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西南科技大学本科生课程备课教案 计算机技术在安全工程中的应用 ——Matlab入门及应用 授课教师：徐中慧 班 级： 专 业：安全技术及工程 第十章 MATLAB自定义函数 课型：新授课 教具：多媒体教学设备，matlab教学软件 一、目标与要求 通过解说与实例练习，掌握matlab创建函数M文件的方法 掌握matlab中全局变量与局部变量的定义与用法 通过解说与实例练习，掌握在matlab主函数M文件中创建子函数 在实例练习过程中，回顾利用伪码编写简单程序的方法 掌握通过创建matlab函数M文件解决生活中的计算问题 二、教学重点与难点 本堂课教学的重点在于引导学生掌握matlab中函数M文件的创建及应用。本堂课的难点在于理解matlab中函数M文件主函数与子函数的区别及调用，局部变量与全局变量的定义与应用范围的区别。 三、教学方法 本课程主要通过讲授法、演示法、练习法等相结合的方法来引导学生掌控本堂课的学习内容。 通过讲授法向学生讲述创建matlab函数M文件的基本方法、全局变量与局部变量的定义及用法等。 通过运用多媒体设备现场演示matlab创建函数M文件的应用实例。 在掌握创建matlab函数M文件基本方法的基础上，采用练习法引导学生创建函数M文件解决实际问题。 四、教学内容 课 后 习 题 五 （1）拉力测试装置在测试过程中，被测样本受均匀外力的作用产生形变。下图中显示的是一组拉力测试数据。根据以下公式计算应力与形变： 其中，是产生的应力，单位为lbf/in2(psi);F为施加的外力，单位为lbf;A为样本的截面积，单位为in2；为产生的形变，单位为in/in；为样本的长度；为样本的原始长度。 （a）测试样本是直径为0.505in的金属杆，根据直径可以计算出金属杆的截面积，进一步利用所提供的数据计算金属杆的应力和形变。 （b）以形变为x轴，应力为y轴，作x-y线图。用黑色实线连接各数据点，并用圆圈标出各实测数据点。 （c）添加标题和坐标轴的标注。 （d）屈服应力或屈服点是指图形从陡峭的直线变成平滑曲线所对应的点，在屈服点附近测试样本的特性会发生显著变化。在屈服点之前，测试样本发生弹性形变，即当外力消失时，形变也消失，与橡皮筋类似。若继续增大外力作用，则测试样本会发生永久变形，也称塑性变形。在图中对屈服点做出标注。 拉力测试数据 负 载 长 度 负 载 长 度 0 2 7750 2.010 1650 2.002 8650 2.020 3400 2.004 9300 2.040 5200 2.006 10100 2.080 6850 2.008 10400 2.120 程序代码： %% 定义已知变量 F=[1650 3400 5200 6850 7750 8650 9300 10100 10400]; L=[2.002 2.004 2.006 2.008 2.010 2.020 2.040 2.080 2.120]; L0=2; A=0.505^2*pi/4; %% one yinli=F./A xinbian=(L-L0)./L0 %% two plot(yinli,xinbian,-ok) %% three title(应力应变变化图),xlabel(yinli),ylabel(xinbian) %% four gtext(屈服点) （2）创建矢量x，范围在0～20 之间，步长为/100。矢量y和z分别等于 ①在x-y坐标系中画出x和y的关系曲线。 ②在极坐标系中画出x和y的关系曲线。 ③画出x、y和z的三维曲线，并在图中添加标题和坐标轴标注。 ④为了产生如下图所示的类似龙卷风的曲线应如何调整plot3中的输入参数，用comet3代替plot3绘制曲线。 %% one x=0:pi/100:20*pi; y=x.*sin(x); z=x.*cos(x); plot(x,y) %% two figure(2) polar(x,y) %% three figure(3) plot3(x,y,z) xlabel(x),ylabel(y),zlabel(z),title(三维曲线) %% four figure(4) plot3(z,y,x) xlabel(z),ylabel(y),zlabel(x),title(三维曲线) figure(5) comet3(z,y,x) （3）创建矢量x和y，数据变化范围从-5到+5，步长为0.5.用函数meshgrid将矢量x和y映射为两