材料力学教案绪论.doc

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1、西京学院机电工程系第1次课学时2授课日期：授课班级：授课教师：王晋鹏批准人：章节名称1.1材料力学的任务1.2变性固体的基本假设1.3外力及其分类1.4内力、截面法和应力的概念1.5变形与应变1.6杆件变形的基本形式授课形式理论课□√案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1.了解材料力学的任务和基本假设；2.了解外力的分类；3.掌握内力的概念及用截面法进行内力的计算；4．熟悉应力、应变的概念5．熟悉杆件变形的基本形式本次教学重点与难点重点：用截面法进行内力的计算难点：材料力学的任务和

2、基本假设及应力、应变的概念教学内容提要及时间分配时间分配教学方法与手段设计1.材料力学的任务2.变形固体的基本假设3.外力的分类4.内力、应力的概念以及用截面法进行内力的计算5.变形与形变的概念6.杆件变形的基本形式7.小结8.布置作业10分钟10分钟20分钟20分钟15分钟15分钟5分钟5分钟启发式教学理论联系实际加强互动性课堂导入提问、预习要求及作业布置1.什么是力？都可以怎么分类？2.材料力学和理论力学的研究内容有什么不同？预习内容：2.1轴向拉伸与压缩的概念和实例2.2轴向拉伸或压缩时横截

3、面上的内力和应力2.3直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力课后作业：课后小结1．材料力学的任务：在保证满足强度、刚度和稳定性要求(安全、实用)的前提下，以最经济的代价，为构件选择适宜的材料，确定合理的形状和尺寸，并提供必要的理论基础和计算方法。2．变形固体静力学的基本假设：连续、均匀假设和各项同性假设。3．应力、应变的概念及关系。4．杆件变形的基本形式：拉压、剪切、扭转和弯曲教学内容课堂组织第一章绪论1.1材料力学的任务1、力的概念：力是物体相互之间的一种机械作用。这种相互作用的效果有：一是使物体的

4、运动状态发生变化（外效应）。二是使物体产生变形（内效应）。2、力的分类：按外力的作用方式可分为表面力和体积力。表面力是作用于构件表面的力，又可分为分布力和集中力。分布力是连续作用于构件表面的力，如作用于船体上的水压力。有些分布力是沿杆件的轴线作用的，如楼板对屋梁的作用力。如果分布力的作用面积远小于构件的表面面积，或沿杆件轴线的分布范围远小于杆件长度，则可将分布力简化为作用于一点的力，称为集中力，如列车车轮对钢轨的压力。体积力是连续分布于构件内部各质点上的力，如重力和惯性力等。按载荷随时间变化的情况

5、可分为静载荷与动载荷。随时间变化极缓慢或不变化的载荷，称为静载荷。其特征是在加载过程中，构件不产生加速度或产生的加速度极小，可以忽略不计。随时间显著变化或使构件各质点产生明显加速度的载荷，称为动载荷。布力是沿杆件的轴线作用的，如楼板对屋梁的作用力。如果分布力的作用面积远小于构件3、材料力学的任务：机械与工程结构通常是由若干个零部件构成的，我们把构成它们的每一个组成部分统称为构件。如机械的轴，房屋的梁、柱子等。在机械或工程结构工作时，有关构件将受到力的作用，因而会产生几何形状和尺寸的改变，称为变形。

6、若这种变形在外力撤除后能完全消除，则称之为弹性变形；若这种变形在外力撤除后不能消除，则称之为塑性变形(或永久变形)。为了保证机械或工程结构能正常工作，则要求每一个构件都具有足够的承受载荷的能力，简称承载能力。构件的承载能力通常由以下3个方面来衡量：(1)强度：构件抵抗破坏(断裂或产生显著塑性变形)的能力称为强度。构件具有足够的强度是保证其正常工作最基本的要求。例如，构件工作时发生意外断裂或产生显著塑性变形是不容许的。(2)刚度：构件抵抗弹性变形的能力称为刚度。为了保证构件在载荷作用下所产生的变形不

7、超过许可的限度，必须要求构件具有足够的刚度。例如，如果机床主轴或床身的变形过大，将影响加工精度；齿轮轴的变形过大，将影响齿与齿间的正常啮合等。(3)稳定性：构件保持原有平衡形式的能力称为稳定性。在一定外力作用下，构件突然发生不能保持其原有平衡形式的现象，称为失稳。构件工作时产生失稳一般也是不容许的。例如，桥梁结构的受压杆件失稳将可能导致桥梁结构的整体或局部塌毁。因此，构件必须具有足够的稳定性。构件的设计，必须符合安全、实用和经济的原则。材料力学的任务是：在保证满足强度、刚度和稳定性要求(安全、实用

8、)的前提下，以最经济的代价，为构件选择适宜的材料，确定合理的形状和尺寸，并提供必要的理论基础和计算方法。1.2变形固体的基本假设为了简化性质复杂的变形固体，通常作出如下基本假设：(1)续性假设：即认为材料无间隙地分布于物体所占的整个空间中。根据这一假设，物体内因受力和变形而产生的内力和位移都将是连续的，因而可以表示为各点坐标的连续函数，从而有利于建立相应的数学模型。(2)均匀性假设：即认为物体内各点处的力学性能都是一样的，不随点的位置而变化。按此假设，从构件内部任何部位所切取的微元