材料力学教案模板

武汉工程大学邮电与信息工程学院教案课程名称：工程力学Ⅱ授课教师：陈辉授课对象：11机制1、2、3、4、5班授课学期：2012-2013第二学期总学时：64学期学时：64使用教材：材料力学（刘鸿文高教第五版）制定时间：2013-2第1次课教案一、讲授内容1、材料力学的任务材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状态和破坏准则，以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题，为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。材料的力学性能：如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。它们都需要用实验测定。构件的承载能力：强度、刚度、稳定性。构件：机械或设备，建筑物或结构物的每一组成部分。强度：构件抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。刚度——构件抵抗变形的能力。稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。2、变形固体的性质及基本假设变形固体——在外力作用下发生变形的物体。基本假设：1)连续性假设：认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。（某些力学量可作为点的坐标的函数）2)均匀性假设：认为固体内到处有相同的力学性能。3)各向同性假设：认为无论沿任何方向固体的力学性能都是相同的。3、杆件变形的基本形式基本变形1.轴向拉伸或压缩：在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下，直杆在轴线方向发生的伸长或缩短变形。2.剪切：在一对相距很近的、大小相同、指向相反的横向外力作用下，直杆的主要变形是横截面沿外力作用方向发生相对错动。3．扭转：在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动。1.4．弯曲：在一对转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动。组合变形：当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形。FPMMPF二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）1．了解材料力学的任务；2．理解对变形固体的基本假设；3．理解内力、应力、应变等基本概念；4．了解杆件变形的基本形式。三、教学重点材料力学的任务；变形固体的概念及其基本假设；变形的基本形式。四、教学难点在讲述本章的内容时，注意强调基本概念，加深理解。五、本讲计划学时及时间分配—2学时（100分钟）第一节课：1、材料力学的任务2、变形固体的性质及基本假设第二节课：3、杆件变形的基本形式六、实施步骤（多媒体、板书、教具与图表等说明）采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。多媒体授课，必要时辅以板书。布置课外作业。七、课外学习辅导安排及作业布置1-1、1-2、1-3八、其他（特色、体会及其他说明）第2次课教案一、讲授内容1、轴向拉伸或压缩时横截面上的内力轴力图（1）内力：由外力作用引起的构件内部相互之间的作用力。（2）截面法：截面法是求内力的一般方法，在需求内力的截面处，用一假想平面，沿该截面将杆件截开，取其一部分，将弃去部分对留下部分的作用，代之以内力，然后考虑留下部分的平衡，由平衡条件求出该截面上的内力。（3）轴力：因为外力与轴线重合，故分布内力系的合力作用线必然与轴线重合，若设为NF，NF称为轴力。轴力符号规定：拉为正，压为负。（4）轴力图：轴力图的画法。轴向拉伸或压缩时横截面上的应力（1）应力的定义：内外力作用引起的应力密度。（2）横截面应力计算公式AF直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）1.正确应用杆件拉压正应力公式和变形公式，能熟练地进行拉压问题的强度和刚度分析。2.了解应力集中现象和圣维南原理。3.正确画轴力图2sin2sincossincoscos2app三、教学重点截面法的运用，轴力图的画法横截面上的正应力均布，切应力为零；横截面上的正应力是所有可能截面上的正应力的最大值。斜截面上正应力与切应力也都是均布的，45°截面上的切应力是所有可能截面上的切应力的最大值。在任何平行于轴线的面（包括平面和曲面）上，既无正应力又无切应力。四、教学难点截面法是建立内力方程的最基本的方法，应熟练掌握。注意先将未知内力设正，建立方程时，内力和外力统一地按理论力学的规则进入方程。因此建立内力方程过程中事实上用了两套符号规定。五、本讲计划学时及时间分配第一节课：轴向拉伸压缩的内力和截面法第二节课：轴力图的画法及其作用、正应力六、实施步骤（多媒体、板书、教具与图表等说明）采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。多媒体授课，必要时辅以板书。布置课外作业。七、课外学习辅导安排及作业布置1-4、1-5、1-6八、其他（特色、体会及其他说明）第3次课教案一、讲授内容轴向拉伸（压缩）时的变形与位移（1）变形的定义：受力物体形状改变时，两点之间线距离或两正交直线之间夹角的改变。前者称为线应变，后者称为角变形。（2）轴向拉压时的变形纵向变形LLL1纵向应变LL虎克定律EEALFLN或泊松比泊松比恒为正值二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）掌握胡克定理了解线应变、泊松比的概念三、教学重点胡克定理线应变拉压刚度四、教学难点拉压刚度五、本讲计划学时及时间分配第一节课：胡克定理线应变、泊松比第二节课：拉压刚度六、实施步骤（多媒体、板书、教具与图表等说明）采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。多媒体授课，必要时辅以板书。布置课外作业。七、课外学习辅导安排及作业布置八、其他（特色、体会及其他说明）第4次课教案一、讲授内容材料拉伸时的力学性能低碳钢（Q235）拉伸时的力学性能（1）变形的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段（2）力学性能指标比例极限σp——应力和应变成正比时的最高应力值弹性极限σe——只产生弹性变形的最高应力值屈服极限σs——应力变化不大，应变显著增加时的最低应力值强度极限σb——材料在断裂前所能承受的最大应力值弹性指标：弹性模量)/(2mNE延伸率和断面收缩率：试件拉断后，弹性变形消失，而塑性变形保留下来。延伸率：%1001lll断面收缩率：%100010AAA卸载定律及冷作硬化试件若拉到强化阶段，如d点卸载，则沿（dd′）直线变化，短期内再加载，仍然沿（dd′）直线上升，说明比例极限提高，而延伸率降低，这种现象称为冷作硬化现象。二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）理解低碳钢拉伸时的力学性能、及冷作硬化的应用三、教学重点低碳钢拉伸时的四个阶段四、教学难点冷作硬化原理五、本讲计划学时及时间分配第一节课：低碳钢拉伸的四个阶段第二节课：材料在压缩时的力学性能及应力应变图六、实施步骤（多媒体、板书、教具与图表等说明）采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。多媒体授课，必要时辅以板书。布置课外作业。七、课外学习辅导安排及作业布置八、其他（特色、体会及其他说明）第5次课教案一、讲授内容强度条件①强度校核：认为安全5%100][][强度计算②设计截面：][FA③确定许用载荷：AFN][二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）了解应力集中现象和圣维南原理三、教学重点拉压杆件的计算强度校核四、教学难点强度校核截面设计五、本讲计划学时及时间分配第一节课：拉压杆件的计算第二节课：强度校核六、实施步骤（多媒体、板书、教具与图表等说明）采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。多媒体授课，必要时辅以板书。布置课外作业。七、课外学习辅导安排及作业布置八、其他（特色、体会及其他说明）][AF