轴向拉伸或压缩时的强度计算教案

第三节直杆轴向拉伸与压缩的强度计算【课题名称】直杆轴向拉伸与压缩的强度计算【教材版本】栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010【教学目标与要求】一、知识目标熟悉直杆轴向拉伸与压缩的强度计算。二、能力目标培养分析直杆轴向拉伸与压缩问题的解决能力。三、素质目标了解直杆轴向拉伸与压缩的变形与强度计算。四、教学要求1、了解直杆轴向拉伸与压缩的变形的特点。2、会对直杆轴向拉伸与压缩的变形作强度计算。【教学重点】直杆轴向拉伸与压缩的变形作强度计算。【难点分析】求许用应力和最大拉力。【教学方法】教学方法：讲练法、讨论法。【教学资源】1．机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，20102．吴联兴主编．机械基础练习册．北京：高等教育出版社，2010【教学安排】1学时（45分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、练习与设问。【教学过程】一、导入新课复习上一节学习的内容，提出问题，找同学回答并播放视频。接下来看几幅图片：通过图片，我们能够看到那些现象，造成这种现象的原因大地是什么呢？这就和我们这节课学习的内容息息相关了。直杆受轴向拉伸与压缩时产生的变形，将影响到材料的强度，哪怎麽确定材料的强度能否满足使用要求呢？二、新课教学（一）、极限应力许用应力安全因素(1)极限应力定义：使材料丧失正常工作能力时的应力称为极限应力。塑性材料的极限应力是其屈服点应力，脆性材料的极限应力是其强度极限应力。sb（2）许用应力定义：构件在工作时所允许的最大应力称为许用应力，用表示。公式：极限应力除以大于1的系数S得出许用应力，S称为安全系数:式中特别提醒：对应于塑性材料的安全因素，一般取S=1.2~2.5对应于脆性材料的安全因素，一般取S=2.0~3.5（3）安全系数（塑性材料）（脆性材料）标准强度与许用应力的比值，是构件工作的安全储备。确定安全系数要兼顾经济与安全，一般考虑以下几个方面的因素：1）载荷分析和计算的精确程度。2）材料的不均匀性的估计的准确程度。对于脆性材料，是极限应力，因此许用应力为bsσ系数安全极限应力maxs对于塑性材料，是极限应力，因此许用应力为：sssb3）构件的加工工艺和工作条件的影响，以及构件的重要性。安全系数取值过大，许用应力过低，造成材料浪费（图1）；安全系数取值过小，用料减少，但安全得不到保证（图2）。图1图2二、拉（压）杆的强度条件为了保证拉（压）杆的安全正常地工作，必须使杆内的最大工作应力不超过许用应力，即式中，NF为横截面上的轴力，以其绝对值代入式中；A为横截面的面积。上式称为拉（压）杆的强度条件。利用上式的强度条件，可以解决以下三类问题。1、强度校核(判断构件是否破坏)2、设计截面(构件安全工作时的合理截面大小及形状)3、许用载荷的确定(构件最大承载能力的确定)AFNmax][maxAFN][NFA根据力的平衡条件即可求出结构所能承受的最大载荷,称为许用载荷。三、小结轴向拉伸与压缩时的强度计算是保证杆件安全使用的前提。但要先求出安全系数和许用应力，并计算出危险截面的内力和截面积。本节课我们所学习的知识点主要有：1、极限应力2、安全系数3、许用应力4、拉压杆的强度条件5、拉压杆强度公式的运用四、布置作业上课之前所发的练习题和习题册相关练习。][AFN机械基础课题：轴向拉伸与压缩时杆件的强度计算