材力教案（模版）

1、教案20182019学年第一学期学院(学部)机电设备公司课程名称材料力学授予班级。十六级机械设计制造和自动本科班担任讲师XXX职务名XXX使用教材材料力学北航出版社2014版机电设备公司课程概述上课名字材料力学课程编号合计：48学时讲义：44学时实验：第四学期登机：学时学习学分分类必修课()选择课() 理论课() 实验课() 上课教师XXX职务名称XXX上课对象，对象专业班： 16级机械设计制造和自动化，材料，蒸汽服学部总班基本教材和主上来考试费材料1、基本教材：基本教材：北航出版社2014版材料力学2、主要参考资料：主要参考资料：刘鸿文篇材料力学教育目的要求通过材料力学的学习，学生对构件的强

2、度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念，要求具有必要的基础知识、熟练的计算能力、一定的分析能力和初步的实验能力。 为学习机械设计、机械制造等专业科目奠定必要的基础。教育重点难点要点：(1)求内力、应力概念、内力的基本方法截面法。(2)内力方程式和内力方程式的曲线图。(3)材料力学的一般分析方法，即综合考虑构件静力平衡关系、变形几何关系和物理三个方面的方法。(4)明确钩子法则的内容和适用范围。(5)正确确立强度条件进行强度计算。(6)掌握操纵杆的稳定概念，掌握欧拉式的建立及其适用范围，进行操纵杆的稳定检查。难点：(1)超静定问题的分析和解法(2)应力状态和应变状态的分析(3)强度理论的概念是如何正

3、确选择和运用强度理论？教学方案上课时间第一周第一节上课的次数1授课方式(请坐)理论课()讨论课实验课练习问题课其他上课时间安排。2课程主题(教章、节、主题):绪论主要教育方法和手段这次课的目的、要求(掌握、熟悉、理解三个水平):理解课程的主要内容和学习任务，理解变形固体的基本假设，分析构成要素的基本变形。教育重点和难点：要点：零部件的强度、刚性、稳定性的概念难点：应力、位移、应变教育的基本内容和过程一、材料力学研究的主要内容：研究构件的强度、刚度和稳定性。1、构件：工程结构和机械的各构成部分(建筑物的梁、柱、机床的轴等)统称为构件。 工程结构和机械工作时，构件一般受到一定的外力和重物的重量(如

4、建筑物)。梁靠自己的重力和其他物体(地板)的重力起作用，机床主轴靠动力和切削力起作用一些外力和重量称为载荷(或载荷)。 为了保证工程结构和机械的安全、正常工作，部件因为有充分的能力，负担必须承受的负荷(也简称为负荷能力)，所以应该满足以下的要求(1)强度要求部件的强度是指部件抵抗破坏的能力。 (在规定的载荷下，部件为不应该破坏)(2)刚性要求部件的刚性是指部件抵抗变形的能力。 (负荷下，即使部件足够强度足够，但变形太大，还不正常。 (例如，房屋地板梁、机床主轴等的书例)(3)稳定性要求部件的稳定性是指部件保持本来的平衡形态的能力。 (本书以杠杆为中心例)一般来说，当部件满足上述三个要求时，部件

5、能够安全正常地动作(但是，关于具体的结构)零件经常以储气罐-强度、车床主轴-刚性、受压直-稳定性等为重点。 (请参见。)有相反的要求：防止过载安全销先被破坏，缓冲作用车辆的缓冲弹簧要大幅度变形。 (请参见。)二、构件的力学模型和基本假设(变形固体的基本假设)工程构件由金属和合金、工业用陶瓷、聚合物等固体材料制成。 材料四大家庭：金属、陶瓷、塑料、(高分子材料)将结合已经学过的机械工程材料课授课。 (请参见。)由于载荷，所有的部件都变形，所以部件一般是变形固体。 变形体是外力产生的变形可分为弹性变形和塑性变形。 弹性变形是指作用于变形体的外力除去后能够完全消失变形，在外力除去后，变形没有完全消失

6、，残留变形，该残留馀变形称为塑性变形。固体有多方面的属性，研究角度不同则面不同，用静力学将固体抽象化身体。 在材料力学中，对象是变形固体，研究部件的强度、刚性、稳定性的情况也一样为了把力学模型抽象化，掌握了与问题相关的主要属性，省略了一些次要的要素，形成了变形体。以下基本前提条件：1 )连续均匀性的假设连续是指构件的材料内部没有空隙，(物质没有空隙地充满固体的体积，空隙比构件的尺寸极小)均匀性是指材料力学性质的各处相同(金属晶粒的方位、数量极多，不规则的排列统计平均)。2 )各向同性假说材料被认为在不同方向上具有相同的力学性质。 (单个晶粒不同，极多，不规则序列在所有方向上大致相同)也就是说，

7、在部件受力后研究其内部的力学响应的情况下，除非特别指出(例如，不均匀的介质材料、各向异性材料、包含宏观缺陷和裂纹的材料等)，通常将材料视为连续的、均匀的、分开的由同性的媒体组成。 因此，从部件任意取出一部分(单元体)时的力学性质(力学性能)和力学行为可以表示该组件中所有部分的力学性质和力学行为。添加：小变形的前提条件：施工中的大部分构件由于载荷其几何尺寸的变化量(变形量)与构件本身的尺寸相比通常很小，这种变形称为小变形，材料力学研究的问题仅限于小变形的情况，假定构件的变形比原来的尺寸小，变形小，所以分析构件的平衡关系的情况下，不考虑外力的作用点因部件的变形而产生的位移，用部件的原始形状和尺寸进

8、行计算的方法称为“原始尺寸原理”，其结果一般与实验结果很好地相符。(例：集中力作用于悬臂梁的自由端，求固定端的反作用力偶数时，不要考虑梁的弯曲引起的力矩计算时手臂的变化仍用直线梁计算。 原来的尺寸原理。 (请参见。)三、应力1 )外力和内力外力：能动力反作用力=载荷内力：物体因外力而变形，其内部各部分间的相对位置变化引起的相互作用力是内力，它与构件所受的外力密切相关，随外力的变化而变化，也就是说外力变大另一方面，如果变大(外力消失)，则达到某个极限值，引起部件的破坏，因此，构造和零件的强度密切相关。为了进行构件的强度计算，必须通过已知外力确定未知内力，但内力总体上来说为了不出现力和反作用力，所

9、以要在平面(常用截面)上虚拟地断开部件。两部分取其一部分，表示内力确定的方法称为截面法，是求内力的方法也是材料力学中的基本方法之一，在材料力学中占有非常重要的地位。(结合教材图2-1教剖面法的顺序：一切二代三平衡)结论： (1)连续性假设，截面上应该是分布(内)系统，截面上的内力就是该分布系统齐心协力，齐心协力。(2)构件本来就很平衡，切断后的分离体也应该保持平衡，从而使截面内力经常与截面侧的外力平衡，可以通过建立平衡方程式来决定内力类型和内力的大小。2 )应力：受力部件内的一点处内力的集中度(P3 )。 (密集度)可以应用截面法求出构件的内力，但不能判断构件的强度，例如相同材料的两根棒子，粗

10、棒，细棒，同样的拉力细棒先拉，明显具有相同的内力的两根棍子，抵抗破坏的能力不同，因此构件的强度不仅内力部件横截面的尺寸，即杆的强度取决于内力分布在横截面上的密度。 (集中度)作图1-1，给出了应力的数学意义。 式(1-1)(极限-微积分) (总应力)分解成两个成分：正应力； 剪切应力。 国际单位帕斯卡经常使用百万帕斯卡。显示PS与牛/面积的关系。4 .位移和应变变形点的位移(线位移)、面的位移(角位移)畸变正切畸变描述在物体内的一点变形的两个基本量。5 .部件变形的基本形式元件的几何模型(理解和理解)施工中的实际构件形状多种多样，根据其三维尺寸的比例，可以大致汇总成条零件、板壳类、块体。(1)

11、杆(件):比横向尺寸长的部件：“长”。因为施工中的许多部件可以简化为棒(包括典型的常见棒、可以简化为棒的齿轮、曲柄轴的轴颈等)，所以棒是施工中最基本的部件，材料力学研究的主要对象是棒。杆件的几何特征是其“截面”和“轴”。连接轴线的截面中心的线。 (切口截面)(直杆、曲柄杆等用轴线形状定义)截面和与轴线垂直的平面。 (等截面杆、变截面杆)本课程重点研究等直棒。(2)板、外壳：厚度方向尺寸远小于其他双向尺寸的部件，包括板和外壳。说明和图示：板(平面、教室的桌子等)、壳(曲面、像在家里看盖子一样)(1)块：长度、宽度、高度三个方向尺寸为同一级别的部件：参见“方”。构件变形的基本形式(结合教材图1-4

12、进行介绍)轴向拉伸或压缩(剪切)、扭曲、弯曲和组合变形学习的基本想法的提示：作业和思考问题：练习问题1-11-6课解析1-9放学后的总结：教学方案上课时间第一周第一节上课的次数2授课方式(请坐)理论课()讨论课实验课练习问题课其他上课时间安排2课程主题(教育章、节或主题):轴向的伸长和收缩的强度计算(第2章第1节第5节)主要的教育方法和手段这次课的目的、要求(掌握、熟悉、理解三个水平):掌握直杆拉伸或压缩时的力和变形特征、内力和截面法、应力和强度的计算。教育重点和难点：重点：内力及其求法、内努力难点：应力和强度的计算教育的基本内容和过程1 .基本概念轴向拉伸外力：作用线与杆轴线重叠。 (推力)

13、变形：在杆沿着杆轴伸长或收缩的同时，横向的尺寸变小或变大二、内力和应力1 )内力-轴力(图2-2 )正负规定：拉伸正压负(背向截面正、指向截面负。 (请参见。)(大小等于截面侧的轴向外力的代数和，将正压减去负。 (请参见。)轴向力和断面位置的关系用轴向力来表现的曲线。 (例2-1 )2 )应力(1)截面(3关系法)几何关系平面假设(图2-4 )物理关系根据静力学关系得到计算式(2-1)公式应用条件及圣维南原理解析例2-2、2-3(2)斜截面式(2-3)、(2-4)及结论三. (二)。 4 )材料拉伸、压缩时的力学性质应力应变曲线分析重要的几个力学性能指标钩定律塑性材料和脆性性材料的力学特性4、

14、强度计算(2)。 5)5)1 )极限应力(实验测量)、工作应力(计算)、容许应力(安全率)的概念。2 )强度条件式(2-9)、(2-10 )及解决的3种强度问题。解析本小节强度计算例题。布置这个课题：2-19、2-12作业和思考问题：放学后的总结：教学方案上课时间第二周第节上课的次数3授课方式(请坐)理论课()讨论课实验课练习问题课其他上课时间安排2课程主题(教章、节或主题):轴向拉伸棒的变形、钩定律(2.6-2.8 )主要教育方法和手段这次课的目的、要求(掌握、熟悉、理解三个水平):掌握钩的规律，掌握线应变、横向变形系数等概念，熟练计算轴向拉伸棒的变形教育重点和难点：要点：应变、构件拉伸刚度

15、、弹性模量、钩定律难点：位移、变形、应变的概念和计算方法、静态不定问题的解法教育的基本内容和过程1 .基本概念和变形计算(设为P26图222、23 )1 )变形的几何关系变形形式及其尺度：轴向变形：L=L1-L横向变形B=B1-B (绝对变形)轴线变形=L/L横线变形=b/b (相对变形)(无量纲量、变形程度)的测量，正负总是相反)横向变形系数v=|/|泊松比2 )变形和力的物理关系钩子定律=E(实验显示，拉杆的正应力不超过在某个极限(即比例极限)中，应力应该是比例=E，这是有名的钩子法则变形体力学中的重要规律是材料力学的理论基础和计算原理的重要基础)。(其中e是材料的弹性模量，可以调查与相同的单位、实验测定、手册，表2-