《建筑力学与结构分析(新形态活页式)》 教案 项目四钢筋混凝土受扭构件 任务一 扭转的基本概念、外力偶矩计算、扭矩图绘制.docx
项目四钢筋混凝土受扭构件
建筑力学与结构教学团队
任务一扭转的基本概念、外力偶矩计算、扭矩图绘制
课程名称
建筑力学与结构
课程性质
专业基础课
授课对象
建技大一学生
授课学时
2学时
学情分析
1.学生在之前的部分学习了力矩与力偶矩,有一定的基础知识储备;
2.学生之前学习的钢筋混凝土梁的弯曲,也用到了力矩与力偶矩,60%以上的同学不能很好的区别开两个的不同之处;
3.90%的同学能够意识到力学中计算的重要性,但是不知道怎么能够灵活运用计算。
教学目标
知识目标
1.明确扭转的基本概念;
2.掌握外力偶矩的计算公式;
3.掌握截面法求扭矩的规则;
4.掌握扭矩图的绘制。
能力目标
会用扭矩图来表示受扭构件的扭矩大小情况。
素质目标
培养学生严肃认真的工作态度和对扭矩的基本认识。
教学重点
1.扭转的概念;
2.外力偶矩的计算;
3.扭矩图的绘制。
教学难点
扭矩图的绘制。
教学内容
教学过程设计
课堂实施过程
一、扭转:以横截面绕轴线作相对旋转为主要特征的变形形式。
受力特点:在垂直于杆件轴线的平面内,作用一对大小相等、转向相反的力偶。
变形特点:任意横截面绕杆轴相对转动。
扭转角:两横截面间相对转动的角度称为扭转角。
学生:从实际生活中举例说明扭转的用途。
老师:结合学生的实例,讲解扭转的概念。
二、外力偶矩的计算
老师:讲解外力偶矩计算公式。
学生:分成小组,根据公式来求解案例中外力偶矩,并在小组中总结交流。
三、截面法求扭矩:
1.扭矩
扭矩:构件受扭时,横截面上的内力偶矩,记作T。
2.扭矩的正负规定:右手螺旋法则
右手螺旋法则:以右手四指表示扭矩的转向,当大拇指的指向与横截面的外法线n指向一致时,扭矩为正,反之,扭矩为负。
3.应用案例求解练习
一传动系统的主轴,如图所示。其转速n=960r/min,输入功率PA=27.5KW,输出功率PB=20KW,PC=7.5KW。试求指定截面1-1、2-2上的扭矩。
老师:讲解扭矩的概念。
学生:
1.根据外力偶公式和截面法求扭矩的方法来求解应用案例;
2.小组通过练习交流体会扭矩的求解方法,进行总结。
老师:对学生的练习结果给予评价,并就学生出现的问题给出重点提示。
课堂实施过程
四、扭矩图的绘制:
1.扭矩图
反映轴各截面上扭矩随截面位置不同而变化的图形称为扭矩图。
2.扭矩图的绘制方法
需先以轴线为横轴x,以扭矩T为纵轴,建立T-x坐标系,然后将各截面上的扭矩标在T-x坐标系中,正扭矩在x轴上方,负扭矩在x轴下方。
3.应用案例1
传动轴如图所示。主动轮A的输入功率PA=120KW,从动轮B、C、D的输出功率分别为PB=30KW,PC=40KW,PD=50KW,轴的转速n=300r/min,试作出该轴的扭矩图。
4.应用案例2
5.练习1
老师:
1.讲解扭矩图的概念及绘制方法。
2.根据所学内容,分步骤讲解应用案例1,绘制扭矩图。
学生:
1.针对应用案例1进行小组讨论总结,加深对受扭构件的扭矩图绘制方法的掌握;
2.根据小组讨论结果,个人进行应用案例2的求解,绘制扭矩图。
老师:对应用案例2进行讲解,并就学生出现的问题给出重点提示与更正。
学生:
分小组对练习1进行求解,加深巩固。
教学反思
学生在之前的内容中学过力矩与力偶矩,对基本的扭转概念有一定的认识,但是容易和钢筋混凝土梁的弯曲弄混,结合学生的认知,从学生的实际生活出发,多举一些他们在生活中能够接触到的实例,让学生明白扭转与弯曲的区别,并对绘制扭矩图产生兴趣。