杆件的基本变形

第三章杆件的基本变形 3--1 拉伸和压缩 教学目标教学目标 ： 1、了解内力、拉压概念，理解截面法求内力； 2、理解拉压材料的力学性质。掌握拉压强度、变形计算。 3、通过做低碳钢拉压时的力学性质实验，培养动手能力。 教学重点：教学重点： 1.拉压、内力概念，截面法求内力； 2.拉压强度、变形计算。 教学难点教学难点： 材料拉压时的力学性能。 授课类型授课类型：新课 授课时间：授课时间：第周 课课时：时：课时 教学方法：教学方法： 讲练法、演示法、讨论法、归纳法。 新课讲解：新课讲解： 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。 一、一、 复习旧课复习旧课 平面任意力系的平衡 F x  0 F y  0 M o  0 二、 导入新课导入新课 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、 新课教学新课教学 一、内力与截面法 1、内力概念 内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用称为内 力。 拉压杆的内力沿轴向称轴力。 2、截面法求内力 过程：切、取、代、平。  Fx 0 N  P  0 讨论：讨论： 关于轴力() A、是杆件轴线上的荷载 B、是杆件截面上的内力 N  P C、与杆件的截面面积有关 D、与杆件的材料有关 二、轴向拉压的概念 （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。  要点：要点： (1) 外力的作用线必须与轴线重合。 （2）压缩指杆件未压弯的情况，不涉及稳定性问题。  讨论：讨论： 判断下列三个构件在 1-2 段内是否单纯属于拉伸与压缩？ 三、拉、压时的应力 1、应力概念 单位截面面积上的内力称为应力。 拉压杆横截面任一点均产生正 应力。 2、应力计算 拉压杆横截面上正应力是均匀分布的。 N  A 规定：拉应力为正；压应力为负。 单位：帕（Pa）或兆帕（MPa） 四、轴向拉压时的变形 绝对变形l为 纵向线应变  l l l  NL EA  E 这两个关系式称为虎克定律。 式中E---材料的弹性模量，MPa。 讨论：讨论： 图示阶梯杆总变形为（） FlFl3Fl （A）0（B） (C) (D) EA2EA2EA 五、拉伸（压缩）时材料的力学性质 材料在外力作用下表现出的变形、 破坏等方面的特性称材料的 力学性能，也称机械性质。 1、低碳钢拉伸时的力学性能 比例极限 p 弹性极限 e 屈服极限 s 强度极限 b 弹性模量E 泊松比  2、铸铁的拉伸性能 特点： 无屈服过程 无塑性变形 无塑性指标 分类： 塑性材料  5% 脆性材料  5% 3、材料在压缩时的力学性能 塑性材料的压缩强度与拉伸强度相当 脆性材料的压缩 脆性材料的压缩强度 远大于拉伸强度 讨论：讨论： 用这三种材料制成同尺寸拉杆，请回答如下问题：  三种材料的应 力 应变曲线如图， 1 2 3  哪种强度最好？ 哪种刚度最好？ 哪种塑性最好？ 六、拉伸与压缩时的强度校核 1、许用应力 塑性材料   脆性材料    s n  b n 2、强度校核  max  N max A （1） 、校核强度 max  （2） 、设计截面 A  N max A N max    （3） 、确定许可载荷N max A   例题分析：例题分析：教材例 3-3 课内练习课内练习：练习册（先练习后总结） 四四、 小结小结 1、拉压概念； 2、拉压内力、应力、强度计算； 3、拉压变形、虎克定律。 五、五、 作业作业 老师自行安排