Какими свойствами должно обладать конструируемое изделие

Технология, 5 класс

Урок 12. Свойства конструкционных материалов

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Урок посвящён изучению основных свойств конструкционных материалов различных типов.

Тезаурус:

Прочность – это способность материала противостоять разрушению.

Твёрдость (жёсткость) – это способность материала сопротивляться деформациям.

Деформация – это изменение формы какого-нибудь предмета под действием внешних сил.

Упругость – это свойство материала деформироваться (изменять форму) под действием каких-либо сил, а потом восстанавливаться после того, как эти силы перестают действовать.

Хрупкость – это свойство материала разрушаться при небольшой деформации под действием внешней силы или от удара.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  1. Всеобщая история. История Древнего мира. 5 класс: учебник для общеобразовательных организаций / А.А. Вигасин, Г.И. Годер, И.С. Свенцицкая; под ред. А.А. Искендерова. – М.: Просвещение, 2019
  2. В, Д. Симоненко Технология. Базовый уровень: 10-11 классы Учебник для общеобразовательных школ. – М.: Вентана-Графф. 2009 г.
  3. https://slovari.yandex.ru/книги/БСЭ/Конструкционные материалы

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Почему двигатель автомобиля не изготавливают из древесины или пластмассы, ведь тогда двигатель был бы легче? Почему одежду не делают из бумаги, ведь загрязнившееся бумажное изделие не надо стирать, а можно просто выбросить? Почему воины в Средние века носили рубахи-кольчуги, сделанные из стальных колец, а не из толстых и прочных нитей? Потому что при конструировании и создании необходимых людям материальных благ учитываются свойства используемых для их производства материалов, так как каждый материал обладает разными свойствами. Для изготовления различных изделий подбирают материалы с разными свойствами. Важнейшими свойствами для большинства конструкционных материалов являются механические свойства: прочность, плотность, твёрдость, упругость, хрупкость.

При изготовлении тех или иных изделий следует учитывать и другие свойства материалов. Например, для электрических изделий важным свойством является их способность проводить электрический ток. Для других изделий важна стойкость материала к огню и способность не передавать тепло.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Разделите материалы по соответствующим категориям.

Твёрдый материал

Хрупкий материал

Варианты ответа:

Алюминий

Медь

Дерево

Стекло

Хрусталь

Правильный вариант ответа:

Твёрдый материал

Хрупкий материал

Алюминий

Медь

Дерево

Стекло

Хрусталь

Подсказка: Твёрдость определяет способность материала сопротивляться деформациям. Хрупкость – это свойство материала разрушаться при небольшой деформации под действием внешней силы или от удара.

Задание 2. Подчеркните определение цвета материала.

Варианты ответа:

  • Способность материалов отражать световое излучение с определенной длиной волны
  • Способность материалов намагничиваться
  • Способность материалов передавать теплоту от более нагретых к менее нагретым участкам тела
  • Способность материалов проводить электрический ток

Правильный вариант ответа:

  • Способность материалов отражать световое излучение с определенной длиной волны
  • Способность материалов намагничиваться
  • Способность материалов передавать теплоту от более нагретых к менее нагретым участкам тела
  • Способность материалов проводить электрический ток

Подсказка: Вспомните физические свойства материалов.

Источник

Лекция№20: Значение свойств материалов при проектировании модели

При проектировании одежды может или создаваться модель для конкретного материала или материал подбирается для уже задуманной модели. В любом случае следует учитывать свойства материалов, влияющих на внешний вид изделия, уже в процессе работы над эскизом и создании исходной основы конструкции модели. Так, применяя одни и те же лекала, но материалы с различными свойствами жесткости и драпируемости, можно получить различные изделия по форме и пластике. Поэтому при выборе материалов или модели для материала необходимо учитывать следующие рекомендации.

1. При выборе тканей следует учитывать свойства их растяжимости в косом направлении. У тканей обладающих большим удлинением возможны перекосы. Особенно это касается участков деталей модели выкраиваемых по косой. При влажно-тепловой обработке, отдельные участки таких деталей могут изменить свою форму, а внешний вид изделия может быть искаженным. Поэтому при разработке той или иной конструкции, связанную со срезами под разными углами к долевой нити, надо проводить оттяжку деталей кроя. Неровности оттяжки выравнивают по лекалам и срезают. Если ткань обладает большой растяжимостью и не поддается оттяжке, то изделие в готовом виде не будет соответствовать задуманной форме.

2. При проектировании модели следует учитывать способность материалов к усадке при влажно-тепловой обработке или увлажнении. Так, хлопчатобумажные ткани могут дать усадку на 10…12%, штапельные – на 15%, чистошерстяная ткань типа букле – на 8…10%, типа коверкота или габардина – на 5…10%. Рекомендуется ткани, состоящие из натурального сырья, предварительно смачивать в воде, т.е. подвергать декатировке. Следует учитывать данные об усадке, при проектировании моделей из различных по составу материалов, например материалов верха, подкладки,  прокладки и т.п.

3. Формовочная способность материалов, способность к формообразованию и к закреплению полученной формы, учитывается при расчете и  построении деталей конструкции изделия. Объемная форма модели или ее деталей может быть получена за счет изменения угла между нитями основы и утка путем их оттягивания, сутюживания, растяжения в процессе влажно-тепловой обработки и последующего закрепления. Этим свойством обладают материалы из чистошерстяных волокон. Корковый слой этих волокон в процессе влажно-тепловой обработки, способствует созданию той или иной формы, а затем длительному ее удержанию. Материалы, не поддающиеся усадке, а значит формовочным способностям, плохо подаются влажно-тепловой обработке. Определенная форма детали, в этом случае,  достигается за счет конструктивного решения, путем введения швов, вытачек и  т.п. Хорошей формовочной способностью обладают материалы из трикотажа. Благодаря подвижности своей структуры он может гладко облегать поверхность тела человека. При формообразовании модели из трикотажа, следует учитывать растяжимость трикотажа (от 40% до 100% и более), особенно, при проектировании изделий плотно облегающих фигуру, без вытачек.

Читайте также:  Какими свойствами должен обладать моторные масла

4. Осыпаемость тканей по срезам отрицательно влияет при проектировании изделий с подрезами, сложной формы контурных линий детали, с прорезными карманами, вытачными петлями, с ластовицами в цельнокроеных рукавах и т.п. Если изготовить изделие с такими особенностями, ткань в указанных местах со временем не расползется и изделие потеряет свою прочность и внешний вид. Выполнение моделей с такими особенностями из осыпаемых тканей лучше избежать. Рекомендуется, при раскрое деталей из сильно осыпаемых тканей, увеличить ширину швов в 1,5 – 2 раза и учитывать дополнительные припуски на обработку срезов.

5. Упругость материалов и их сминаемость сильно влияют на внешний вид модели. Чем плотнее ткань и чаще переплетение, тем менее возможность взаимного сдвига нитей основы и утка, тем больше ее упругость и  меньше сминаемость. Сильно мнущийся материал не следует использовать в слишком узких, облегающих фигуру формах, драпировках, складках, плиссе. Эти материалы отрицательно влияют на внешний вид модели, придают ей небрежный вид. В исключительных случаях, это считается принятым. Особенно, это касается изделий из высококачественных материалов с натуральными волокнами, например из льна, хлопка и т.п.

6. Раздвижка нитей в швах свойственна тонким материалам или не плотным, рыхлой структуры. Рекомендуется избегать узких, облегающих фигуру форм, а при их обработке – шов делать шире и строчку чаще.

7. Для избежания подпалин материалов, лас, изменения цвета материала, необходимо при влажно-тепловых работах строго соблюдать технические условия и температурные режимы, рекомендуемые для материалов различного состава. Так, для избежания пролегания швов, под припуски подкладывают бумагу или проутюжильник. Необходимо учесть, ткани голубых, бирюзовых, светло-серых тонов и белые ткани особенно чувствительны к действию высоких температур. Следует минимально увлажнять и не растягивать при влажно-тепловой обработке изделия из тканей с искусственными волокнами.

8. Фактура материала – структура его лицевой поверхности. С помощью переплетения нитей ткани получают на  ткани рисунки различной структуры. Их получают с помощью следующих переплетений нитей основы и утка: простого гладкого (полотняного, саржевого, сатинового, атласного) или  мелкоузорчатого (рогожка, усиленной саржи, диагоналевого, крепового); сложного (двойного, ворсового, ажурного); крупноузорчатого жаккардового (ткани с крупным рисунком, виде узоров цветов, геометрических фигур и т.п.). За счет этого поверхность материалов может быть гладкой, шероховатой, ворсовой, блестящей, матовой, жатой, ребристой, пушистой, комбинированной, с начесом и т.п. Чтобы учесть, как материал и его фактура поведут себя при создании модели, рекомендуется проверить его на манекене или фигуре человека. Следует обратить внимание – драпируется ли и мягко ли падает материал или топорщится, торчит (то есть, мягкие фалды и сборки не получаются), как фактура и основные свойства материала повлияют на внешний вид модели. Следует посмотреть, как материал повлияет на внешний облик заказчика модели и подходит ли он ему.

9. При проектировании модели следует учитывать масштаб, размер, расположение рисунка на материале. Необходимо, чтобы рисунок не сбивал формы и располагался на модели так, чтобы фигура зрительно не деформировалась. Для этого следует учитывать при проектировании одежды ряд правил. При раскрое деталей изделия можно не считаться с рисунком материала, если он малых или средних размеров, без резко выраженного цветового решения, со сплошь заполненным фоном, не имеющий ниже указанных особенностей. Если рисунок имеет верх и низ, рекомендуется ткань набросить на манекен или фигуру, так чтобы с одной стороны рисунок был направлен вверх, а с другой вниз. Такой поиск поможет найти наилучшее, более выразительное решение в расположении рисунка. Ткани с рисунком больших размеров следует применять в простых лаконичных формах, без большого количества швов. Если рисунок материала в виде полос, гирлянд и т.п., следует учитывать размер рисунка, его направление, расположение осевой линии, общее цветовое решение. Рисунок может зрительно исказить фигуру, если сконцентрировать его расположение на уровне выступающих точек груди, бедер, ягодиц, живота. При раскрое необходимо следить за совпадением рисунка на парных деталях и вытачках. Раппорт рисунка должен сохраняться вдоль средних линий спинки и переда, на стыках кокетки и лифа, лифа и юбки и по низу изделия. Рисунок не должен обрываться посередине. Следует помнить, что на набивных тканях рельефы, клинья, подрезы, мелкие детали мало заметны. Драпировка на таких тканях невыразительна и воспринимается только ее силуэт. Драпировка удачно смотрится на гладкокрашеной ткани, оттеняющей каждую фалду или складку. В моделях из тканей в полоску не рекомендуется одновременно применять три различных направления полос – продольного поперечного и косого. Такое дробление полос перегружает модель и утомляет. При раскрое деталей модели в полоску и клетку, необходимо следить за совпадением рисунка на парных деталях и вытачках. Раппорт рисунка должен сохраняться вдоль средних линий спинки и переда, на стыках кокетки и лифа, лифа и юбки, вдоль плечевых линий. В изделии в полоску или клетку поперечные полоски на лифе и на рукаве должны располагаться на одном уровне, то есть совпадать. Следует помнить, рисунок из полос и клеток небрежно преломляется в местах стачивания вытачек. Необходимо смоделировать вытачку так, чтобы рисунок с одной стороны сохранял свое продольное положение, а с другой полукосое и сходился «елочкой». В  прилегающих изделиях вдоль средней линии спинки полоски или клетки до линии талии должны сходиться «елочкой», от линии талии они сохраняют вертикальное положение. Следует помнить, вертикальные редкие линии на изделии зрительно удлиняют фигуру, а горизонтальные расширяют силуэт. Но частые вертикальные тонкие линии расширяют силуэт, а горизонтальные – удлиняют. В то же время  широкие полосы, как горизонтальные, так и вертикальные зрительно расширяют силуэт. Крупные рисунки зрительно увеличивают фигуру, а мелкие – уменьшают. Фигура будет казаться выше, если модель сшить из материала в темную полоску и ниже и полнее – если сшить из материала в светлую полоску. Цвет, фактура и свойства материалов костюма делает его или более тяжёлым или лёгким. Рельефные, шероховатые, с ворсистой поверхностью ткани увеличивают объём костюма и наоборот гладкая, блестящая или глянцевая поверхность уменьшают его объём

Читайте также:  Какие бывают электрические провода и их свойства и противопоказания

10. Цвет материала в зрительном восприятии модели и ее композиционном решении играет значительную роль. Цвет более, чем другие признаки, эмоционально воздействуют на человека. Влияние цвета на психологию человека – это целая наука. Но при проектировании одежды всегда следует учитывать ряд наиболее важных рекомендаций: -если в костюме сочетаются различные цвета, то один всегда должен доминировать, быть основным, ведущим. Остальные, родственные или контрастирующие, цвета должны выявлять основной цвет; – один и тот же цвет в тканях разной структуры воспринимается по-разному; более активные цвета в форме создают движение в свою сторону;  светлые рисунки на темном фоне будут казаться больше, чем темные рисунки такого же размера на светлом фоне; -полные фигуры в костюмах холодного или темного цвета кажутся меньшего объема, а в костюмах светлого или теплого тона будут казаться более объемными; – следует отметить, что белый цвет предельно зрительно увеличивает объем, а черный – уменьшает.

Эти факторы следует использовать, если необходимо какую-то часть фигуры увеличить или уменьшить.

Источник

С первой частью и причинами появления этого материала можно познакомится в прошлой публикации.

А в этой затрону такие понятия как прочность, жесткость и устойчивость.

—————————————–

Понятия: прочность, жесткость и устойчивость являются очень важными при конструировании мебели. Далее я рассмотрю их по возможности ясно и просто. На примерах постараюсь показать где это встречается на практике. И начну с понятия прочность.

Возьмите, например, полоску бумаги и попробуйте порвать её, просто потянув руками в разные стороны. 

А теперь попробуйте порвать ту же бумажную полоску по другому, сблизив пальцы и потянув одну руку к себе другую от себя. 

Почувствовали разницу?

Так вот понимание того, почему так происходит позволяет делать нам различные вещи прочными или не очень прочными. И делать это по собственному желанию. То есть возрастает предсказуемость и контроль результата. Попробую наглядно объяснить что же это такое. Представьте себе,что любой материал состоит из множества маленьких ниточек. 

И когда мы пытаемся порвать его первым способом. Мы разрываем все ниточки одновременно. 

А вторым одну за другой. 

Вспомните материалы с которыми мы сталкиваемся каждый день. Дерево, металл, стекло, пластмасса. Каждый имеет свои свойства: плотность, гибкость, мягкость, твердость, хрупкость, эластичность и прочность. 

Читайте также:  Какие есть элементарные частицы их свойства

При конструировании мебели чаще с этим понятием сталкиваемся при крепеже. Ведь щитовая мебель чаще всего собирается на шурупы, а не гвозди. Шуруп он каждым своим витком цепляется за материал и «ниточек» его удерживающих имеется множество, а у гвоздя одна. 

Хотя в случае с гвоздями… когда задник из ДВП прибивают к панелям. Прибейте его на два гвоздя и легко оторвете, а прибейте на 10-20, придется очень постараться оторвать.

Что касается жесткости, она в основном определяется трехмерностью конструкции. 

Кроме этого важное значение имеют направление и сила воздействия на нашу конструкцию. Здесь можно посмотреть на примере кухонных шкафов. 

Возьмем нижнюю тумбу. Я в своей практики всегда ставил стойки тумбы на дно. Поясню почему так. Вес столешницы, полок, того что находиться на столешницах и полках передается на стойки. Они в свою очередь передают этот вес на дно, а затем на ножки и пол. (рис 1) 

В случае когда дно вкладывают между стоек, весь вес стойки передают посредством крепежа только на малую часть дна. Очевидно, что при значительной нагрузке или при временном резком повышении такой нагрузки( кто-то прыгнул, упало что-то тяжелое) крепеж может выломать. Конечно, когда модулей несколько и они стянуты, и под цельной столешницей, то вероятность того, что крепеж выломает очень низка. (рис 2)

Посмотрим на верхний шкаф. Все полки, дно и крыша делаются вкладными. Нагрузка также вся сосредоточена на стойках. Но посмотрите куда эта нагрузка направлена. Каждая полка и то, что лежит на полках, давит только на свой крепеж. А все вместе через стойки передается на навеску шкафов. 

В общем когда мы конструируем различные вещи стоит посмотреть какая нагрузка и с какой стороны действует на нашу вещь. 

Перейдем к устойчивости. 

Однажды ко мне пришел заказчик, чтобы заказать обычный двустворчатый шкаф под одежду. Два метра высотой, один метр шириной и 50 сантиметров глубиной. И все бы ничего, но он попросил сделать дверки из ЛДСП и во весь их размер зеркала. Я спросил его, что он будет класть вниз шкафа. Он мне ответил: разные коробки, обувь. Пришлось объяснить ему, что при таких размерах дверей и такой загрузке шкафа, при открытии дверок шкаф будет падать так как вес дверей вместе с зеркалами больше веса шкафа. Заказчик был несколько удивлен этим обстоятельством, но согласился с моей рекомендацией закрепить шкаф к стене.( в этом случае шкаф бы не падал).

Давайте посмотрим от чего же зависит устойчивость предметов. Возьмем к примеру относительно однородный предмет — кирпич. 

На рисунке слева показан кирпич, который не упадет, справа, который упадет. Я думаю понятно почему.

В первом случае основная масса кирпича не выходит за пределы плоскости на которую кирпич опирается, во втором же выходит. Я не просто так упомянул об однородности предмета, ведь в различных конструкциях основная масса предметов может находиться в разных частях. Например, в том шкафу о котором я рассказывал выше, масса сосредоточена на передней части шкафа и при открытии дверок она перемещалась далеко за пределы плоскости, на которую опирается шкаф. И можно обеспечить устойчивость такого шкафа, положив на его дно какие-либо тяжелые предметы (они должны быть тяжелее дверок). 

Вспомните также детскую игрушку «неваляшку», она возвращается в исходное положение только потому, что основная масса игрушки сосредоточена внизу и дно имеет шарообразную форму.

Рассмотрим еще примеры устойчивости-неустойчивости. 

Высокий табурет или барный стул. Если площадь опоры этого стула равна площади сиденья, стул будет легко уронить, если наоборот, он будет устойчивым. 

Другой пример. Комод со множеством ящиков. Ведь не случайно верхние ящики делают поменьше размером, так как если верхний ящик будет таким же как нижний, при выдвигании, если он достаточно нагружен, будет перевешивать общий вес комода. 

В итоге для обеспечения устойчивости конструкций нужно добиться, чтобы основная масса находилась внизу , а сама конструкция имела достаточно большую площадь опоры. 

Как Вы поняли все вышеприведенные рассуждения основаны на здравом смысле. Поэтому не стесняйтесь использовать свои здравые суждения относительно конструирования. Успехов Вам.

————————————–

Спасибо что дочитали. Буду рад вашей поддержке в виде лайка и подписки на канал. И смотрите другие публикации на канале.

Александр.

P.S. Приглашаю также на свой сайт.

Источник