第三章 §3-1拉伸和压缩
【教学目标与要求】
一、知识目标
1、了解内力、拉压概念,理解截面法求内力;
2、理解拉压材料的力学性质。掌握拉压强度、变形计算。 二、能力目标
通过做低碳钢拉压时的力学性质实验,培养动手能力。 三、素质目标
1、理解截面法求内力;它是求内力的基本方法,贯穿于材料力学始终。 2、理解拉压材料的力学性质,培养实践能力。 四、教学要求
1、了解拉压、内力概念,理解截面法求内力。理解拉压材料的力学性质。 2、掌握拉压强度、变形计算,并能解决工程实际问题。 【教学重点】
1、 拉压、内力概念,截面法求内力; 2、 拉压强度、变形计算。 【难点分析】
材料拉压时的力学性能。
【教学方法】讲练法、演示法、讨论法、归纳法。 【教学安排】2学时(90分钟) 【教学过程】
复习旧课(5 分钟)
平面任意力系的平衡
?Fx?0
?Fy?0
?Mo?0
★ 导入新课
作用于构件上的外力形式不同,构件产生的变形也不同。把构件的变形简化为四种基本变形。拉压、剪切、扭转、弯曲。 ★ 新课教学(80分钟)
§ 3-1 拉伸和压缩
一、内力与截面法
1、内力概念
内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用称为内力。 拉压杆的内力沿轴向称轴力。
2、截面法求内力
过程:切、取、代、平。
?Fx?0
N?P?0
N?P? 讨论:
关于轴力( )
A、是杆件轴线上的荷载 B、是杆件截面上的内力
C、与杆件的截面面积有关 D、与杆件的材料有关 二、轴向拉压的概念
(演示工程实例引出概念)
1、受力特点:沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力。
2、变形特点:杆件沿轴向伸长或缩短。这种变形称为拉伸或压缩。 要点:
(1)外力的作用线必须与轴线重合。
(2)压缩指杆件未压弯的情况,不涉及稳定性问题。 讨论:
判断下列三个构件在1-2段内是否单纯属于拉伸与压缩?
三、拉、压时的应力
1、应力概念
单位截面面积上的内力称为应力。拉压杆横截面任一点均产生正应力。 2、应力计算
拉压杆横截面上正应力是均匀分布的。
N??
A规定:拉应力为正;压应力为负。 单位:帕(Pa)或兆帕(MPa) 四、轴向拉压时的变形 NL?l?绝对变形?l为 EA
纵向线应变???l l??E?这两个关系式称为虎克定律。 式中 E---材料的弹性模量,MPa。 ? 讨论:
图示阶梯杆总变形为()
FlFl3Fl(A)0 (B) (C) (D) EA2EA2EA 五、拉伸(压缩)时材料的力学性质
材料在外力作用下表现出的变形、 破坏等方面的特性称材料的力学性能,也称机械性质。 1、低碳钢拉伸时的力学性能 比例极限?p
弹性极限?e
屈服极限?s 强度极限?b 弹性模量E 泊松比 ?
2、铸铁的拉伸性能
特点: 无屈服过程 无塑性变形 无塑性指标 分类:
塑性材料??5% 脆性材料 ??5%
3、材料在压缩时的力学性能
塑性材料的压缩强度与拉伸强度相当 脆性材料的压缩强度远大于拉伸强度
? ? ? ? ? ? ? ? ?
? 讨论:
用这三种材料制成同尺寸拉杆,请回答如下问题:
??三种材料的应
力
应变曲线如图,
1 2 3 ?
哪种强度最好? 哪种刚度最好? 哪种塑性最好?
六、拉伸与压缩时的强度校核 1、许用应力 塑性材料 ?????sn
脆性材料 ????2、强度校核
?bn
?max?Nmax????ANmax???? A
(1)、校核强度 ?max?(2)、设计截面 A?Nmax???(3)、确定许可载荷Nmax?A??? 例题分析:教材例3-3
课内练习:练习册(先练习后总结) ★ 小结 ? 拉压概念;
? 拉压内力、应力、强度计算; ? 拉压变形、虎克定律。
★ 作业 练习册P
3.2 剪切与挤压
【教学目标与要求】
一、知识目标
1、了解剪切与挤压的概念; 2、掌握剪切与挤压强度计算。 二、能力目标
利用剪切与挤压强度条件解决工程实际问题。培养分析问题和解决问题的能力。 三、素质目标
1、了解剪切与挤压变形;
2、了解剪切与挤压强度条件在工程实践中的应用。 四、教学要求
1、初步了解剪切与挤压概念;
2、较深入地认识剪切与挤压强度条件的应用,有一定的分析和运用能力。 【教学重点】
1、剪切与挤压的受力特点、变形特点; 2、剪切与挤压强度计算。 【难点分析】挤压面积计算。
【教学方法】讲练法、演示法、讨论法、归纳法。 【教学安排】2学时(90分钟) 【教学过程】
复习旧课(5分钟)
1、拉压强度
N?max?max????
A2、拉压变形
NL?l?
EA
?E
★ 导入新课(演示工程实例:剪钢板、、键连接等——引出剪切概念) 剪床剪钢板,销钉连接均属剪切变形。 ★ 新课教学(80分钟)
§3-2 剪切与挤压
一、剪切
1、剪切概念
受力特点:作用于构件两侧面上外力的合力等值反向、作用线相距很近。 变形特点:截面沿着力的作用方向相对错动。
??这种变形称为剪切。
2、剪力和剪应力
平行于截面的内力称为剪力或切力。 截面法:切、取、代、平。
单位面积上所受到的剪力称为剪应力。
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机械基础第三章杠杆的基本变形
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