材料力学教案.doc

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一、教学目标和教学内容
教学目标:明确材料力学的任务,理解变形体的的基本假设,掌握杆件变形的基本形式。
教学内容:
材料力学的特点
材料力学的任务
材料力学的研究对象
变形体的基本假设
材料力学的基本变形形式
二、重点难点
构件的强度、刚度、稳定性的概念;杆件变形的基本形式、变形体的基本假设。
三、教学方式
采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。
四、建议学时

五、讲课提纲
1、材料力学的任务
材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。
工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。为了保证机械和结构能安全正常地工作,必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一定的承载能力,承载能力表现为
。构件在外力作用下不被破坏,表明构件具有足够的强度。
。构件在外力作用下发生的变形不超过某一规定值,表明构件具有足够的刚度。
,保持原有平衡状态的能力,构件在外力作用下,能保持原有的平衡形态,表明构件具有足够的稳定性。
:以最经济为代价,保证构件具有足够的承载能力。通过研究构件的强度、刚度、稳定性,为构件选择合适的材料、确定合理的截面形状和尺寸提供计算理论。
2、材料力学的研究对象:可变形固体
¨均匀连续性假设: 假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质,且体内各点处的力学性质相同。
¨各向同性假设: 假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。
¨小变形假设: 假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比是很微小的,称“小变形”。在列平衡方程时,可以不考虑外力作用点处的微小位移,而按变形前的位置和尺寸进行计算。
3、杆件的几何特征
:截面形心的连线
:垂直于轴线的截面
:
4、杆件变形的基本形式
杆件在不同受力情况下,将产生各种不同的变形,但是,不管变形如何复杂,常常是四种基本变形(轴向拉压、剪切、扭转、弯曲)或是它们的组合。
第二章轴向拉伸和压缩
一、教学目标和教学内容
1、教学目标
正确理解内力、应力、应变等基本概念,熟练掌握截面法。正确理解并熟练掌握轴向拉压正应力公式、胡克定律、强度条件,掌握拉压杆的强度计算方法。掌握拉压时材料的力学性能,弄清材料力学解决问题的思路和方法。
2、教学内容
截面法、内力、应力
轴力、轴力图
正应力、应力集中的概念
轴向拉(压)时斜截面上的应力
拉压杆的变形、胡克定律、泊松比
⑥拉压杆的强度计算
⑦材料拉压时的力学性能
⑧拉压杆件系统的超静定问题
二、重点难点
1、内力和截面法,轴力和轴力图。
2、应力的概念,轴向拉压时横截面上的应力,轴向拉压时的变形。
3、材料拉、压时的力学性能。
4、轴向拉压的强度计算。
5、应力集中的概念,拉、压静不定问题。
三、教学方式
采用启发式教学和问题式教学法结合,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题,激发学生的学****热情。
四、建议学时
7 学时
五、讲课提纲
(压缩)的概念
受力特点:作用于杆件上外力或外力合力的作用线与杆件轴线重合。
变形特点:构件沿轴线方向的伸长或缩短。
、轴力图
1、内力、截面法
内力的概念
内力是构件因受外力而变形,其内部各部分之间因相对位移改变而引起的附加内力。
截面法
截面法四部曲: 截(切开)、取(取分离体)、代(代替)、平(平衡)
2、轴力、轴力图
轴向拉压时的内力——轴力
轴力的符号规则——轴力背离截面时为正,指向截面为负。
轴力图

1、应力的概念:
定义:内力在截面上的分布集度。
数学表示:
应力分量;
正应力的代数符号规定:拉应力为正,压应力为负。
应力的单位: Pa(N/m2)
2、轴向拉(压)时横截面上的正应力:
应力计算公式:
公式的适用范围:
(1)外力作用线必须与杆轴线重合,否则横截面上应力将不是均匀分布;
(2) 距外力作用点较远部分正确,外力作用点附近应力分布复杂,由于加载方式的不同,只会使作用点附近不大的范围内受到影响(圣维南原理)。因此,只要作用于杆端合力作用线与杆轴线重合,除力作用处外,仍可用该公式计算。
(3) 必须是等截面直杆,否则横截面上应力将不是均匀分布,当截面变化较缓慢时,可近似用该公式计算。
3、圣维南原理:外力作用在杆端的方式不同,只会使杆端距离不大于横向尺寸的范围内应力分布受到影响。
4、轴向拉(压)杆斜截面上的应力
、胡克定律、