轴向拉伸与压缩电子教案.doc

第三章 轴向拉伸和压缩 课题：第一节 轴向拉、压杆的内力 [教学目标] 知识目标： 1、 2、3、。 培养学生1、。 2、。。分析讨论法 二、内力的计算—－截面法： （1）截——沿欲求内力的截面上假想地用一截面把杆件分为两段；? （2）取——抛弃一段(左段或右段)，取另一段为研究对象；? （3）代——将抛弃段对留取段截面的作用力，用内力代替；? （4）平——列平衡方程式求出该截面内力的大小。 截面法是求内力最基本的方法。 注意：1）外力不能沿作用线移动 —— 力的可传性不成立（变形体，不是刚体?）； ???? 2）截面不能切在外力作用点处 —— 要离开作用点。 轴力的正负号规定：拉为正，压为负。 练习题：求下图指定截面的内力。 解： 求m-m截面的内力Nm 截——用m-m截面把杆件分为左右两段； 取――抛弃右段，取左段为研究对象； 代——将抛弃段（右段）对留取段（左段）截面的作用力，用内力代替；? 平——列平衡方程式求出该截面内力的大小。 求n-n截面的内力Nn 学生讨论完成此练习。 三、轴力图 轴力图：用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置，垂直的坐标表示横截面的轴力，按选定的比例尺把正轴力画在轴的上方，负轴力画在轴的下方。 例3-1：用截面法计算轴力，并绘制轴力图。 必须掌握。 教师讲解与学生联系相结合。 课题：第二节 轴向拉、压杆横截面上的正应力 第三节 轴向拉、压杆的强度计算 [教学目标] 一、知识目标： 1、 2、3、 培养学生。分析讨论法 在相同的F力作用下，杆2首先破坏，而二杆各横截面上的内力是相同的，只是内力在二杆横截面上的聚集程度不一样，这说明杆件的破坏是由内力在截面上的聚集程度决定的。 把内力在截面上的集度称为应力，其中垂直于杆横截面的应力称为正应力。 应力的国际单位：帕斯卡（Pa） 学生推导： 二、横截面上的正应力 由上图引出： 平面假设： 变形前为平面的横截面，变形后仍为平面，仅仅沿轴线方向平移一个段距离。也就是杆件在变形过程中横截面始终为平面 。 正应力的计算公式 正应力的正负：拉应力为正，压应力为负。 三、两个例题 例3-2 例3-3 提醒学生注意： 1、单位的对应关系； 2、内力、应力的正负号与杆件受拉、压的对应； 3、提问复习常用的三角函数。 复习提问：杆件的强度 第三节 轴向拉、压杆的强度计算 讨论：为什么在建筑工地中用钢丝绳起吊较重的构件，而不用麻绳？ 一、三个应力： 1、工作应力： 在荷载作用下产生的应力。 2、极限应力（危险应力）：材料丧失正常工作能力时的应力，用表示。 3、许用应力：构件安全工作时，材料允许承受的最大应力，用表示。 许用应力等于极限应力除以大于l的系数n 。即 学生讨论：为什么n1? 4、工作应力与许用应力的关系： 学生总结：轴向拉、压杆强度条件为构件的工作应力不超过材料的极限应力。即 学生讨论：构件的破坏会发生在什么位置？ 5、危险截面：应力最大的截面。 三、工程实际中有关强度的三类问题：围绕轴向拉、压杆强度条件 1、设计截面：已知荷载→N、材料→，设计出构件的截面尺寸→A(a或d)。 2、校核强度：已知荷载→N、截面尺寸→A及材料→，校核强度→比较与。? 3、确定许用载荷：?已知截面尺寸→A及材料→，确定出构件的许用载荷→N→P。 课题：第四节 轴向拉伸和压缩时的变形 [教学目标] 一、知识目标： 1、 2、3、 培养学生分析讨论法 2、胡克定律：在弹性受力范围内，杆件的纵向变形与轴力及杆长成正比，与杆件的横截面面积成反比。 讨论：N、l、E、A与杆件纵向变形的关系。 3、弹性模量：反映了材料抵抗变形的能力。 单位：同应力。 常用单位：MPa 说明：弹性模量是个常数；只跟材料本身有关；通过实验测定。 4、抗拉、压刚度：EA 反映了材料的抵抗拉、压变形的能力。 在其它条件相同时，刚度越大杆件变形越小。 线应变：单位长度的变形，纵向变形/杆件原长。即 说明：线应变无量纲；其正负号同纵向变形。 胡克定律的应力应变表示形式：在弹性受力范围内，应力与应变成正比。 或 三、横向变形和泊松比： 1、横向变形：横向变形后长度 － 横向变形前长度 即 2、横向应变： 3、泊松比(横向变形系数)：横向应变与线应变的绝对值之比。 说明：泊松比是个常数；只跟材料本身有关；通过实验测定。 建筑工程中常用的几种材料的、值见表3－1。 例题3-7 课题：第五节 材料在轴向拉伸和压缩时的力学性质 第六