轴向拉伸和压缩时横截面上的内力Word文档下载推荐.docx

1、2、轴向拉伸和压缩时横截面上的内力;3、截面法;4、绘制各截面的轴力图。教学难点1. 轴向拉伸和压缩时横截面上的内力;2. 截面法。教学方法讲练法、归纳法、课件演示。教学用具计算机、投影仪、弹簧拉力器、构件等。教学课时2学时。教学步骤一、复习旧课，导入新课1以提问的方式，让学生回答力的定义，力的效应，力的相互作用，物体受力分析的方法，拉伸和压缩时构件的受力特点和变形特点。2学生回答问题后，老师进行评价和纠正。3新课引入：通过理论力学中已学习的外效应（外力）引出材料力学中将要学习的内效应（内力）；通过理论力学中已学习的物体受力分析的方法（隔离法）引出材料力学中将要学习的内力的求法截面法；通过生活

2、和工程中的具体例子，如弹簧拉力器，连接螺栓、起重机支褪等所运用的力学原理引出本节课。二、新课教学（一）用投影片出示本节课的学习目标：1外力与内力的关系。（二）学习目标完成过程：（1）用投影片出示；（2）老师分析讲解。举例连接螺栓弹簧拉力器 起重机支褪 一、外力、内力1.外力：是指由其他物体施加的力或由物体本身的质量引起的力。外力的正负号取决于所建立的坐标系，与坐标轴同向为正，反向为负。2.内力：是指在外力作用下物体内各个部分之间的作用力-可理解为材料颗粒之间因相对位置改变而产生的相互作用力。内力的正负号根据规定，不同变形的内力有不同的规定。3外力与内力的关系：外力越大，内力随着增大，变形也就越

3、大，当内力超过一定限度时，杆件就会被破坏。内力是外力作用引起的，不同的外力会引起不同的内力。、轴向拉伸和压缩时的内力称为轴力，用或表示2、剪切变形时的内力称为剪力，用表示3、扭转变形时的内力称为扭矩，用或表示4、弯曲变形时的内力称为弯矩，用与表示。二、轴向拉伸和压缩时的内力1、轴力作用线沿杆轴线的内力称为轴力。记为或拉伸注意：内力符号规定与静力学不同，是以变形的不同确定正负，截面上的未知内力皆用正向画出2、内力的计算-截面法 为了确定构件的内力，可假想地用一截面（通常是横截面）将构件截开分为两部分，如所示。取其中的A部分为脱离体，并以内力来代替弃去部分对留下部分A的作用力。根据变形固体的均匀连

4、续性假设，截面上的内力是连续分布的。我们所说的内力是这些分布力的合力（或合力偶）。因为构件在外力作用下处于平衡状态，所以截开后的各个部分也应处于平衡状态。例如，考虑A部分平衡，列出其静力平衡方程，即可由已知的外力求出作用在截面上的内力。同理，也可以取B为脱离体，由作用与反作用定律知，A部分截面上的力与B部分截面上的力是等值、反向的作用与反作用力。这种假想地用一截面将构件截开为两部分，井取其中一部分为研究对象，建立静力学平衡方程，从而求出截面上内力的方法称为截面法。分步骤讲 ？? 截面法求内力的步骤可归纳如下：（1）截开。在欲求内力的位置用一假想的截面将构件截开。拉伸【关键词】欲求内力的位置；用

5、一假想的截面；将构件截开（2）替代。取其中一部分为研究对象，画出该部分所受的外力，用相应的内力替代弃去部分对留下部分的作用力。左端：弃去部分对留下部分的作用力右端：【关键词】 研究对象；用相应的内力替代弃去部分对留下部分的作用力（3）平衡。对研究对象建立静力学平衡方程，求出截面上的内力。轴向拉伸： 左端：X = 0, N P = 0 N = P 右端： X = 0, -N + P = 0 N = P想一想轴向压缩？ ？ 轴向压缩：X = 0, P N = 0 N = P X = 0, N - P = 0 N N和N称为轴力 轴力的符号：拉正，压负。【关键词】研究对象建立静力学平衡方程；求出截面

6、上的内力 在研究内力和变形时，对“等效力系”的应用应该慎重。例如，力和力偶沿其作用线和作用面的移动，力的合成、分解、平移等定理均不可使用，否则将改变构件的变形效应。这里只是强调慎重，并非在研究变形体的内力（或变形）一律不能用，应根据研究部位（或对象）、荷载情况及等效力系的形式进行具体分析。例1 设一杆轴线同时受力P1=2kN,P2=3kN,P3=1kN的作用，其作用点分别为A、C、B,求杆的轴力。N1- P1=0 N1=2kNP2 =3kN-P1+ P2- N2=0 N2=-1kN4、轴力图当杆件上有多个轴向外力作用时，拉（压）杆横截面上的轴力一般不一样。为了直观地表示轴力随截面位置变化的规律

7、，选取与杆轴线平行的x轴表示各截面的位置，取与杆轴线垂直的纵坐标N表示各截面轴力的大小，从而绘出表示轴力与截面位置关系的图形，称为轴力图。画轴力图时，正值的轴力画在基线的上侧，负值的轴力画在基线的下侧，并标明正负号。例2 已知：P1 = 3kN, P2 =2kN, P3 =1kN。 求：轴力和轴力图。解：1. 求轴力 11：X = 0, N1+ P1 = 0 N1 -P1 3kN 22：左：X = 0 N2 + P1 P2 = 0 N2 = P2 - P1 = 1kN右：X= 0, N2 P3 = 0 N2 = 1kN想一想：如何画轴力图？2. 画轴力图 ?Nmax = 3kN （三）、讨论2轴向拉伸和压缩时横截面上的内力应如何理解。3轴向拉伸和压缩时横截面上的内力的计算方法-截面法的步骤是难点，如何截？如何代替？如何列平衡方程？4如何绘制各截面的轴力图？（四）巩固训练1、学生求解课本上P85的习题，并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析。2、让学生自己举出一些与本节课相关的工程应用并分析。（五）、小结本节课我们主要学习了以下几点：（六）、作业工程力学（第四版）习题册：第五章 拉伸和压缩 1、填空题：1、2、3；2、判断题：1、2、3、4、5、6；3、选择题：4、计算作图题：1。