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2020工程力学教案(项目三 杆件拉伸与压缩)4课时

教案首页承受压力作用的细长杆,如千斤顶的螺杆、内燃机的挺杆等,应始终维持原有的直线平衡状态。

3、弹性变形和塑性变形当外力消除后,变形也随之消失,这种变形称为弹性变形;外力消除后,变形不能完全消失而留有残余,这种残余部分的变形称为塑性变形。

4、材料力学中对变形固体所作的假设有:(1)连续性假设假设在变形固体所占有的空间内连续不断地充满了物质,物质之间毫无空隙。

(2)均匀性假设材料在外力作用下,在强度和刚度方面所表现出的性能称为材料的力学性能。

所谓的均匀性假设,是假设材料内部均匀地充满了物质,材料的力学性能在各处都是相同的。

(3)各向同性假设认为材料沿各个方向的力学性质是相同的。

(4)弹性假设构件在外力作用下将发生变形,当外力不超过一定限度时,绝大多数构件在外力撤销后均能恢复原状。

这种当外力撤销后能自动恢复的变形称为弹性变形。

当外力超过某一限度时,即使撤销外力,也只能有一部分变形可以恢复,还有一部分变形残留下来,这称为塑性变形。

所谓小变形假设,是构件在外力作用下的变形远远小于构件的原始尺寸。

5、杆件变形的基本形式:步骤分配理念15 5常见的杆件变形有拉伸与压缩、剪切与挤压、圆轴扭转、弯曲变形。

6、轴向拉伸与压缩的概念若杆件所承受的外力或外力合力作用线与杆轴线重合的变形,称为轴向拉伸或轴向压缩。

本章学习的重点内容就是轴向拉伸与压缩。

7、完成随堂测试并结合讲授法,提问法,最后采用答疑,总结。

6、采用讲授法,通过加强课堂管理、课堂提问等环节提高学生学习效果。

7、教师设置课中测内容,并讲解题目,了解学生所学情况。

理解,回答问题。

6、学生答问、思考、讨论,并积极答问,完成该知识点所学。

7、学生完成课中测,每人只有一次测试机会。

答疑,并总结。

6、梳理知识点,对比掌握所学。

7、学生、教师了解所授、所学情况。

小结5 本节内容为杆件的轴向拉伸与压缩变形,主要内容如下:1、强度、刚度、稳定性的概念;2、轴向拉伸与压缩的受力特点;作业布置1、完成职教云课后练习;2、结合教材和职教云课件,完成3.2(P79)内力与截面法预习笔记;教学后记(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)教案首页步骤分配理念30 5任取一部分,其弃去部分对留下部分的作用,用作用在截面上相应的内力(力或力偶)代替。

(3)平衡对留下的部分建立平衡方程,根据其上的已知外力来计算在截开面上的未知内力(此时揭开面上的内力对所留部分而言是外力)。

选取任一部分进行平衡分析都可以得到该截面的内力。

总结四个字就是“截,取,代,平”。

5、例题:6、完成随堂测试5、教师讲解例题,并引导学生完成课堂练习。

6、教师设置课中测5道题目,并进行课堂讲解了解学生所学情况。

5、学生完成布置随堂题目,并通过职教云讨论环节上传。

6、学生完成练习,对于出错率较高的题目,当堂讲解;5、教师点评,学生总结,查缺补漏。

6、学生、教师了解所授、所学情况。

小结5 本节内容为内力与截面法,主要内容如下:通过举例让学生对截面法有深刻的认知,掌握截面法的基本步骤:“切”、“代”、“平”,本节课是为下节课打基础,需要每位同学都认真掌握。

作业布置1、完成职教云课后练习。

2、完成职教云课件预习,并结合教材完成预习笔记;教学后记(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)教案首页步骤分配理念(2)例2一杆受两力作用,设F1是一绳穿孔的拉力, F2是螺母对杆端分布力,均是其他物体作用力,称外力,若F1= F2,杆件平衡,任一段也平衡。

由外力作用产生的构件各部分之间的相互作用力称为内力。

这个内力是一个构件内两部分间的相互作用力,是假想截开剖面上的分布力,这个分布力与外力平衡,本节外力与轴线重合,与之平衡的内力也与轴线重合,这样的内力称为轴力。

在以后各节剪切、扭转、弯曲等构件的截面上也有内力,不是与轴线重合,称为剪力、扭矩、弯矩。

上图,杆件在F1、F2力作用下,截面上的轴力FN方向离开截面,又称为拉力,杆件在F3、F4力作用下,截面上的轴力FN 方向指向截面,又称为压力。

拉力使杆件发生拉伸变形,上传到职教云讨论环节,教师进行点评。

理解和掌握。

(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)教案首页(5)应变有平均线应变、正应变、切应变。

拉应力就是单位面积上物体对使物体有拉伸趋势的外力的反作用力。

结论:轴向拉伸时,杆件横截面上各点处只产生正应力,且大小相等。

σ=N/A,N为拉力,A为作用点处的横截面积。

σ的正负与N的正负相同,即拉杆σ为正,压杆σ为负。

(6) 拉伸应力与压应力的区别一个圆柱体两端受压,那么沿着它轴线方向的应力就是压应力。

压应力就是指使物体有压缩趋势的应力。

不仅仅物体受力引起压应力,任何产生压缩变形的情况都会有,包括物体膨胀后。

3、例题讲解例1:杆件受力图如图所示,(1)试求杆内的轴力,并作出轴力图。

(2)已知图中横截面面积分别为A=200mm2,计算各横截面的应力。

例2:一阶梯形直杆受力如图所示,已知横截面面积为,40021mm A =2322200,300mm A mm A ==试求各横截面上的应力。

4、完成课堂测试本节内容为轴向拉伸与压缩时的应力,主要内容如下:(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)教案首页步骤分配理念5 知A1=500mm2, A2=300mm2,l=0.1m,E=200GPa,试计算杆件变形。

5、课堂测试4、通过例题,加深对知识点的理解,并通过课堂练习,要求学生完成练习,并拍照上传到职教云讨论环节,教师进行点评。

5、教师设置本节内容。

4、学生完成课堂练习,拍照上传。

5、学生完成课中测。

4、教师讲授,学生练习,从而达到对知识点的理解和掌握。

5、了解学生掌握情况。

小结5 本节内容为拉压杆的变形,主要内容如下:(1)绝对变形、相对变形、线应变的概念;(2)胡克定律;作业布置1、完成职教云课后练习;2、结合教材和职教云课件,完成预习笔记;教学后记(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)教案首页步骤分配理念课程导入5 1、复习旧课上节课所学内容为拉压杆的变形,主要内容如下:(1)绝对变形、相对变形、线应变的概念;(2)胡克定律;2、引入新课本节内容为材料在拉伸与压缩时的力学性能,主要内容如下:(1)低碳钢的拉伸曲线;(2)强度和塑性指标;1、采用讲授法,对旧课复习。

2、引入新课,并以由浅入深的思路进行讲解。

1、学生讨论,回答上节课所学问题。

2、学生记笔记,划重点,思考。

1、复习旧课。

2、引入新课教学过程5401、完成课前测试2、低碳钢的拉伸曲线(1)低碳钢拉伸的力学性能l为标距,一般有两种:dl10=和dl5=。

(2)低碳钢的拉伸曲线如图所示:(3)拉伸过程的四个阶段:根据低碳钢应力应变曲线特点,可以将低碳钢拉伸过程分为四个阶段:①弹性阶段在弹性阶段,变形Δl很小。

在比例极限范围内,载荷P与变形Δl成线性关系。

②屈服阶段1、教师布置测试题目,学生5分钟内完成,教师讲解并补充。

2、教师通过播放拉伸试验视频,让学生了解试验过程。

并分析拉伸曲线的四个阶段,并通过板书和PPT分享教学资源,结合职教云随机点名设置提问环节;1、完成课前测试,对上节课所学有一定复习,对不足处进行查缺补漏。

2、学生观看试验过程,完成课堂任务,拍照上传讨论环节,完成知识点的复习。

1、及时对知识点复习。

2、演示法和提问法相结合。

讲授法,提问法、练习法结合。

教案首页(2)练习:一直杆的横载面面积2cm10=A,轴力为150KN材料的容许应力MPa160][=σ,试校核杆的强度。

5、完成随堂测试(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)教案首页步骤分配理念5 30 表达式为:EAllN=∆EA称为杆的拉压(抗压)刚度。

4、拉伸曲线和强度条件(1)拉伸曲线低碳钢的拉伸曲线的四个阶段:①弹性阶段②屈服阶段③强化阶段④局部变形阶段(2)强度条件拉(压)杆的强度条件:][maxσσ≤=AN5、练习、章节考试(1)练习练习1:已知:一个三角架,AB杆由两根80×80×7等边角钢组成,横截面积为A1,长度为2 m,AC杆由两根10号槽刚组成,横截面积为A2,钢材为3号钢,容许应力MPa120][=σ求:许可载荷?练习2图示一托架,AC是圆钢杆,4、通过职教云app讨论环节,教师引导学生完成拉伸曲线绘制,并拍照,教师点评;5、教师布置任务,课堂练习,并留一定时间进行考试;4、学生完成任务,签名上传;5、学生完成知识点复习,完成章节考试;4、对知识点及时练习;5、多练习、教师及时补充;许用拉应力[]MPa 160t =σ,BC 是方木杆,kN 60=F ,试选定钢杆直径d ?(2)完成课堂考试并错题讲解 6、点评试卷本节内容为复习项目三,主要内容如下:(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)。

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