材料力学授课教案设计

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1、实用标准高教版刘鸿文编《材料力学》授课教案绪论介绍材料力学的对象、任务、内容及工程应用等，完成本内容需2学时一．教学目的通过本节的学习，使学生对材料力学所研究的问题，对象，内容，目的及基本假设等有一定的了解，提高学生学习主动性和积极性。二．教学基本要求1．了解构件强度、刚度和稳定性的概念，明确材料力学课程的主要任务。2．理解变形固体的基本假设、条件及其意义。3．明确内力的概念、初步掌握用截面法计算内力的方法。4．建立正应力、剪应力、线应变、角应变及单元体的基本概念。5．了解杆件基本变形的受力和变形特点。三．教学基本内容1．构件：2．强度、刚度、稳定性。3．材料力学的任务。4

2、．变形固体及材料力学的基本假设。5．外力及分类。6．基本变形。四．重点与难点1．材料力学的任务（1）基本概念：1）构件：机械中的零件，工程上的杆件。特点：可用固体材料制成。2）工程上对构件的要求：三个方面要求(a)强度方面的要求构件对破坏的抵抗能力(b)刚度方面的要求构件对变形的抵抗能力(c)稳定性方面的要求构件对干扰的抵抗能力（2）材料力学的任务：保证上述三方面要求的情况下尽可能节省材料，即为构件既安全又经济地使用提供理论基础。2．变形固体及基本假设变形固体：一切固体在受力时或多或少有一定的变形，统称为变形固体。基本假设：在材料力学中，以材料宏观上的性质为基础提出以下假设

3、1）材料连续性假设材料毫无空隙地充满整个空间。2）材料均匀性假设在有效的范围内材料处处均匀。3）各向同性假设材料沿各方向具有相同的性质。4）小变形假设应变比较小，远小于1（线性弹性规律，平面假设，圣维南原理）3．外力与内力的概念外力：是反映施加到构件上的外部载荷（包括支座反力）。文档大全实用标准内力：在外力作用下，构件内部两部分间的附加的相互作用力称为内力。即由于抵抗外力作用导致变形而产生的附加的部分才称为内力。内力是成对出现的，大小相等，方向相反，分别作用在构件的两部分上，只有把构件剖开，内力才“暴露”出来。4．应力、正应力和剪应力应力：在外力作用下，根据连续性的假设，构

4、件上任一截面上的内力是连续分布的，截面上任一点的内力的密集程度（内力集度），称为该点的应力。如上图（a）所示，m-m截面上作一点C处的应力用p表示p=limΔP=dP文档大全实用标准ΔA®0ΔAdA，ΔP为微面积ΔA上的合内力。文档大全实用标准文档大全实用标准图1-1（a）(b)文档大全实用标准正应力：一点处的应力可以分解为两个应力分量，垂直于截面的分量称为正应力，用符号σ表示。剪应力：和截面相切的分量称为剪应力，用τ表示。如图1-1（b）5．截面法是求内力的基本方法，它贯穿于“材料力学”课程的始终。利用截面法求内力的四字口诀为：切、抛、代、平。一切：在欲求内力的截面处

5、，假想把构件切为两部分。二抛：抛去一部分，留下一部分作为研究对象。至于抛去哪一部分，视计算的简便与否而定。三代：用内力代替抛去部分对保留部分的作用力。四平：原来结构在外力作用下处于平衡，则研究的保留部分在外力与内力共同作用下也应平衡，可建立平衡方程，由已知外力求出各内力分量。6．小变形条件在解决材料力学问题时的应用在材料力学中，利用小变形（变形的数量远小于构件的原始尺寸）的概念，可使问题简化；一些很重要的公式，也是在小变形的前提下推导出来的。具体如下：（1）在研究构件受力时，可不考虑构件的变形，根据变形前的位置建立力的平衡方程（原始尺寸原理）（2）利用小变形条件，可使构件的

6、变形计算得以简化。（3）小变形条件使所研究的问题按线性加以对待。7．变形，线应变和角应变变形：构件受力以后，物体内任意两点的距离和任意两条线段的夹角都会改变，统称为变形。变形种类：弹性变形与塑性变形线应变：1）平均线应变：如果在物体内A点附近取出一个微小单元体（边长为微量的微小的正六面体），它的一个边AB，变形前平行坐标轴x，且长度为△x，变形后长度变为文档大全实用标准△x+△u，△u为AB的变形量，如AB上各点的变形程度相同，则比值称为AB线段的平均线应变。e=ΔuΔx文档大全实用标准e=limΔu=du文档大全实用标准x2）线应变：极限Δx®0Δxdx定义为A点沿

7、x方向的线应变。文档大全实用标准角应变：变形前AB、AC两线段夹角为直角，变形后夹角发生改变，其改变量γ称为角应变或剪应变，如图1-2所示。图1-2线应变和角应变都没有量纲。角应变γ用弧度表示。线应变ε和角应变γ是度量构件变形程度的两个基本量，不同方向的线应变是不同的，不同平面的角应变也是不同的，它们都是坐标的函数。因此，在描述物体的线应变和角应变时，应明确应变发生在哪一个点，哪一个方向或者哪一个平面里。8．基本变形轴向拉伸与压缩；剪切；扭转；平面弯曲。五．教学手段采用CAI教学六．教学方法讲授为主，加上适当形象具