教案3.docx

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教案3

学科

材料力学

课题

轴向拉伸与压缩

班级

机自0901-04

人数

160

授课时数

2课时

类型

新授课

周次

第三周

授课时间

2011年4月13日星期三第一、二节

教学目的

1.能比较熟练的分析拉压杆件的内力,绘制相应的轴力图。

2.掌握正应力的概念。

3.掌握纵向线应变和横向应变及胡克定律的技术方法。

4.掌握拉压变形的强度计算。

主要内容

1.拉压变形的受力特点，变性特点。

2.内力的概念，求内力本方法（截面法）。

3.应力的概念。

4.材料在拉伸和压缩的力学性能。

5.轴力和轴力图。

6.拉压变形的强度计算。

组织教学，展示重难点（3分钟）

◆投影本节课重难点

二、复习引入（5分钟）

采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。

教师设问

同学作答

教师设问

同学作答

教师设问

同学作答

好，接下来然我们进入今天的内容：

轴向拉申与压缩

提纲：

（注意加符号知识点应仔细讲解）

讲解课本例2.1

安定课堂秩序，集中学习注意力

教学重点：

1.内力的概念，求内力本方法（截面法）。

2.轴力和轴力图。

3.拉压变形的强度计算。

4.轴力图的绘制。

老师提问：

1.什么事应力？

2.什么是轴力？

3.应力与力的异同。

重要概念：

1.杆件变形的基本形式：

轴向拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲。

2.轴向拉伸的概念：

对构件产生作用的外界因素出在和以及在和引力引起的反约束力之外，还有温度改变，支座应力，制造误差等。

杆件在外力作用下的变形可以分为四种基本变现及其组合变形。

3.内力的概念：

又外力作用而引起的手立杆见内部质点之间相互作用的改变量成为附加内力，简称内力。

下面我们把书翻到14页

学习求内力的方法——截面法

提出截面法的思想

举例：

求图示杆件截面m-m上的内力：

（在黑板上作图）

由左段的平衡条件可得：

（若取右段作为研究对象，结果一样。

）

重申截面法的步骤

●运用截面法时应注意的问题

1、截面法的基本思想

假想地用截面把构件切开，分成两部分，将内力转化为外力而显示出来，并用静力平衡条件将它算出。

图2-1截面法求内力

ΣFX=0FN-FP=0FN=FP

★截面法的步骤：

①截开：

在需要求内力的截面处，假想地将构件截分为两部分。

②代替：

将两部分中任一部分留下，并用内力代替弃之部分对留下部分的作用。

③平衡：

用平衡条件求出该截面上的内力。

力的可移性原理在这里不适用。

★

轴向内力及其符号规定：

◆考试考点：

轴力图

绘制方法

那么轴力图的作用是什么呢？

（找同学作答）

教师总结

注意要点

应力的概念

（找同学作答）

（1）轴向拉（压）杆横截面上的内力——轴向内力，轴向内力FN的作用线与杆件轴线重合，即FN是垂直于横截面并通过形心的内力，因而称为轴向内力，简称轴力。

（2）轴力的单位：

N（牛顿）、KN（千牛顿）

（3）轴力的符号规定：

轴向拉力（轴力方向背离截面）为正；

轴向压力（轴力方向指向截面）为负。

例：

①轴线上的点表示横截面的位置；

②按选定的比例尺，用垂直于轴线的坐标表示横截面上轴力的数值；

③正值画在基线的上侧,负值画在基线的下侧；

④轴力图应画在受力图的对应位置，FN与截面位置一一对应。

作用：

使各横截面上的轴力一目了然，即为了清楚地表明各横截面上的轴力随横截面位置改变而变化的情况。

1一定要示出脱离体（受力图）；

②根据脱离体写出平衡方程，求出各段的轴力大小；

③根据求出的各段轴力大小，按比例、正负画出轴力图。

为什么要讨论应力？

应力的单位

（找同学作答）

应力为帕斯卡（Pascal），中文代号是帕

横截面上的应力

为讨论横截面上的应力，先用示教板做一试验：

观察变形

变形规律

、

得出结论

书中例题讲解

注意图形左右上下对正

课堂小结

好，这节课要讲的内容就是这些，同学们呢，课下一定要多看书，多思考，在理解的基础上掌握轴力图的做法

判断构件破坏的依据不是内力的大小，而是应力的大小。

即要判断构件在外力作用下是否会破坏，不仅要知道内力的情况，还要知道横截面的情况，并要研究内力在横截面上的分布集度（即应力）。

国际代号为Pa，1Pa=1N/M2

常用单位：

MPa（兆帕），1MPa=106Pa=N/MM2

GPa（吉帕），1GPa=109Pa

观察示教板上橡胶直杆受力前后的变形：

受力前：

ab、cd为┴轴线的直线

受力后：

a’b’、c’d’仍为┴轴线的直线

平面假设

即：

假设原为平面的横截面在变形后仍为垂直于轴线的平面。

即：

纵向伸长相同，由连续均匀假设可知，内力均匀分布在横截面上

横截面上各点的应力相同。

公式

式中：

σ——横截面上的法向应力，称为正应力；

FN——轴力，用截面法得到；

A——杆件横截面面积。

例题2-3

一横截面为正方形的变截面杆，其截面尺寸及受力如图2-5所示，试求杆内的最大工作应力？

（a）（b）

（1）作杆的轴力图，见图2-5，b

（2）因为是变截面，所以要逐段计算

内力的概念，求内力的基本方法----截面法。

应力的概念。

拉压杆和梁的正应力。

材料在拉伸和压缩时的力学性能。

作业

P53习题2.2

P55习题2.112.12

要求：

抄题画图步骤清晰