材料力学重难点分析.docx
《材料力学重难点分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料力学重难点分析.docx(5页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
材料力学重难点分析
一、基本变形部分:
重点、难点:
教学重点为:
(1)内力与外力的基本概念,内力的分析;
(2)正应力、切应力和线应变、切应变的概念;(3)材料力学基本假设及其物理意义,小变形条件的含义;(4)轴向拉压杆、受扭轴、受弯梁的内力、横截面上的应力、变形分析;(5)材料的机械性能及相关实验分析;(6)超静定问题的认识,简单超静定问题的求解;(7)剪切与挤压的认识;(8)平面弯曲的概念;(9)弯曲中心的概念;(10)弯曲变形和位移,挠曲线的近似微分方程,边界条件、连续条件,叠加法。
教学难点为:
(1)正应力、切应力和线应变、切应变的概念;
(2)轴向拉压杆、受扭轴、受弯梁的内力、横截面上的应力、变形分析;(3)平面弯曲的概念;(4)弯曲中心的概念。
解决方案:
根据学生学习过程中,常沿用《理论力学》的习惯思维的特点,分析理力与材力的基本模型的区别,帮助学生建立正确的基本概念,明确在两门课程中的异同点。
明确“能量守恒,力的平衡,位移协调”仍是材料力学中建立关系的主要依据,但要根据材料力学的特点进一步明确能量、力和位移的具体内容。
充分利用多媒体,演示物体受力的变形过程,建立正应力、切应力和线应变、切应变等概念。
结合相关实验现象,分析新概念的物理意义;以概念群为重点,切实掌握概念;精选例题,启发思维,培养基本解题能力。
在讲清楚基本概念的基础上,重点突出基本分析方法的讲解:
1)结合介绍工程中的力学问题和力学问题的工程背景,讲授力学建模的基本方法。
学习如何“出题”;
2)构件内力分析的基本方法(截面法);
3)应力计算公式推导的基本方法(利用平衡原理、物理关系和变形几何关系);
4)构件变形计算的基本方法(利用应变积分求和、叠加求和等)。
5)利用多媒体教学手段,结合构件失效原因剖析的实际例子,介绍材料力学研究方法的实用价值。
6)结合光弹性实验、有限元分析,展示构件内部应力分布规律,开展形象化教学,介绍材料力学公式的实用范围。
二、应力应变分析、强度理论和组合变形
重点、难点:
教学重点为:
(1)应力状态的概念;
(2)平面应力状态的分析;(3)三向应力状态下的概念;(4)广义虎克定律;(5)平面应变分析;(6)强度理论的概念及常用的四个强度理论;(7)组合变形和截面核心的概念,特别是扭转和弯曲的组合变形分析。
教学难点为:
(1)应力状态的概念;
(2)平面应力状态的分析;(3)广义虎克定律及其应用;(4)平面应变分析;(5)组合变形下危险截面、危险点的确定;(6)弯扭组合中两个平面弯曲的组合及弯矩的合成。
解决方案:
充分利用多媒体,形象直观地显示点的应力状态、平面应变分析、多个方向的应力作用下的变形等内容,深入浅出地介绍有关概念。
讨论单元体的截取,方向面的选择,分析构件的复杂受载情况与点的应力状态间的关系,注意不要孤立地分析点的应力状态。
总结关于正负号的规定,使得学生准确掌握平面应力和应变分析的方法。
联系工程实际结构,讲授强度理论。
明确组合变形中的“分解”与“叠加”的概念,综合运用前面有关章节中关于构件的内力、基本变形、应力计算、应力分析和确定理论等知识,启发学生开动脑筋,探索外力分解或向截面形心简化的方法,分析构件上的基本变形,综合比较构件不同截面上的内力分量,寻找危险截面;综合运用不同的内力分量所对应的应力分布规律,确定危险点;根据应力分析、强度理论等知识,分析危险点的危险程度。
精心设计教学过程,充分调动学生的积极性,适时提出问题,引导学生积极思考,综合运用已掌握知识,参加讨论,实施研究性学习。
这样既使得学生切实掌握有关组合变形的知识,又很好地复习和总结了前面的相关内容,还提高了自行解决较复杂问题的能力。
在讲清楚基本概念的基础上,重点突出以下几点的讲解:
1)危险截面危险点的确定方法;
2)单元体的截取原则和应力的表示方法;
3)应力状态的定义;
4)组合变形问题研究的叠加原理;
5)强度理论分析复杂问题的基本思想。
三、能量法与超静定问题
重点、难点:
教学重点为:
(1)不同基本变形下杆件的变形能表达式;
(2)功的互等定理和位移互等定理;(3)卡氏定理;(4)虚功原理和莫尔积分;(5)单位载荷法及图乘法;(6)超静定的概念和力法正则方程;(7)结构对称和反对称分析。
教学难点为:
(1)功的互等定理和位移互等定理;
(2)卡氏定理;(3)虚功原理和莫尔积分;(4)单位载荷法及图乘法;(5)超静定的概念和力法正则方程;(6)结构对称和反对称分析。
解决方案:
结合材料的机械性能,引导学生分析不同基本变形下杆件的变形能。
着重分析不同能量方法的基本概念、物理含义和数学分析方法,重点掌握其中一至两种。
通过典型例题讲解解题步骤,特别是莫尔积分的图乘法,使得学生掌握能量法求位移的解题步骤。
分析超静定问题的物理含义,掌握力法正则方程的原理及应用,重点引导学生讨论基本静定系的选取和变形协调条件的建立。
掌握结构和载荷的对称性和反对称性分析。
在讲清楚基本概念的基础上,重点突出以下几点的讲解:
1)能量法研究力学问题的特点和对后续课程学习的影响;
2)超静定结构受力特点与突出与静定结构受力的区别;
3)超静定问题分析方法及分析步骤,基本静定系统的选取方法;
4)对称性和反对称性在建立基本静定系统时的作用。
四、动载荷与压杆稳定
重点、难点:
教学重点为:
(1)动载荷的概念及其作用介绍;
(2)冲击动荷系数;(3)压杆稳定的概念;(4)临界应力的概念,柔度的概念,不同约束杆件的分类,临界应力总图;(5)稳定计算。
教学难点为:
(1)冲击动荷系数;
(2)压杆稳定的概念;(3)临界应力的概念,柔度的概念,不同约束杆件的分类,临界应力总图。
解决方案:
通过航空航天和土木工程中的实例,介绍动载荷的作用过程和构件失稳的危害,帮助学生建立准确的基本概念;
设计问题,动静对比,使得学生明确动载荷的作用的特殊性;
以冲击动荷系数为重点,介绍冲击问题的分析方法;
从压杆稳定的实例出发,阐明稳定失效的特征,讲解稳定的基本概念的物理意义,分析不同约束条件对杆件稳定性的影响。
以临界应力总图为中心,讨论不同柔度压杆的临界应力及稳定性问题分析的基本步骤。
五、材料力学实验
重点、难点:
教学重点为:
(1)材料的机械性能;
(2)电测技术基础;(3)光测技术基础;(4)实验数据处理及误差分析。
教学难点为:
(1)布片方案及组桥技术;
(2)实验技术及动手能力;(3)创新思维的培养。
解决方案:
通过基本型实验,深入理解力学基本概念、了解力学实验技术基础、培养学生基本力学实验技能。
并加强实验的思考性和启发性,增加学生动手、动脑的机会。
通过综合设计型实验,培养学生综合能力,设计实验的能力以及在实验中学习,在实验中研究的能力,增强学生通过实验发现问题、研究问题的能力。
通过研究创新型实验,开阔学生眼界,培养其应用高新技术发挥创造性的能力。