直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析和拉伸与压缩时材料的力学.doc

机械基础精品课程教案 3.1直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析和 拉伸与压缩时材料的力学性能 【课题名称】 直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析和拉伸与压缩时材料的力学性能 【教学目标与要求】 一、知识目标 1、了解拉压变形、内力的概念，了解截面法求内力、应力的方法； 2、理解拉压材料的力学性质。 二、能力目标 通过做低碳钢拉压时的力学性质实验，培养动手能力。 三、教学要求 1、了解拉、压内力概念，理解截面法求内力。 2、。 【教学重点】 拉压、内力概念，截面法求内力。 理解拉、压材料的力学性质 【难点分析】 材料拉、压时的力学性能。 【教学方法】 教学方法：讲练法、演示法、讨论法。 【教学安排】 4学时（180分钟） 教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、讲授中穿插练习与设问，最后进行归纳。 【教学过程】 一、复习旧课 二、导入新课 作用于构件上的外力形式不同，构件产生的变形也不同。把构件的变形简化为四种基本变形。拉压、剪切、扭转、弯曲。 三、新课教学 （一）直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析 1．拉伸与压缩时的变形特点 杆件受拉伸与压缩时必定产生伸长或缩短的变形。如教材图3－7所示。 2．内力与截面法求应力 内力 杆件受拉伸或压缩时，杆件材料内部产生阻止变形的抗力。内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用力。 截面法 假想地将杆件截开，以求的内力大小的方法。用力学平衡方程方法求出内力的大小。用截面法求内力的过程为：切、取、代、平。 应力 用内力除以杆件的截面积，即得到单位面积上的应力。 （二）、拉伸与压缩时材料的力学性能 （演示工程实例引出概念） 受力特点：沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力。 变形特点：杆件沿轴向伸长或缩短。这种变形称为拉伸或压缩。 1．低碳钢时拉伸与压缩的力学性能 （1）低碳钢拉伸时的力学性能 如图3－11所示，为低碳钢拉伸时的应力与应变曲线图。分为几个阶段，即弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。得出相应的材料比例极限、弹性极限、屈服极限和抗拉强度。 （2）低碳钢压缩时的力学性能 如图3－13所示，为低碳钢压缩时的应力与应变曲线图。也有相应的比例极限、弹性极限、屈服极限，与拉伸的应力与应变曲线图相似。 2．铸铁拉伸与压缩时的力学性能 如图3－14所示，为铸铁压缩时的应力与应变曲线图，不同点是其抗压强度远大于抗拉强度。 3．塑性与泠作硬化 塑性是材料抵抗永久变形而不断裂的能力。用伸长率和收缩率表示。 泠作硬化是材料在机械加工过程中，塑性下降的现象。如图3－15所示。泠作硬化不利于机械零件的再加工。 说明：讲授完材料的力学性能后，要有2学时的实验课，完成典型材料的机械性能试验。 四． 课堂小结 拉压概念；拉压变形、拉压内力、应力计算 五． 作业 哪种强度最好？哪种刚度最好？哪种塑性最好？ 课本 P75 思考题1,2 1 2 3 三种材料的应力 应变曲线如图， ? ?