工程力学教案(6)

山东凯文科技职业学院教案附页

板书：

材料力学基础

1.材料力学的任务

构件承载能力：（1）强度（2）刚度（3）稳定性

2.变形固体及其基本假设

（1）变形固体的定义

（2）变形固体的基本假设 a)连续均匀假设 b）各向同性假设

3、杆件变形的基本形式 （1)拉伸与压缩 （2)剪切 （3)扭转

（4)弯曲

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课 时 教 案

讲 授 人 王琳琳 授课时间 课题： 轴向拉伸与压缩

3 周课时 教学内容 教学目标 知识目标： 1.掌握内力、轴力、应力的概念及轴力图的画法； 2.会正确运用公式计算拉、压杆的应力； 3.掌握杆件的变形计算； 4.了解低碳钢和铸铁在拉伸与压缩变形中的力学性能； 5.理解σp、σs、（σ0.2）、σb、E、δ和ψ等指标的力学意义； 6.掌握许用应力和安全系数的概念； 7.熟练掌握三类强度计算问题； 8.掌握用胡克定律计算拉、压杆变形的方法。 能力目标： 1.提高学生分析应力和内力的能力； 2.提高学生运用力学的思想解决实际问题的能力。 素质目标： 培养学生沟通能力，理论联系实际的能力。 重点： 1.正确绘制轴力图，会求危险截面上的应力； 2.四个强度指标，两个塑性指标和一个弹性指标； 3.拉、压杆强度条件和三类强度问题。 教学重、难点 难点： 及解决办法 1.复杂内力图的正确画法； 2.安全系数的选择，理解强度公式中不等号的意义。 解决办法： 借助工程实例并联系实际使学习内容更加形象化、生动化。通过课堂例题和课后作业使学生掌握并巩固截面应力和内力的求法。 教学方法： 讲授法、启发式教学法、案例分析法 教学方法及手段 教学手段： 板书、多媒体 教学准备 需找低碳钢和铸铁拉伸、压缩的视频供课上讲解使用。 27

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教学 过程 教学内容及教师活动 学生活动 时间 分配 1.回顾上次课学过的知识并进行提问 等直杆的基本变形形式有哪几种？ 对旧知识进行总结巩固，为回顾 2.导入：拉伸和压缩是等直杆基本变形之一，那引新课 么同学们有没有想过，在变形过程中金属中的内力是怎样的呢？会不会有变化呢？这节课我们就来学习变形中的内力和应力。 掌握新知识做好铺垫。 10min 1.概述 杆件特征 受力特征 变形特征 受力简图 轴向拉伸与压缩、轴向拉压时截面上的应力 2.轴向拉伸或压缩横截面上的内力及应力 （1）轴向拉伸（压缩）杆的内力 轴力符号—拉力为正，压力为负。单位为：N kN （2）轴力图 （3）轴向拉（压）杆的应力 ??N A 通过老师讲的步骤，学生自己画受力简图。 45min 拉应力为正，压应力为负。单位：Pa、MPa （4）应用条件： a.外力或其合力通过截面形心，且沿杆轴线作用； b.可适用于弹性及塑性范围； 通过做练习题来巩固知识。 28

c.适用于锥度α≤20°，横截面连续变化的直杆； d.在外力作用点附近，杆截面积突然变化处，应力分布并不均匀，不能应用此公式，稍远一些的截面上仍能应用。（圣维南原理） 1.拉（压）杆的变形 学生练习1题 Nl?l?EA ?? ?ll??E? P e d c c? b a f ?'?? ?拉伸与压缩的变形、材料在轴向拉压下的力学性能 ?'???? 上述公式的含义及限制条件（胡克定律：???P） 2.拉伸和压缩时材料的力学性质 （1）低碳钢拉伸（压缩）时的力学性能 变形的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 四个强度指标：σp、σe、σs、σb 一个弹性指标：E 两个塑性指标：ψ、δ （2）其它塑性材料的力学性能 （3）铸铁拉伸（压缩）时的力学性能 3.许用应力及安全系数 O d? g f? h Δl 25min ?max?[?]??jxnn? n—称为安全系数 ?sns[?]??jx?jxn??bnb 29

1.拉（压）杆的强度计算(Strength criterion) （1）强度校核：??满足强度要求； （2）设计截面尺寸：A?要的横截面面积； （3）确定许可载荷。N?A[?] 确定工程构件 拉压杆的强度计算 N ?[?] 验算构件是否A N[?] 确定构件所需 学生通过强度校核公式，推倒出截面设计尺寸公式和确定许可载荷公式。 的许可载荷。 2.讲解例题 讲例题2题，学生练习1题，及时发现问题 进行讲解。 3.注意： N?[?]。 对于拉、压杆，其强度条件为?? A 强度计算的主要步骤 当一个结构由几根拉、压杆组成时，各杆件 都要满足强度条件，而且各杆件的实际轴力必须 满足所有的静力平衡条件。 45min 拉伸与压缩时产生的主要是纵向变形，变形量由虎克定律来求解；低碳钢拉伸小结 时的五个力学性能公式；拉压杆强度计算步骤与计算公式。 作业：4.2 4.3 10min 教学 反思

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