機械基礎——拉壓

1、機械基礎教案第3章 桿件的基本變形 安慶市第一職教中心 胡緒林教材分析 上一章已學習桿件的靜力分析，本章學習的是材料力學部分，要求學生掌握基本變形類型，受力特點，變形特點；能求內力，并能進行強度校核。重點是第一章節(jié):拉伸與壓縮。學情分析本課程的教學對象是2011級機電對口高考班，復習課，但是高一時因學時等原因，本章未學。對中職學生來說本章是難點中的難點，所以根據考綱要求，適當降低難度，很有必要。學習目標（一）知識目標：1、理解桿件的基本變形類型；2、理解內力的概念；3、掌握內力的分析方法；4、掌握材料受力變形特點；5、掌握拉壓時材料的力學性質；6、掌握材料的強度條件。（二）能力目標：1、學會利

2、用公式分析說明問題；3、學會理論聯系實際，在生活中尋找機械模型。（三）情感目標：1、通過學習，培養(yǎng)學生敘述表達、創(chuàng)新思維能力。2、倡導學生主動參與，樂于探索，敢于質疑，培養(yǎng)學生觀察搜集處理信息、獲取新知識的能力。培養(yǎng)學生類比思維，理論聯系實際能力3、教師合理評價，鼓勵為主，以“育人為本”。讓學生體會學習的樂趣，感受成功的喜悅，激發(fā)更大的專業(yè)學習興趣。教學設計§3-1 拉伸與壓縮教學重點和難點 1、求內力的方法； 2、虎克定律。教學課時 6課時教學方法 多媒體教學 引導法 歸納法 理論與生活中模型聯系法教學設計 (一)新課引入回顧上章的基礎內容，從理想模型剛體引出變形。（2） 請2-3

3、個同學分析生活中，工程中變形實例，歸納出桿件的基本變形。（二）新課講解在靜力學部分，研究物體所受外力時，把物體當做不變形的剛體，而實際上真正的剛體并不從在，一般物體在外力的作用下，其幾何形狀和尺寸均要發(fā)生變法。桿件基本變形有四種：1、 軸向拉壓變形；2、 剪切變形；3、 扭轉變形；4、 彎曲變形。§3-1 拉伸與壓縮例：思考懸臂吊車中拉桿的受力情況及其變形特點。一、內力與截面法1內力的概念桿件在外力作用下產生變形，其內部相互間的作用力稱為內力。這種內力將隨外力增加而增大。當內力增大到一定限度時，桿件就會發(fā)生破壞。內力是與構件的強度密切相關的，拉壓桿上的內力又稱為軸力 2截面法將受外力

4、作用的桿件假想地切開，用以顯示內力的大小，并以平衡條件確定其合力的方法，稱為截面法。它是分析桿件內力的唯一方法。具體求法如下：截：在需求內力的截面處，沿該截面假想地把構件切開。取：選取其中一部分為研究對象。代：將棄去部分對研究對象的作用，以截面上的未知內力來代替。平：根據研究對象的平衡條件，建立平衡方程，以確定未知內力的大小和方向。二、拉伸與壓縮1拉壓概念受力特點：沿軸向作用一對等值、反向的拉力或壓力。變形特點：桿件沿軸向伸長或縮短。這種變形稱為軸向拉伸或壓縮。注意： （1） 外力的作用線必須與軸線重合。（2）壓縮指桿件未壓彎的情況，不涉及穩(wěn)定性問題。2拉壓時的內力軸力(1) 軸向拉壓桿的內力

5、：軸力的大?。海ń孛娣ù_定）外力F 內力FN (軸力)截，用假象平面在1-1處把桿截開；取，取左半部為研究對象，畫出受力圖；代，用內力“FN”代替右半部對研究對象的作用；平，因研究對象處于平衡狀態(tài)，可列平衡方程： FX=0, FN-F=0, FN=F。（2）軸力的符號規(guī)定：拉伸-拉力，其軸力為正值。方向背離所在截面。壓縮-壓力，其軸力為負值。方向指向所在截面 (4)注意的問題 A、在截開面上設正的內力方向。 B、采用截面法之前，不能將外力簡化、平移。3軸向拉壓時的變形絕對變形為：縱向線應變：式中 E-材料的彈性模量，。這兩個關系式稱為虎克定律。4拉伸（壓縮）時材料的力學性質材料在外力作用下表現

6、出的變形、破壞等方面的特性稱材料的力學性能。（1）低碳鋼拉伸時的力學性能彈性階段：比例極限 彈性極限、彈性模量屈服階段：屈服極限 強化階段；局部變形階段：強度極限 （2）鑄鐵的拉伸性能特點： 無屈服過程無塑性變形無塑性指標分類：塑性材料脆性材料 （3）材料在壓縮時的力學性能 塑性材料的壓縮強度與拉伸強度相當脆性材料的壓縮強度遠大于拉伸強度5拉伸與壓縮時的強度校核（1）許用應力 塑性材料 脆性材料 式中n安全系數。（2）強度條件： 校核強度： 設計截面：確定許可載荷： 三、應力1、桿件受力的強弱程度，不僅與內力大小有關，還與桿件的截面積大小有關，因此工程上常用單位面積上內力的大小來衡量構件受力的強弱程度 .（1）應力概念：單位截面面積上的內力稱為應力。拉壓桿橫截面任一點均產生正應力。（2）應力計算：拉壓桿橫截面上正應力是均勻分布的。 規(guī)定：拉應力為正；壓應力為負。單位：帕（Pa）或兆帕（MPa）2、許用應力:為了保證拉（壓）構件使用安全，必須使其最大應力不超過材料在拉伸（壓縮）時的許用應力，即例:有一根鋼絲繩，其橫截面面積為0.725cm2，受到3000N的拉力，其鋼絲繩的許用應力為50MPa，試求鋼絲繩的應力是多少，鋼絲繩會不會拉斷？ 解: