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《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

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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。

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