材料力学教案模板

武汉工程大学邮电与信息工程学院 教 案 课程名称 工程力学 授课教师 陈辉 授课对象 11 机制 1 2 3 4 5 班 授课学期 2012 2013 第二学期 总学时 64 学期学时 64 使用教材 材料力学 刘鸿文高教第五版 制定时间 2013 2 第 1 次课教案 一 讲授内容 1 材料力学的任务 材料力学的任务 材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能 构件的应力 变形状态和破坏准则 以 解决杆件或类似杆件的物件的强度 刚度和稳定性等问题 为工程设计选用材料和构件尺 寸提供依据 材料的力学性能 如材料的比例极限 屈服极限 强度极限 延伸率 断面收缩率 弹性模量 横向变形因数 硬度 冲击韧性 疲劳极限等各种设计指标 它们都需要用实 验测定 构件的承载能力 强度 刚度 稳定性 构件 机械或设备 建筑物或结构物的每一组成部分 强度 构件抵抗破坏 断裂或塑性变形 的能力 刚度 构件抵抗变形的能力 稳定性 构件保持原来平衡形态的能力 2 变形固体的性质及基本假设 变形固体的性质及基本假设 变形固体 在外力作用下发生变形的物体 基本假设 1 连续性假设 认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积 某些力学量可 作为点的坐标的函数 2 均匀性假设 认为固体内到处有相同的力学性能 3 各向同性假设 认为无论沿任何方向固体的力学性能都是相同的 3 杆件变形的基本形式 杆件变形的基本形式 基本变形 1 轴向拉伸或压缩 在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下 直杆在轴线方向发生 的伸长或缩短变形 2 剪切 在一对相距很近的 大小相同 指向相反的横向外力作用下 直杆的主要变形是 横截面沿外力作用方向发生相对错动 3 扭转 在一对转向相反 作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下 直杆的相邻横截面 将绕轴线发生相对转动 1 4 弯曲 在一对转向相反 作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下 直杆的相邻横截 面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动 组合变形 当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形 FP MM PF 二 教学目的及要求 学生掌握 了解的要点 1 了解材料力学的任务 2 理解对变形固体的基本假设 3 理解内力 应力 应变等基本概念 4 了解杆件变形的基本形式 三 教学重点 材料力学的任务 变形固体的概念及其基本假设 变形的基本形式 四 教学难点 在讲述本章的内容时 注意强调基本概念 加深理解 五 本讲计划学时及时间分配 2 学时 100 分钟 第一节课 1 材料力学的任务 2 变形固体的性质及基本假设 第二节课 3 杆件变形的基本形式 六 实施步骤 多媒体 板书 教具与图表等说明 采用启发式教学 通过提问 引导学生思考 让学生回答问题 多媒体授课 必要时辅以板书 布置课外作业 七 课外学习辅导安排及作业布置 1 1 1 2 1 3 八 其他 特色 体会及其他说明 第 2 次课教案 一 讲授内容 1 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力 轴力图 1 内力 由外力作用引起的构件内部相互之间的作用力 2 截面法 截面法是求内力的一般方法 在需求内力的截面处 用一假想平面 沿该 截面将杆件截开 取其一部分 将弃去部分对留下部分的作用 代之以内力 然后考虑留 下部分的平衡 由平衡条件求出该截面上的内力 3 轴力 因为外力与轴线重合 故分布内力系的合力作用线必然与轴线重合 若设为 N F N F 称为轴力 轴力符号规定 拉为正 压为负 4 轴力图 轴力图的画法 轴向拉伸或压缩时横截面上的应力 1 应力的定义 内外力作用引起的应力密度 2 横截面应力计算公式 A F 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 二 教学目的及要求 学生掌握 了解的要点 2sin 2 sincossin coscos 2 a p p 1 正确应用杆件拉压正应力公式和变形公式 能熟练地进行拉压问题的强度和刚度分析 2 了解应力集中现象和圣维南原理 3 正确画轴力图 三 教学重点 截面法的运用 轴力图的画法 横截面上的正应力均布 切应力为零 横截面上的正应力是所有可能截面上的正应力的最 大值 斜截面上正应力与切应力也都是均布的 45 截面上的切应力是所有可能截面上的 切应力的最大值 在任何平行于轴线的面 包括平面和曲面 上 既无正应力又无切应力 四 教学难点 截面法是建立内力方程的最基本的方法 应熟练掌握 注意先将未知内力设正 建立方程 时 内力和外力统一地按理论力学的规则进入方程 因此建立内力方程过程中事实上用了 两套符号规定 五 本讲计划学时及时间分配 第一节课 轴向拉伸压缩的内力和截面法 第二节课 轴力图的画法及其作用 正应力 六 实施步骤 多媒体 板书 教具与图表等说明 采用启发式教学 通过提问 引导学生思考 让学生回答问题 多媒体授课 必要时辅以板书 布置课外作业 七 课外学习辅导安排及作业布置 1 4 1 5 1 6 八 其他 特色 体会及其他说明 第 3 次课教案 一 讲授内容 轴向拉伸 压缩 时的变形与位移 1 变形的定义 受力物体形状改变时 两点之间线距离或两正交直线之间夹角的改变 前者称为线应变 后者称为角变形 2 轴向拉压时的变形 纵向变形 LLL 1 纵向应变 L L 虎克定律 E EA LF L N 或 泊松比 泊松比恒为正值 二 教学目的及要求 学生掌握 了解的要点 掌握胡克定理 了解线应变 泊松比的概念 三 教学重点 胡克定理 线应变 拉压刚度 四 教学难点 拉压刚度 五 本讲计划学时及时间分配 第一节课 胡克定理 线应变 泊松比 第二节课 拉压刚度 六 实施步骤 多媒体 板书 教具与图表等说明 采用启发式教学 通过提问 引导学生思考 让学生回答问题 多媒体授课 必要时辅以板书 布置课外作业 七 课外学习辅导安排及作业布置 八 其他 特色 体会及其他说明 第 4 次课教案 一 讲授内容 材料拉伸时的力学性能 低碳钢 Q235 拉伸时的力学性能 1 变形的四个阶段 弹性阶段 屈服阶段 强 化阶段 颈缩阶段 2 力学性能指标 比例极限 p 应力和应变成正比时的最高应 力值 弹性极限 e 只产生弹性变形的最高应力值 屈服极限 s 应力变化不大 应变显著增加 时的最低应力值 强度极限 b 材料在断裂前所能承受的最大应力值 弹性指标 弹性模量 2 mNE 延伸率和断面收缩率 试件拉断后 弹性变形消失 而塑性变形保留下来 延伸率 100 1 l ll 断面收缩率 100 0 10 A AA 卸载定律及冷作硬化 试件若拉到强化阶段 如 d 点卸载 则沿 dd 直线变化 短期内再加载 仍然沿 dd 直线上升 说明比例极限提高 而延伸率降低 这种现象称为冷作硬化现象 二 教学目的及要求 学生掌握 了解的要点 理解低碳钢拉伸时的力学性能 及冷作硬化的应用 三 教学重点 低碳钢拉伸时的四个阶段 四 教学难点 冷作硬化原理 五 本讲计划学时及时间分配 第一节课 低碳钢拉伸的四个阶段 第二节课 材料在压缩时的力学性能及应力应变图 六 实施步骤 多媒体 板书 教具与图表等说明 采用启发式教学 通过提问 引导学生思考 让学生回答问题 多媒体授课 必要时辅以板书 布置课外作业 七 课外学习辅导安排及作业布置 八 其他 特色 体会及其他说明 第 5 次课教案 一 讲授内容 强度条件 强度校核 认为安全5 100 强度计算 设计截面 F A 确定许用载荷 AFN 二 教学目的及要求 学生掌握 了解的要点 了解应力集中现象和圣维南原理 三 教学重点 拉压杆件的计算 强度校