会深的同学把经验介绍给大家。

掌握了工具的使用和工艺加工过程，我们就可以制作模型了。制作模型的一般步骤

1.选择合适的材料。

2.根据本地的条件，准备适当的工具和加工设备。

3.按设计图样划线。

4.对材料进行锯割、切削等加工。

5.装配。

6.对模型进行表面处理。

7.对产品的外观造型和色彩进行评议；对产品的结构、功能进行检测和试验，检验是否符合设计要求。

8.对设计方案进行修改，做成展示模型(样品)。

（二）、四巧板的制作

1、认识四巧板（1）四巧板的简介四巧板也叫“T字之迷“，它和鲁班锁、九连环及七巧板并称为中国四大古典玩具。四巧板是起源于我国的一种古老的智力游戏，至今已有数百年的历史，它是一种少而精的拼板，少指用的拼板少，精指拼出的图形很精彩。可以拼出成千上万种形象生动的图形。它可以丰富人们的想象力，培养动手动脑能力，提高分析判断和形象思维能力，激发其创新精神，可以促进青少年综合素质的提高。它同样适合各种年龄层次的人玩。（2）四巧板的基本结构

四巧板由一块长方形（拼图中的大写“一”字）分解的4块不规则形状组成。其中有大小不同的直角梯形各一块，等腰直角三角形一块，凹五边形一块．如下图：

2、制作四巧板（操作过程）（1）划线

把上节课锯好的厚纸板拿出来，根据四巧板的结构在需要锯的地方划线

（2）、锯

学生动手锯，老师来回指导，注意操作安全。

操作要领：起锯的时候轻一点，用力均匀，手锯不要两边偏；凹五边形的缺口地方一定要锯到位，也不能过。

（3）锉

用锉刀把不平整的地方打磨，去掉毛糙的地方。

3、拼四巧板

动手能力强的学生在制作完成后，试着拼一拼下图的图像

六、小结并整理工具

简单评价本节课制作的四巧板，如果想要自己的四巧板更美观，我们还应该做什么。课后大家完成美化工序，下节课大家把自己制作四巧板带来，我们进行拼图比赛。上交手锯、挫、钢尺等工具，整理材料并做好桌面的清洁，填写使用记载。

七、教学反思

篇3：原型与模型的制作——教学设计

拟动力模型试验是研究结构地震破坏机理和评价结构整体抗震性能的重要方法之一。本文以某钢框架结构拟动力试验为例,探讨模型和原型结构的相似关系。采用有限元分析软件SAP2000建立相关模型,分析其在地震波作用下的地震反应,根据动力相似关系,由模型地震反应反推原型地震反应,将模型推算值与原型计算值进行对比,研究原型结构的地震动力响应,从而验证模型结构的动力相似关系。

1 结构动力相似关系

根据结构动力模型设计的相似理论,模型与原型需要满足几何尺寸相似、应力-应变关系相似、质量和重力相似以及初始条件和边界条件相似。在本次结构动力模型试验设计中,首先确定几何相似系数为SL=Lm/Lp=1/3,密度相似系数为:Sρ=ρm/ρp=1,结构的弹性模量相似系数为SE=Em/Ep=1(其中S代表模型和原型各物理量的相似比,角标p表示原型,m表示模型),再根据量纲分析法和动力方程法推导出其他各物理量的相似关系式和相似系数,见表1。

2 拟动力模型试验

该试验在西安建筑科技大学结构工程防灾国家重点实验室内引进的MTS拟动力试验系统上进行[4,5,6]。

2.1 模型制作

本次试验模型为单层、单跨、单开间,跨度和开间皆为2.0 m,楼面标高1.05 m,现浇50 mm厚C25钢筋混凝土楼板,柱子安装在C25钢筋混凝土条形基础上,条形基础高400 mm。梁和柱均采用HW100×100×6×8的宽翼缘热轧H型钢。柱脚、梁柱节点均为刚接,主次梁为铰接,梁和柱在强轴方向采用直接焊接,弱轴方向采用连接板栓焊连接。柱脚通过M24的地脚螺栓与基础连接。结构模型如图1所示,材料见表2。

2.2 加载与测试装置

试验时在模型楼层中部安装一台±500 k N的电液伺服作动器,用于施加水平荷载。在柱底、柱顶、横梁以及节点处对称布置电阻应变片,在底层楼面和顶层楼面分别布置MTS的Temposonic磁制位移传感器,以量测楼层水平位移并用于反馈控制。

2.3 加载方案

本文综合考虑钢框架的假定所在场地及试验结果的可比性,采用了EL Centro地震波(1940NS),实施时地震波加速度峰值由小到大依次为35、70、140 gal,测得结构的地震反应,期间还进行自由振动试验和静载刚度测试。

3 有限元分析几何建模

为了对比研究模型和原型拟动力地震反应,验证动力相似关系,需建立原型的有限元分析模型,来和模型试验值进行对比分析。因此,本文采用大型有限元分析软件SAP2000对原型结构建立有限元分析模型。本模型为单层、单跨、单开间,跨度和开间皆为6.0 m,层高3.0 m,楼面为150 mm厚C25钢筋混凝土楼板,梁与柱为刚性连接。材料依然采用Q235钢材。梁柱均采用HW300×300×10×15的宽翼缘H型钢。

4 模型与原型结构动力响应对比

采用大型有限元分析软件SAP2000对该结构进行有限元动力分析,数值模拟分析时输入El Centro波,将波的最大幅值调至a=70gal,原型结构计算分析时间为10 s,时间步长为0.02 s,地震波输入方向为X方向。本文仅分析在El Centro波作用下模型结构与原型结构的动力特性和动力响应。

4.1 自振特性对比

原型和模型的自振频率对比列于表3,可知,原型结构的计算值与模型推算值(即将模型的自振频率按相似关系反推到原型的自振频率),两者的误差很小,说明模型结构的自振频率能够很好地反映原型结构的自振频率,通过拟动力模型试验可以研究原型结构的动力特性。

4.2 结构动力响应对比

通过对比分析原型与模型结构楼层最大动力响应,验证结构的相似关系。如表4,模型在El Centro波作用下楼层最大加速度值、最大位移值和基底最大剪力值与原型结构的楼层最大计算值对比,可见模型结构的推算值与实际原型的计算结果非常接近,具有很好的可比性,说明拟动力模型试验结果及破坏现象可以与原型建筑物相比。

5 结语

通过上述对钢框架结构模型和原型的频率、加速度、位移和剪力的对比分析,验证了结构动力相似关系的准确性,拟动力模型试验可以真实地反映原型的地震响应,在弹性阶段可直接应用文中给出的相似关系由模型试验推算原型结构的动力响应。

摘要：本文以某钢框架结构拟动力模型试验为例,运用大型有限元分析软件SAP2000分别对原型结构和模型进行了地震作用下的动力响应分析。由模型的地震反应按照动力相似关系推导出原型结构的地震反应,并将其与原型结构的计算值进行对比。通过对自振特性、加速度、位移和剪力的对比分析,验证模型与原型的相似关系,说明可以利用模型试验对原型结构进行抗震性能评估。

关键词：钢框架结构,拟动力试验,原型结构,模型结构,相似关系

参考文献

[1]迟世春,林少书.结构动力模型试验相似理论及其验证[J].世界地震工程,2004,20(4):13-22.

[2]郑山锁.动力试验模型在任意配重条件下与原型结构的相似关系[J].工业建筑,2000,37(3):37-41.

[3]范力,赵斌,吕西林.拟动力实验中几个问题的讨论[J].结构工程师,2006,22(5):54-57.

[4]钱德玲,李元鹏,刘杰.高层建筑结构振动台模型试验与原型对比的研究[J].振动工程学报,2013,37(3):138-144.

[5]刘彩玲.钢框架结构拟动力试验及结构动力相似关系研究[D].西安:西安建筑科技大学,2008.

篇4：原型与模型的制作——教学设计

（合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥 230009）

引言

振动台模型试验是研究结构地震破坏机理和破坏模式、评价结构整体抗震能力和衡量减震、隔震效果的重要手段和方法。对于高层和超高层建筑，在理论分析还不完善的情况下，振动台试验是分析其抗震能力的一种有效手段。但由于振动台本身承载能力、试验时间和经费等的限制，对于高层建筑和超高层建筑只能进行缩尺模型试验。为了使模型试验能够准确地反映原型结构的动力特性，必须考虑模型和原型的各物理量的相似关系［1～3］。在结构振动台模型试验中，按照相似理论的要求，设计出与原型结构具有相似工作情况的模型结构［4，5］，但要严格满足相似似理论的全部条件，有时却很难实现，因此有必要对模型结构的相似关系进行研究，并探讨如何由模型试验结果来反映原型结构的动力特性，从而研究和评价原型结构的抗震性能。

本文以12层高层建筑框架结构振动台试验为例，探讨模型和原型结构的相似关系，采用有限元非线性分析软件MSC．Marc建立相关模型，并计算其在地震波作用下的地震反应，根据动力相似关系由模型地震反应反推原型地震反应，将模型反推值与原型计算值进行对比分析，研究原型结构的地震响应，从而验证模型结构动力相似关系的准确性。

1 结构动力相似关系

与结构动力模型相关的主要物理量有［6］：结构的几何尺寸L、结构的位移X、重力加速度g、地震加速度a、质量m、密度ρ、阻尼c、泊松比υ、速度v、转角θ、应力σ、应变ε、弹性模量E、时间t、刚度k、频率ω等。用量纲分析法可写出各物理量在质量系统下的各物理量的量纲矩阵如表1［7］。

表1 各物理量的量纲矩阵Tab．1 Dimensional matrix of each physical quantity

按照结构模型设计的相似理论，模型与原型必须具有相似的几何以及力学特征（平衡方程、物理方程、几何方程及边界条件等），即描述模型与原型的各个物理量间关系的数学方程应该相同［8］。这就要求模型与原型要做到几何相似、各个物理量间满足一定的相似关系。

在本次结构模型试验设计中，首先确定几何相似系数为SL＝Lp／Lm＝10、密度相似系数为Sρ＝ρp／ρm＝1、结构的弹性模量相似系数为SE＝Ep／Em＝3．76（本文S代表模型和原型各物理量的相似比，角标p表示原型，角标m表示模型），再根据E．Buckinghamπ定理导出其他各物理量的相似关系式和相似系数，见表2。

表2 模型结构的动力相似系数Tab．2 Dynamic similarity coefficient of model structure

模型试验设计时，模型所采用的材料要和原型材料的性能相似。本次试验模型用微粒混凝土来模拟原型中上部结构和支盘桩的普通混凝土，用镀锌铁丝模拟原型中的钢筋。其中，微粒混凝土的材料相似关系为：Sfc＝1／Sσ＝1／3．76。原型的混凝土等级为C30，则微粒混凝土强度等级为30／3．76＝7．98，取标号 M8；镀锌铁丝的材料相似关系为：与Ⅱ级钢相比：Sfy＝280／300＝0．933；与Ⅰ级钢相比：Sfy＝280／210＝1．33。

2 原型与模型的尺寸对比

原型结构为单向双跨12层框架结构，层高为3 m，总高为36m；柱子尺寸为500mm×500mm；框架梁截面尺寸为300mm×600mm；框架柱网（2个）为3．4m×5．8m；楼板板厚120mm；承台板尺寸为7m×8m×1m；支盘桩桩长为12m，支盘桩桩径为600mm，支盘盘径为1 400mm。按照相似关系进行模型结构设计，原型与模型结构的尺寸见表3。

表3 原型与模型尺寸对比Tab．3 Comparison of size between prototype and model

项目原型模型框架总高36m 3．6m框架柱网（2个） 6m×3．6m 0．6×0．36m框架梁截面（宽×高） 300mm×600mm 30mm×60mm框架柱截面 500mm×500mm 50mm×50mm楼板板厚 120mm 12mm承台板尺寸（长×宽×厚）0．7m×0．8m×0．1m支盘桩（直杆桩）桩长 12m 1．2m桩截面尺寸（桩径／盘径）7m×8m×1m Φ60mm／Φ140mm粉质粘土（厚度×直径）2．0m×30m 0．20m×3m砂质粉土（厚度×直径）10．5m×30m 1．05m×3m砂土（厚度×直径）Φ600mm／Φ1 400mm 3．5m×30m 0．35m×3m

3 振动台模型试验

该试验于2009年1月在同济大学土木工程防灾国家重点实验室内的MTS三向六自由度模拟振动台上进行。

3．1 模型制作

模型上部框架结构的梁、板、柱均设计为逐层现浇，施工中严格控制构件尺寸和微粒混凝土的配合比。同时模型所用材料均进行材料性能试验，实测材料性能参数。考虑试验的可操作性，动力相互作用体系振动台试验中模型桩基与上部结构采用装配式施工。即将承台板分为上下两部分，上半部分与上部结构一起制作；下半部分与桩一起制作。在下部结构埋入土中后，吊装上部模型结构，两部分间使用螺栓连接。振动台模型试验的施工图及制作完成后的模型见图1所示。

图1 模型施工图及完成后照片（单位：mm）Fig．1 Model structure of drawing and finished photo：（Unit：mm）

3．2 测点布置

试验中采用加速度计、应变计量测上部结构、桩和地基土体的动力响应，对上部结构还采用位移计来测量上部结构的侧移反应，在土中埋置孔隙水压力计量测土的孔隙水压力变化，采用土压力计量测桩土界面的接触压力。

3．3 加载制度

在进行高层建筑结构动力相互作用体系振动台试验之前，首先进行自由场试验，试验台面输入波形采用白噪声、EL Centro波和上海人工波，选择7个工况进行自由场试验。从而得到模型的自振频率、振型以及阻尼比。

自由场试验进行后，静置一天，然后吊装动力相互作用体系的上部结构，进行振动台试验。试验台面输入波形采用EL Centro波、上海人工波和Kobe波，共35个工况。在每次改变加速度输入大小时都输入小振幅白噪声激励，以观察模型的频率和阻尼比的变化情况。输入波形主要为X向激励，部分为Y向，部分工况同时输入X向和Z向激励。台面输入加速度峰值按小量级分级递增，按相似关系调整加速度峰值和时间间隔。

4 有限元分析几何建模

为了对高层建筑振动台试验模型和原型进行对比研究，验证动力相似关系的准确性，需建立原型的有限元分析模型，用来和模型试验值进行对比分析。因此本文采用大型非线性有限元分析软件MSC．Marc对原型结构建立有限元分析模型。

有限元分析软件MSC．Marc具有极强的结构分析能力，可以处理各种线性和非线性结构分析，并提供了丰富的结构单元、连续单元和特殊单元的单元库。分析采用具有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度非线性问题求解技术［9，10］。

在用MSC．Marc进行几何建模时要充分利用结构的对称性，这样可以使结构的有限元模型以及相应的计算规模得到缩减，从而使数据准备工作和计算工作量大幅度地降低［11］。本次建模的桩－土－高层建筑结构动力相互作用体系的几何关于X轴对称，外加地震波动荷载也关于X轴对称，Y＝0平面是该结构体系的对称面。因此几何建模时利用对称性原理，取1／2的原型结构作为研究对象。在对称面上加对称边界条件，以此来保证和实际的边界条件相符合。

建模中，土体、桩、承台以及上部结构均采用三维六面体单元。上部结构划分单元时在梁板柱结点处须保证相邻单元共节点，承台与柱连接处相邻单元也须共节点；土体自上而下分3层划分单元，单元划分时使相邻两层土体的单元共节点，从而保证3层土体单元Merge后是一个整体；支盘桩的单元划分也须保证支盘与直杆交接处单元共节点。原型有限元分析模型如图2所示。

图2 原型有限元分析模型Fig．2 Finite element analysis model of prototype

5 模型与原型结构动力响应的对比

采用大型非线性有限元分析软件MSC．Marc对该高层建筑结构进行有限元动力分析，数值模拟分析时输入EL Centro波，将波的最大幅值调至相当于7度多遇下的加速度峰值，原型结构为0．035g，模型为0．093g。原型结构计算分析时间为16s，时间步长为0．08s，地震波输入方向为X方向。本文仅对在EL Centro波作用下模型结构与原型结构的动力特性和动力响应进行对比分析。

5．1 自振特性对比

原型和模型的前10阶频率对比列于表4。由表4可知：原型结构的计算值与模型反推值（即将模型的自振频率按相似关系反推到原型的自振频率），两者的误差均小于1%，说明模型结构的自振频率能够很好地反映原型结构的自振频率，通过振动台模型试验完全可以用来研究原型结构的动力特性。

由模型试验得到的振型曲线如图3（a）所示，图3（a）中的“1WN”是输入第1工况的白噪声，“12WN”是第12工况的白噪声，以此类推。对原型结构进行模态分析，得到如图3（b）所示的振型图，由图3可知模型与原型结构的振型具有较好的相似性，因此可由模型的振型推算原型结构的振型。

表4 结构自振频率对比Tab．4 Contrast of self－vibration frequency for structure

图3 模型试验与原型计算振型对比Fig．3 Contrast of model of vibration between model and prototype

5．2 加速度对比

图4（a）为模型结构顶层在EL Centro地震波作用下的加速度时程曲线，图4（b）为原型结构顶层在EL Centro地震波作用下的加速度时程曲线。图4（a）与（b）曲线变化趋势相同，横轴为时间轴，纵轴为加速度轴。根据模型结构动力相似关系，将图4（a）中横坐标扩大St＝5．157倍，纵坐标缩小Sa＝0．376倍，即将模型加速度反应按相似关系反推到原型结构的加速度反应。图4（c）为模型结构顶层加速度按相似关系的反推值与原型计算值的对比，由图可知模型反推值与原型计算值符合较好。

图4 EL Centro波作用下模型与原型顶层加速度对比Fig．4 Contrast of acceleration between top model and prototype under EL Centro ground motion

通过结构楼层层间最大加速度来对比研究高层建筑结构原型与模型，验证加速度相似关系的正确性。图5（a）为模型在EL Centro波作用下楼层最大加速度值，图5（b）为原型在EL Centro波作用下楼层的最大加速度，将模型加速按加速度相似关系反算到原型结构，即将模型加速度乘以加速度相似系数Sa＝0．376，可得到由模型反推的原型结构楼层最大加速度值，将反推值与原型计算值对比，如图5（c）所示，可见模型反推到的原型与实际原型的计算结果非常接近，具有很好的可比性。说明振动台试验结果及破坏现象可以与原型建筑物相比。

图5 EL Centro波下作用下楼层最大加速度Fig．5 The maximum acceleration of floor under EL Centro ground motion

5．3 位移对比

模型顶层在EL Centro地震波作用下的位移时程曲线如图6（a）所示，图6（b）为原型顶层在EL Centro地震波作用下的位移时程曲线，图6（a）和（b）中结构顶层位移曲线的变化趋势相同。将图6（a）中横坐标按时间相似关系扩大St＝5．157倍，纵坐标按线位移相似关系扩大SX＝10倍，所得值与图6（b）相对应。将模型反推值与原型计算值对比，如图6（c）所示，二者非常符合，从而验证了位移相似关系的准确性，因此可以由模型的位移反应来反推原型结构的位移反应。

图6 EL Centro波作用下模型与原型顶层位移对比Fig．6 Contrast of displacement between top model and prototype under EL Centro ground motion

在EL Centro波作用下，对比高层建筑结构原型与模型的楼层最大侧移，图7（a）为模型结构楼层在X向的最大侧移值，图7（b）为原型结构的楼层最大位移值，将模型结构的楼层最大位移按照位移相似关系乘以相似系数SX＝10可推得原型结构的楼层最大位移，并将其反推值与原型结构计算值对比，如图7（c）所示，可见由模型反推得到的位移值和原型计算值相符合。

图7 EL Centro波作用下结构楼层最大位移Fig．7 The maximum displacement of the structure under EL Centro ground motion

5．4 剪力对比

图8 EL Centro波作用下结构层间剪力对比Fig．8 Contrast of interlaminar shear under EL Centro ground motion

6 结论

（1）对比模型和原型的前10阶自振频率，模型反推值和原型计算值符合较好；由模型试验得到的振型曲线和原型的模态分析得到的振型相似性较好，故可采用模型试验结果来研究原型结构的动力特性。

（2）按相似关系，由模型反推得到原型的加速度和按原型结构的计算值相符合，对于框架结构的加速度放大系数也有较好的相似性，结构顶层最大加速度放大系数：模型为2．09，原型为2．01。

（3）按相似关系由模型推导的原型结构顶层最大位移为21．66mm，按原型结构计算的结构顶层最大位移为20．36mm，二者误差不大，水平总位移角为1／1 662，满足最大层间位移角1／550的要求［12］。

（4）根据相似关系反推得到的原型结构底部的剪力为116．386kN，按原型结构计算分析得到的为116．593kN，可见其剪力也相当符合。

通过上述对高层建筑结构模型和原型的频率、振型、加速度、位移和剪力的对比分析，验证了基于E．Buckinghamπ定理导出的动力相似关系的准确性，振动台模型试验可以真实地反映原型的地震响应，可以根据模型的试验结果对原型结构进行抗震性能的评估。

［1］张敏政．地震模拟实验中相似律应用的若干问题［J］．地震工程与工程振动，1997，17（2）：52—58．

Zhang Minzheng．Study on similitude laws for shaking table tests［J］．Earthquake Engineering and Engineering Vibration，1997，17（2）：52—58．

［2］沈德建，吕西林．地震模拟振动台及模型试验研究进展［J］．结构工程师，2006，22（6）：55—58，63．

Shen Dejian，Lv Xilin．Research advances on simulating earthquake shaking tables and model test ［J］．Structure Engineers，2006，22（6）：55—58，63．

［3］施卫星，丁美，成广伟，等．超高层建筑整体模型模拟地震振动台试验研究［J］．四川大学学报（工程科学版），2007，39（4）：50—56．

Shi Weixing，Ding Mei，Cheng Guangwei，et al．Shaking table model test of a high－rise building structure［J］．Journal of Sichuan University （Engineering Science Edition），2007，39（4）：50—56．

［4］吕西林．复杂高层建筑结构抗震理论与应用［M］．北京：科学出版社，2007．

Lv Xilin．Complex High－rise Building Structure Seismic Theory and Application［M］．Beijing：Science Press，2007．

［5］郑山锁．动力试验模型在任意配重条件下与原型结构的相似关系［J］．工业建筑，2000，30（3）：35—39．

Zheng Shangsuo．Analogical ratio between scale models withless ballast and their prototypes under shaking table test［J］．Industrial Buildings，2000，30（3）：35—39．

［6］王天稳．土木工程结构试验［M］．武汉：武汉理工大学出版社，2006．

Wang Tianwen．Civil Engineering Structure Test［M］．Wuhan：Wuhan University of Science and Technology Press，2006．

［7］徐挺．相似理论与模型试验［M］．北京：中国农业机械出版社，1982．

Xu Ting．Similarity Theory and Model Test［M］．Beijing：China′s Agricultural Mechanical Press，1982．

［8］张昕，周德源，张风岭，等．某高层建筑结构模型振动台试验研究及有限元分析［J］．地震工程与工程振动，1999，19（3）：37—43．

Zhang Xin，Zhou Deyuan，Zhang Fengling，et al．Shaking table test and finite element analysis of a complex high－rise building structure model［J］．Earthquake Engineering and Engineering Vibration，1999，19（3）：37—43．

［9］陈火红，杨剑，薛小香，等．新编 Marc有限元实例教程［M］．北京：机械工业出版社，2007．

Chen Huohong，Yang Jian，Xue Xiaoxiang，et al．New MARC Finite Element Instance Tutorial［M］．Beijing：Machinery Industry Press，2007．

［10］阙前华，常志宇．MSC．Marc工程应用实例分析与二次开发［M］．北京：中国水利水电出版社，2005．

Que Qianhua，Chang Zhiyu．MSC．Marc Examples of Engineering Application Analysis and Secondary Development［M］．Beijing：China Water Conservancy and Hydropower Press，2005．

［11］梁清香．有限元与 MARC实现［M］．北京：机械工业出版社，2005．

Liang Qingxiang．Finite Element and MARC to Realize［M］．Beijing：Machinery Industry Press，2005．

［12］中华人民共和国住房和城乡建设部．GB 50011－2010建筑抗震设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2010．

篇5：模型或原型的制作说课稿

一、教材的地位及作用

《模型》是苏教版《技术与设计1》中第七章《模型或原型的制作》中的第一节。本章内容是技术设计的重要环节，它对于学生掌握技术设计的过程，实现方案到产品的转化具有重要作用。

本节内容分别介绍了模型的概念、功能及模型在不同阶段的作用，学生将通过学习掌握模型方法这一重要的技术方法，并将其运用到实际设计过程中，实践性较强。

二、课时安排

本节内容由三个知识点组成：模型的概念、功能、模型在不同阶段的不同作用，学生对于模型的概念很容易理解，对其功能也能在教师的引导下归纳小结，因此本节重点及难点内容设为让学生理解模型制作在不同阶段的不同作用，一课时完成。

三、教法目标分析及实施

教学目标分析：理解模型制作在不同阶段的不同作用，学会加以区别并将模型制作应用到实际设计过程中。

教学实施：

1、导入：

回顾设计的一般过程，有利于帮助学生建立完整的知识体系。

2、创设教学情境激发学生的学习兴趣：

展示实物：飞机模型，引导学生探讨模型与实物的区别，由此引出模型的概念。

3、学生分组讨论：

学生列举日常生活中所见到的模型，教师引导学生思考，这些模型应用于哪些场合，为什么会有他们的存在，学生通过讨论小结出模型在设计过程中的功能。

4、“仔细观察，找一找各种模型的不同之处”

学生通过仔细观察分析出柑橘榨汁机、草模、概念模型、结构模型、功能模型、展示模型的特点（外形、颜色、材料、结构），初步认识五种不同阶段的模型。

例如：功能模型，以实现柑橘榨汁机功能为主要特点：具备转动活动杆，具有榨汁的功能；检查连杆之间的活动各部分位置是否恰当；榨汁机盖子与平台上的凹槽是否对齐，以免汁液从上面流出来；底座与杯子位置是否合适，整体能否进行正常的工作。

5、不同阶段模型的`识别练习：

教师选取恰当案例，并结合学生所举案例，深化模型在不同阶段的不同作用，帮助学生理解其区别与联系。

四、教学资源

课本上：模型的图、案例及知识点。

补充：（教师准备）

1、飞机模型实物

2、不同阶段模型的举例

五、教学评价

1、在设计过程的不同阶段，根据不同的要求往往需要制作不同的模型。如需要研究产品的各种性能以及人机关系，而进行技术试验。那么这个阶段的模型应该是

A、草模 B、概念模型 C、结构模型 D、功能模型

2、在设计过程的不同阶段，根据不同的要求往往需要制作不同的模型。如需要研究产品的造型与结构的关系而进行技术试验。那么这个阶段的模型应该是（）

A、草模 B、概念模型 C、结构模型 D、功能模型

3、小红构思了一个婴儿摇篮，现在她想进一步分析产品的结构和连接方法，她应制作出（）

篇6：建筑模型的设计与制作

综合实践活动主题设计

一、主题设计的背景

目前，初中学生的动手能力令人堪忧，而且，他们对周围事物的变化与发展关注不够，更不用提国家大事。鉴于此，设计了以“建筑模型的设计与制作”为主题的综合实践活动。

二、活动目标

1、知识目标：考察学生的观察与动手能力。

2、能力目标：考察学生运用书本知识的能力。

3、情感目标：激发与调动部分学生学习文化知识的兴趣。

三、活动用具

白板纸、透明胶、双面胶纸、剪刀、裁纸刀、线绳、垫板、格尺、笔、本等。

四、活动准备

1、播放幻灯片，内容是建筑模型的图片展示。

2、提出问题：对那些建筑最熟悉。引导学生回答“家与学校”，继续引导学生思考并回答本次活动的内容。

3、布置任务：本次活动的内容与两个：观察与设计学校的建筑

模型；制作学校模型。

（1）观察学校主体建筑的外部结构。

（2）测量学校主体建筑的长、宽、高，单位精确到米。

（3）根据测量的结果，确定合适的比例。

（4）根据确定的比例，制作学校模型。

五、活动过程

1、讨论：如何用格尺与线绳测量学校主体建筑的长、宽、高。

2、观察：学校主体建筑的外部结构特点。

3、测量：根据讨论结果，开始测量。

4、制作：根据测量结果与比例，制作学校模型。

六、可能出现的问题

1、学生讨论的测量方法不是最佳方法，可能事倍功半。这说明学生将书本知识与生活知识融会贯通的能力比较欠缺。

2、学生的动手能力可能参差不齐，制作模型的时间相应会延长。这说明学生使用工具的能力欠缺、动手能力欠缺。

七、活动总结

1、引导学生谈本次活动的感受。

篇7：《航海模型设计与制作》活动方案

林州市市直第九小学王丽芳

一、活动目标：

航海模型教育以科学发展为指导，以推进素质教育特色教育为目标，帮助广大少年儿童树立航海模型理想，学习航海模型理论知识，培养动手操作能力，养成进取精神，提高综合素质，促进内涵发展，促进学生全面而和谐，自主而充分，独特而有创造性的成长。

1．培养学生多才多艺，享有快乐学习童年。

2．使学生能够完成航海模型的拼装和熟练掌握其操作，学会通过调整重心、水平微调、舵控制方向等来调整航海模型的航行效果。并能自己动手进行合理的改装。

3．增强学生的动手能力，通过对无线电遥控航海模型和电池操纵航海模型的操控，培养学生不怕困难、持之以恒的品质。

二、具体措施：

小组主要以“专题讲座”和“项目实践”方式开展活动。采取室内讲座、室内制作、室外调试、室外航行、室内维修相结合的方式活动。

主要活动地点为：航海模型教室和化雨楼四楼大厅里。

（1）第一阶段

专题讲座：使学生掌握必要的基础理论知识。

（2）第二阶段

项目实践（制作）：使学生了解航海模型制作的一般规律。掌握航海模型制作的基本技术。

（3）第三阶段

项目实践（放行）:初步使学生了解航海模型放行的基本要领。

（4）第四阶段

项目实践（改进制作）

航海模型小组活动记录（1）

时间：2020.11.6星期五

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组35位学员

活动内容：“海龙号”电动鱼雷艇

今天是本学期的第一节航海模型课，因为有50几位新学员参加，所以选择的套材是最简单的“海龙号”。

先是分发材料，然后校对一下套材是否齐全。引导学生养成看组装说明图。本次套材的组装主要还是让学员们在老师的指导下完成组装。组装过程中，重点提醒学员在组装螺旋桨的时候注意螺旋桨的前后位置和中心线的对齐。

船身全部组装完毕后，讲解螺旋桨和舵的安装也是一个重点。

全部完成之后，学员们先是去水池试航，然后调整船舵，再全动力试航。第一次参加航海模型社活动的新学员们看到亲手组装起来的船航行，别提有多高兴了。

航海模型小组活动记录（2）

时间：2020.11.20星期五

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组35位学员

活动内容：“昆明号”导弹驱逐舰航行赛

今天的上课内容是：“昆明号”导弹驱逐舰航行赛。这款模型的组装重点在于螺旋桨及舵的安装，安装时要注意接头处的箭头与螺旋桨片上的箭头对齐，然后再调整螺旋桨的扭转角度。机身与舵的粘贴位置也是需要重点指导的地方，粘贴不到位会影响船的重心，导致船的航行时间缩短。

航海模型小组活动记录（3）

时间：2020.12.11 星期五

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组35位学员

活动内容：“昆明号”导弹驱逐舰航行赛

今天的上课内容是上次课的延续，主要是“昆明号”导弹驱逐舰航行赛的调试与航行。

上次课，“昆明号”导弹驱逐舰航行赛的组装基本都完成了，因为材料原因，有些同学船的螺旋桨过于松动，这次课一开始就为这些同学将容易松脱的螺旋桨固定。

在试航之前，重点讲解了船螺旋桨的角度调整，要求学员们跟着按要求一步一步试着自己调整。然后又反复强调了试航时候的手势，要求学员们在教室里练习过后才上水池试航。

开始，由于螺旋桨及舵的调试不熟练，角度也不太到位，不少学员的船不仅不直线航行，松手以后还偏向。之后多次尝试调整螺旋桨及舵的角度，大家的船都试航成功了。

航海模型小组活动记录（4）

时间：2020.12.25 星期五

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组35位学员（缺席：无）

活动内容：“中华鲟”鱼雷模型及“银河战士”空气动力快艇

今天组装的“中华鲟”鱼雷模型及“银河战士”空气动力快艇相对比较简单，所以只稍加指导就让学员自己动手组装了。在组装过程中因为零件的关系，在螺旋桨及舵装置的连接上需要加工一下才能继续。另外，老学员教新学员互帮互助，基本上能根据组装说明书自行组装模型了，有了很大的进步。

航海模型小组活动记录（5）

时间：2021.1.15星期五

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组20位学员（缺席：无）

活动内容：“东方号”集装箱船模型

本次课的内容是“东方号”集装箱船模型。与“银河战士”空气动力快艇组装基本一样，学员们很快就组装完成了。重点就放在了螺旋桨及舵的调试上。

另外，本学期的社团课采用集贴画制的奖励，单课表现好的学员可以获得一枚贴画的奖励，集满5个贴画就可以换得一个模型，学员们的积极性都相当高。

航海模型小组活动记录（6）

时间：2021.3.1 星期一

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组60位学员

活动内容：“雪龙号”科学考察船模型

今天要组装的“雪龙号”科学考察船模型上星期的“东方号”集装箱船模型相似度很高，只在后轮和动力装置上有点小差别，所以完全放手让学员们自己组装。发现大部分学员已经能看懂说明书，知道如何根据说明书的介绍来组装零件，当然也由于上星期课的基础，组装起来难度不大。在调试阶段，都很顺利。

航海模型小组活动记录（7）

时间：2021.3.17 星期三

地点：航海模型教室

参加人员：航海模型小组20位学员

活动内容：“新自由号”2.4G电动遥控游艇

“极光号”2.4G电动遥控双体快艇

篇8：智能车模型的设计与制作

一、系统基本原理

该模型以单片机STC89C51作为控制核心,电路分为电机驱动模块,寻迹模块,检测铁片模块,路程及时间显示模块。实现了小车的沿轨迹行驶、探测金属、金属累计显示、路程及时间显示等功能。系统原理图见图7(P49)。

根据光敏电阻检测到的黑带反射信号,经单片机判断处理后控制小车前进方向,以使其沿着轨迹行进。当金属探测器检测到铁片时,接近开关发出一个低电平信号,作为一个外部中断信号处理,执行停车5s及发光提示,并交替显示路程和时间。光电传感器接收部分用于采集黑白信号,通过接收到的一系列脉冲进行计程并显示。系统框图如图1。

二、系统硬件部分

1. 电机驱动模块

小车电机为直流减速电机,带有齿轮组,考虑不需调速功能,采用H桥电机驱动芯片L293D。L293为单块集成电路,高电压,高电流,四通道驱动,设计用来接收DTL或者TTL逻辑电平,驱动感性负载(比如继电器,直流和步进马达)。内部包含4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为1A,最大可达1.5A,Vs s电压最小4.5V,最大可达36V;Vs电压最大值也是36V,经过实验,Vs电压应该比Vss电压高,否则有时会出现失控现象。通过改变芯片控制端的输入电平,即可以对电机进行正反转操作,很方便单片机的操作。芯片外围电路如图2。

2. 寻迹模块

本制作采用光敏电阻探测法,利用光的反射原理,当光线照射在白纸上,反射量比较大;反之,由于黑色对光的吸收,反射量比较少,这样阻值就会出现差别。将阻值的变化值经过比较器转换为高低电平并反馈给单片机,单片机通过判断,发出控制信号来控制小车的前进方向,实现了全自动沿轨迹行驶。为提高灵敏度,该轨迹探测模块共用5个光敏电阻,呈弧形排布,1支置于轨道中间,另外4支分开置于其两侧,当小车脱离轨道时,两侧中任意一只检测到黑带后,即做出相应的转向调整,如:左外、左内检测到黑带时,小车左转,左边方向灯亮。当右外、右内检测到黑带时,小车右转,右方向灯亮。直到中间的光敏电阻重新检测到黑带(即回到轨道)后,再恢复正向行驶。寻迹电路如图3。

3. 金属探测模块

本制作采用了一只电感式金属探测传感器,型号:LJ12A3-4-Z/BX。由电路图可以得出,当有金属被其探测到时,CD4069芯片第8脚输出一个低电平,将此信号传送给单片机,即可实现计数和控制。为提高检测金属片的准确性,本制作采用了两个传感器,并通过试验合理设置其安装位置。图4上半部分是金属接近开关探测电路原理图。

4. 行程测量

计程模块主要是由光电传感器st198和贴于车轮上的黑白码盘组成,通过计算车轮的转数间接测量距离,当车轮转动时,光电传感器通过采集黑白信号不断地输出脉冲,通过单片机对脉冲计数,再经过一个数据的处理过程:

其中S=N/2πrn,S为路程,N为脉冲个数,n为一个码盘的黑白交替次数。即脉冲个数;

r为车轮半径。

这样就可把小车走过的距离计算出来。并通过LED显示,测试数据如表1。

s t198外围电路如图5所示。

5. 显示模块

采用LED七段数码管,用经典电路译码和驱动,电路结构简单,并且通过74HC573隔离控制,实现单片机I/O口的并用,显示效果直观,明亮,调试容易。

三、软件部分

本设计采用C语言程序控制,通过定时器来控制行进时间。用查询方式来检测光敏电阻信号和铁片,并做出相应的操作。主程序流程图见图6。

四、调试及性能分析

整机焊接完毕,首先对硬件进行检查联线有无错误,再逐步对各模块进行调试。首先载入电机控制小程序,控制其正反转,停机均正常。加入寻迹子程序,发现有时小车会跑出黑带,经判断是因为光敏电阻灵敏度不高,更换后问题还是没有解决。疑是受环境光影响,在光敏电阻旁加入了超亮发光二极管后问题解决。加入显示时间子程序,发现显示时会有阴影存在,经调整动态显示时间,显示趋于正常。铁片检测依靠接近开关,对检测信号进行处理并实时显示和发光提示,无异常状况。路程显示部分是用红外对管对码盘脉冲进行计数,调整码盘的分割数,直到精确度达到最高。

篇9：体育教学模型人的制作与使用

关键词：变形；模型人；体育教学

中图分类号：G633.96 文献标识码：B 文章编号：1005-2410（2015）06-0071-02

一、准备材料

对接螺丝钉、废旧纸箱、白纸、水彩、螺丝刀、剪刀、钉子等。

二、制作步骤

首先，在废旧纸箱上画上等比例的头、手、小臂、大臂、躯干、髋关节、大腿、小腿和脚等人体部位，然后逐一裁剪。

其次，利用钉子打孔，把各个部位进行重叠打孔。

再次，用对接螺丝钉把各个关节进行组装，组装好后调节各个关节的松紧度，以达到最佳化。

最后，对挂图板进行等距离打孔，以便用来固定模型人的动态演示效果。

三、模型人的应用范围

1.演示体育技术动作

利用挂图板上的等距离的孔，把模型人分别固定在不同的位置，把模型人进行变形，于是就组装成不同的动作内容，满足多项教材演示的需求。如演示肩肘倒立、跪跳起、双手从后向前投实心球、足球正脚背射门、前后滚翻、立定跳远等多教材内容。

2.体育教学重难点呈现

对于日常体育教学中，教师要对技术动作的重、难点进行反复示范，这样教师要付出很多体力，而且不便于讲解。而在教学中借助模型人的动态演示则大大地提高了教学效果，也方便教师及时地进行讲解。如仰卧推起成桥要有对撑、蹬、挺、推的动作，而在模型人教具躯干部位的螺丝钉上拴上细细的线，在教学演示时，教师只需拉动细线就能让模型人“动起来”，学生就能准确地观察到动作的完整过程，不需要教师多次进行真人示范。

3.易犯错误的纠正与提示

学生在练习动作过程中难免会出现一些错误动作，此时利用模型人多次进行正确的动作演示，进一步加深了学生对动作要领的领悟，利用正误动作的对比，帮助学生找到问题的根源。

四、与传统挂图相比的优势

（1）节省了重复制作的时间。一物多用，一物巧用。

（2）动静结合，实效性强。传统挂图只能从静态进行展示，而模型人挂图利用可以自由活动的优势多次反复进行演示，有利于学生对动作过程的学习。

（3）活动范围广。活动挂图制作结合了人体结构的特点，做到了颈、肩、髋、肘、膝、踝、腕等身体主要关节活动，增加了活动人演示的内容，突破了传统挂图只能演示单一内容的局限性。

篇10：模型设计与制作课程设计说明书

Model design and manufacture course design manual

专

业：木材科学与工程（室内与家具设计方向）姓

名： 10064135袁

涓

10064136张雪超

10064137仝

莉

10064222董文娟

10064223何淑娟

10064233薛

静指导教师姓名：朱俊艳

提交

日期：2013年1月14日

模型设计与制作课程设计说明书

第一章

家具设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

第一节

沙发设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

5第二节

茶几设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

第三节

电视柜设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 第二章

对材料的认识„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 第三章

注意事项及解决方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 第四章第五章表面处理及自我评价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 模型制作的心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 模型设计与制作课程设计说明书

摘要

本套家具以人造板为主要材料，充分运用人体工程学的一些重要尺寸以及32mm系统，设计了复古与时尚完美结合的“L”型沙发；温暖木材与晶莹玻璃激情碰撞的简约茶几；时尚个性，简约大方，适合多种风格客厅的个性电视柜。

关键字：人造板人体工程 32mm系统

模型设计与制作课程设计说明书

ABSTRACT

The set of furniture to wood-based panel as the main material, make full use of human body engineering, some important dimensions and 32mm system, design a retro and fashion the perfect combination of “ L ” type sofa;warm wood and glass passion collision simple table;fashion personality, simple and elegant,personalized TV cabinet is suitable for a wide variety of style living room.Keywords: human engineering 32mm system of wood-based panel

模型设计与制作课程设计说明书

第一章家具设计说明

第一节

沙发设计说明

本次沙发为布衣包裹沙发。为了满足人们对客厅不同场景的不同需求（如：躺在沙发上看书、半躺着看电视、家庭影院、客人闲谈等），特此设计出此款“L”型的沙发。沙发外部采用复古色的格子包布，复古的同时又与时尚接轨。是复古与时尚的完美结合。此款沙发整体规格为2440*1800*800，略低于膝盖的左面（400mm）更符合人体适尺寸，使得人体在沙发上的活动度增加。

匠心独具的“L”型沙发、巧夺天工的布料剪裁、堪称完美的色彩搭配、精确的CAD数据、无不昭示着此款沙发的外貌与内涵的相并重~

第二节

茶几设计说明

本款茶几以人造板为主要材料，保留了木材的原色，上层采用木材与玻璃相结合的设计，将木材的温暖与玻璃的晶莹完美结合，两层玻璃中间装有各色装饰品，且不固定，移动落定后呈现各种自然状态的美，一款茶几带来不同的惊喜。透过装饰品的间隙可以看到下层隔板，清晰以朦胧，呈现“犹抱琵琶半遮面”的羞涩美感。

茶几的尺寸充分考虑了人体工程学的人体对于茶几的几个重要尺寸，也充分配合了本套家具中沙发的尺寸。最终定为1300*700*430mm。

第三节

电视柜设计说明

这款电视柜在线路安置方面方便可行且做了合理的设计，可承载多种视听器材，让整个视听区呈现出整齐、统一的装饰效果。电视柜与后面的电视墙颜色相呼应，与客厅的整体风格相和谐，不突兀，在样式上能融入整体空间，采用实木制作，木材独特的色泽纹理让电视柜有视觉的亮点。电视柜为2120*400*680，与沙发大小相宜。电视柜整体外观简约大方，时尚个性，适应多种风格的客厅，是电视柜的首选。

第二章对于材料的认识

胶合板是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料，通常用奇数层单板，并使相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。该产品天然质朴、自然而高贵，可以营造出与人有最佳亲和高雅的居室环境。

模型设计与制作课程设计说明书

在加工过程中用美工刀裁切时，因为木板比较厚，必须一刀一刀的去刻画，手要注意离刀远一些，很容易受伤。裁切完时，木板的边缘不均匀，而且容易带有毛刺，要注意用刀削平。

第三章注意事项及处理方法

注意事项：

1、在制作过程中，因为木板有韧性而且比较厚，裁剪板材是最困难的一件事。

2、裁剪出的木板很容易因为裁剪工具的不适使木板不是原来设计的尺寸。

3、裁剪完木板后，用胶粘合时，容易粘不齐。

处理方法：

1、在裁剪时，没有捷径，只能一刀一刀加深刻痕，最好木板的两侧都画线，从两侧同时刻画，这样裁出的木板边缘不会带有那么多的毛刺。

2、因为尺寸很可能与原来设想的不一样，这就需要划出刀痕时，要一点一点的画，工作要集中注意力。