海南大材料力学教案第7章 应力状态

PAGE4PAGE3教师姓名：职称：请插入日期海南大学教案20~20学年第学期学院（部、中心）机电工程学院课程名称材料力学专业、年级、班级主讲教师罗洪峰教案编写说明教案又称课时授课计划，是任课教师的教学实施方案。任课教师应根据专业的培养方案，紧扣教学大纲，认真分析教学内容，切合学生实际，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号（每堂课一个序号）。2、教学时数：指完成一个授课题目所用教学时间。理论课通常以学时数为单位（一般2学时），而实践课则以学时数，天数或周数为单位。3、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。4、题目：标明章、节或主题。5、教学目的要求。6、教学重点、难点。5、教学方式和手段。6、教学过程（含复习旧课、引入新课、组织教学、启发思维等）。将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排。本部分不同专业的授课可有自己的特色。7、讨论、思考题和作业。8、参考资料：列出参考书籍、有关资料。9、日期的填写系指本堂课授课的时间。授课教案应根据专业技术领域发展、教学要求变化、学生实际水平，以及教师以往教学的课后小结、批注等进行补充、修改或重写，以保持教学内容的先进性和适用性。请妥善保存各阶段的教案，并配合好学院的教学检查和归档等工作。

材料力学课程教案编号：课时安排：1学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：应力状态平面应力状态分析的解析法平面应力状态分析的图解法。广义胡克定律教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：在了解材料力学应力状态的基础上使学生对材料力学拉压计算意义有直观的认识，同时了解工程实践中运动学计算的必要性。2．培养学生探索、观察、以及归纳的能力，提高运用知识的创造性。3.提高学生的计算能力，并实现理论与工程实际问题对接。在结合实际工程教学重点、难点：1.重点掌握平面一般应力状态分析——解析法。2.重点掌握主应力、主方向、主剪应力、主剪平面方位及任意给定方位截面上的应力数值的计算方法。3.掌握广义胡克定律的导出及其应用。4.广义胡克定律的应用与极点法的应用教学方式和手段：通过课件演示、学生交流、师生交流等形式，培养提高学生掌握刚体定轴转动运动的内涵和解决实际问题能力。教学过程：（含复习上节内容、引入新课、中间组织教学以及如何启发思维等）课程教学的基本理念：遵循提出问题，分析问题，解决问题，总结评价，应用扩展的基本思路。提高学生的运用力学知识的能力和理解科研方法的基本过程，体会运用力学知识解决工程实际问题的思路和方法，提高学生的创新能力。一、创设情境、导入新课提出问题：为什么要研究材料力学应力状态问题，利用工程中的实际科研案例甘蔗收获的方法进行话题激趣，使学生整堂课都能保持积极的心态去分析工程案例并解决实际问题，探索新知。提出材料力学应力状态计算基本概念和计算方法分析问题：通过学习材料力学应力状态基本概念，引入研究构件受力弯曲应力状态基本方法和思路，运用应力状态基本分析方法总结各个点的运动规律，同时对刚体的受力分析计算结果分析对比，并阐述应力状态的基本内涵和运动规律。通过试验介绍材料力学应力状态解决问题：针对实际的试验问题，本文对15种不同厚度不同孔径的中心纯铝孔板和12种不同厚度不同孔径的紫铜中心孔板两种试样进行了拉伸破坏试验研究。实验记录了各个不同厚度的中心孔板从拉伸到产生变形最后破坏的全过程。分析了随着厚度(应力三维度)的变化,两种材料的断裂应变的变化规律及其主要影响因素。在实验的基础上,对15种不同厚度不同孔径中心纯铝孔板和12种不同厚度不同孔径的紫铜中心孔板进行了弹塑性大应变有限元的数值计算,模拟了各个试样的加载试验过程,并将所得结果与实验记录进行了比较分析。结合试验与数值模拟研究应力状态对破坏的影响,通过umat用户子程序对“组合功密度”、“空穴扩张比”、“应力三维度”、“Lode参数”等力学参数进行了计算。比较了不同厚度不同孔径的试样韧带处这些参数的变化。确定了两种判据的数学描述,并进行了比较。本文的研究证实,以往人们认为的材料断裂应变随应力三轴度升高而降低的结论不一定正确。四、总结并扩展提供研究的案例，再扩展学生思维。在工程应用中需要设计运动学装置，结合科研实际课题讨论，比如应力状态对材料的破坏，提出机构设计创新方法的发明创造思想以及发明创造的过程提高学生的兴趣，比如：采用不同的结构实现不同的应力状态等参数，提高学生的兴趣和创新能力。以此扩展到其他领域的创新设计远景，给学生一个广阔的思维空间进行运动学创新装置方案设计等。给学生提供广阔的思路有利于进行创新发明。讨论、思考题、作业：1234参考资料：刘鸿文材料力学第五版高等教育出版社后记：本节课的教学设计主要有3个特点：（一）教学流程设计上符合认知规律

采用结合工程实际案例的说明提出材料力学应力状态的必要性，使学生尽快进入思考的状态。并遵循科学研究的基本思路，按照提出问题，分析问题，解决问题的基本思路进行。（二）提高学生运用材料力学应力状态解决机械工程问题计算的能力通过师生的讨论并启发对比运用不同的创新思维方法逐层深入讨论，提高学生的基础理论理解能力。（三）引入实际课题进行案例讨论，并扩展学生思维。

这样做的好处是使枯