《工程力学》教案 第22课 应力状态与强度理论.pdf

课题应力状态与强度理论

课时2课时（90min）

知识技能目标：

（1）了解应力状态的概念。

（2）熟练掌握平面应力状态的分析方法。

（3）了解广义胡克定律。

教学目标

（4）了解强度理论。

素质目标：

（1）养成扎实、严谨、细致的工作作风。

（2）增强知行合一、学以致用的实践意识。

教学重点：平面应力状态的分析方法、广义胡克定律、强度理论。

教学重难点

教学难点：平面应力状态的分析方法、广义胡克定律、强度理论。

教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程主要教学内容及步骤

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课

前任务

课前任务

请大家了解应力状态的概念，了解强度理论。

【学生】完成课前任务

【教师】使用APP进行签到

考勤

【学生】班干部报请假人员及原因

【教师】结合教材，提出问题：

横截面上的正应力和切应力并不是单独对构件起作用，而是相互联系的，如果分别计算正应力和切

新课导入

应力会导致错误判断，那么怎么解决这一问题呢？

【学生】思考、举手回答

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，展开应力状态相关知识的讲解

一、应力状态的概念

【教师】结合教材，组织学生讨论总结什么是应力状态？并邀请学生回答。

【学生】讨论、思考、回答

传授新知【教师】根据学生回答，展开应力状态相关知识的讲解。

1.应力状态问题的提出

前面在研究构件轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲等基本变形的强度问题时，均认为构

件横截面上的危险点只有正应力或切应力，并建立了相应的强度条件

σmax„[σ]，τmax„[τ]

而且认为只要满足以上两个条件，则杆件在强度方面即为安全的。但在工程实际中，有些杆件在

满足上述强度条件后，仍有被破坏的可能性。

例如，铸铁进行压缩试验时，在横截面具有足够受压强度的条件下，随着载荷逐渐增大，在与轴

线的夹角为35°～39°（理论上应为45°）的斜截面上发生了破坏现象，而运用前面所讲知识无法解释这

种现象。这是由于前面章节中只研究了构件横截面上各点的应力，而对某一点所在斜截面上的应力并

没有进行讨论。由此可知，构件在发生拉压、扭转、弯曲等基本变形的情况下，并不都是沿构件的横

截面发生破坏的。因此，仅仅进行横截面上的强度校核是不够的，它并不能包括强度校核的全部内容。

在工程实际中，还会遇到一些复杂的强度校核问题。例如，大型钻井机械的钻杆上同时存在扭转

和压缩变形，这时钻杆横截面上的危险点不仅作用有正应力σ，还有切应力τ。对于这类构件，实践证

明，应用上述强度条件分别对正应力和切应力进行强度校核将会导致错误的结果。横截面上的正应力

和切应力并不是单独对构件起作用，而是相互联系的。因此，必须研究受力构件内部的点在所有斜截

面上应力分布情况的总和，即研究点的应力状态。

【师生互动】

【教师】组织学生讨论并回答以下问题：

工程实际中的复杂强度校核，需要研究点的应力状态，请结合所学知识，讨论并回答如