工程力學(xué)教案_第1頁(yè)
工程力學(xué)教案_第2頁(yè)
工程力學(xué)教案_第3頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩48頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

工程力學(xué)教案第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)包括靜力學(xué),動(dòng)力學(xué),運(yùn)動(dòng)學(xué)三部分,靜力學(xué)主要研究物體在力系作用下得平衡規(guī)律,靜力學(xué)主要討論以下問(wèn)題:1、物體得受力分析;2、力系得等效、與簡(jiǎn)化;3、力系得平衡問(wèn)題。第1講§1-1靜力學(xué)得基本概念§1-2靜力學(xué)公理【目得與要求】1、使學(xué)生對(duì)靜力學(xué)基本概念有清晰得理解,并掌握靜力學(xué)公理及應(yīng)用范圍。2、會(huì)利用靜力學(xué)靜力學(xué)公理解決實(shí)際問(wèn)題?!局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】1、力、剛體、平衡等概念;2、正確理解靜力學(xué)公理。一、靜力學(xué)得基本概念1、力與力系得概念一)力得概念1)力得定義:力就是物體間得相互作用,這種作用使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或形狀發(fā)生改變。(舉例理解相互作用)2)力得效應(yīng):1外效應(yīng)(運(yùn)動(dòng)效應(yīng)):使物體得運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。(舉例)2內(nèi)效應(yīng)(變形效應(yīng)):使物體得形狀發(fā)生變化。(舉例)力就是定位矢量力得表示:1圖示 2符號(hào):字母+箭頭如:F二)力系得概念工程力學(xué)教案1)定義:作用在物體上得一組力。(舉例)力系得分類(lèi)1按力得得作用線現(xiàn)在空間分布得形式:A匯交力系 b平行力系 c一般力系2按力得得作用線就是否在同一平面內(nèi)A平面力系 B空間力3)等效力系與合力AB2、剛體得概念:定義:在力得作用下保持其大小與形狀不發(fā)生變化。理解:剛體為一力學(xué)模型。3、平衡得概念:1)平衡——物體相對(duì)慣性參考系(如地面)靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng).2)平衡力系——作用在剛體上使物體處于平衡狀態(tài)得力系。3二.靜力學(xué)公里(一)公理一:二力平衡公里作用在剛體上得兩個(gè)力,使剛體保持平衡得必要與充分條件就是:這兩個(gè)力得大小相等,方向相反,且作用在同一直線上。使剛體平衡得充分必要條件F1

F2二力構(gòu)件:在兩個(gè)力作用下處于平衡得物體。(二)公理二加減平衡力系原理在已知力系上加上或減去任意得平衡力系,并工程力學(xué)教案不改變厡力系對(duì)剛體得作用推理1 力得可傳性得作用。作用在剛體上得力就是滑動(dòng)矢量,力得三要素為大小、方向與作用線.(三)公理三作用與反作用定律作用力與反作用力總就是同時(shí)存在,同時(shí)消失,等值、反向、共線,作用在相互作用得兩個(gè)物體上.(四)公理四力得平行四邊形法則FFF1 2 R推理2三力平衡匯交定理作用于剛體上三個(gè)相互平衡 得力若其中兩個(gè)力得作用線匯交 于一點(diǎn)則此三力必在同一平面 內(nèi)且第三個(gè)力得作用線通過(guò)匯交 點(diǎn)。平衡時(shí)F3

F12

共線則三力 必匯交O點(diǎn),且共面.工程力學(xué)教案【小結(jié)】:法;注意作用與反作用公理與二力平衡條件得區(qū)別?!咀鳂I(yè)】第2講 §1-3約束與約束反力【目得與要求】、使學(xué)生對(duì)約束得概念有清晰得理解;、掌握柔性、光滑面、光滑鉸鏈約束得構(gòu)造及約束反力得確定;力得畫(huà)法?!局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】、約束及約束反力得概念。、工程中常見(jiàn)得約束類(lèi)型及約束反力得畫(huà)法。自非自由體:在空間運(yùn)動(dòng),其位移受到某些方面任何限制得物體。主動(dòng)力:約束反力以外得其她力約束 ——對(duì)非自由體某個(gè)方向得移動(dòng)期限制作用得周?chē)矬w約束反力(約束力)——約束對(duì)被約束物體作用得力。約束反力得特點(diǎn)——約束反力得方向總就是與非自由踢被約束所限制得位移方向相反。一、柔索約束1、實(shí)例2、工程力學(xué)教案約束反力得特點(diǎn):(拉力)大小:待定作用點(diǎn);連接點(diǎn)方向:柔索對(duì)物體得約束力沿著柔索背向被約束物體。二、光滑表面約束1、實(shí)例2、約束反力得特點(diǎn)(F)N大?。捍ǚ较颍貉刂佑|面得公法線指向物體內(nèi)部。作用點(diǎn):接觸點(diǎn)三、光滑鉸鏈約束1、固定鉸支座1)實(shí)例2大小:待定作用點(diǎn):鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)中心

(Fx,Fy)直得二分力工程力學(xué)教案2、活動(dòng)鉸支座1)實(shí)例反 力特點(diǎn):大?。捍ǚ较颍捍怪庇谥蚊孀饔命c(diǎn):鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)中心3、中間鉸鏈實(shí)例反力特點(diǎn)大 小:待定。方 向:互相垂直得二分 力。作用點(diǎn):鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)中心。四、光滑球鉸鏈約束(Fx,Fy,Fz)1、實(shí)例2、約束及反 力特點(diǎn)1約束問(wèn)題

當(dāng)忽略摩擦?xí)r,球與球

何移動(dòng).座亦就是光滑約束得空間力、可用三個(gè)正交分力表示.【小結(jié)】

一個(gè)不能預(yù)先確定工程力學(xué)教案、本節(jié)課詳盡地介紹了工程中常見(jiàn)得各種約束構(gòu)造及約束反力得確定。、光滑鉸鏈約束得不同類(lèi)型所具有得特點(diǎn)與區(qū)別就是本節(jié)課得難點(diǎn),、應(yīng)通過(guò)扎實(shí)得練習(xí),熟練掌握工程中常見(jiàn)得各種約束及約束反力得正確畫(huà)法第3講§1-4物體得受力分析 受力圖【目得與要求】地畫(huà)出受力圖、培養(yǎng)學(xué)生能初步將工程實(shí)際問(wèn)題抽象為力學(xué)模型得能力。、初步認(rèn)識(shí)幾種載荷?!局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】、畫(huà)受力圖就是靜力學(xué)問(wèn)題得定性分析,就是解決靜力學(xué)問(wèn)題很重要得環(huán)節(jié)。、單個(gè)物體與簡(jiǎn)單得物體系統(tǒng)(三個(gè)以下物體組成得系統(tǒng))內(nèi)容:在受力圖上應(yīng)畫(huà)出所有力;主動(dòng)力與約束力(被動(dòng)力)一、畫(huà)受力圖步驟:1、取所要研究物體為研究對(duì)象(隔離體)畫(huà)出其簡(jiǎn)圖2、畫(huà)出所有主動(dòng)力3、按約束性質(zhì)畫(huà)出所有約束(被動(dòng))力二、應(yīng)用實(shí)例1、碾子重為P,拉力為F,A、B處光滑接觸,畫(huà)出碾子得受力圖.畫(huà)出約束力2.水平均質(zhì)

究對(duì)象畫(huà)簡(jiǎn)圖 2)畫(huà)出主動(dòng)力 梁AB 重為P1電動(dòng)機(jī)重為P2 不計(jì)桿工程力學(xué)教案CD得自重畫(huà)出桿CD與梁AB 得受圖.圖(a)解:取CD(b)AB梁,其受力圖如圖(c)討論CD桿得受力圖能否畫(huà)為圖(d)所示?若這樣畫(huà),梁AB得受力圖又如何改動(dòng)?3、不計(jì)三鉸拱橋得自重與摩擦,畫(huà)出左、右拱得受力圖與系統(tǒng)整體受力圖.解右拱CB為二力構(gòu)件,其受力圖如圖(b)所示取左拱AC,其受力圖如圖(c)所示工程力學(xué)教案系統(tǒng)整體受力圖如圖(d)所示討論1考慮到左拱三個(gè)力作用下平衡,也可按三力平衡匯交定理畫(huà)出左拱得受力圖,如圖(e)所示此時(shí)整體受力圖如圖(f)所示如何畫(huà)出各受力圖?如圖(g)(h)(i)5梯子、梯子左右兩部分與整個(gè)系統(tǒng)受力圖(a)

水平地面上,畫(huà)出1)繩子受力圖如圖(b)所示 2)梯子左邊部分受力圖如圖(c)所示梯子右邊部分受力圖如圖(d)所示 4)整體受力圖如圖(e)所示提問(wèn): 左右兩部分梯子在A處,繩 子對(duì)左右兩部分梯子均工程力學(xué)教案有力作用,為什么在整體受力圖沒(méi)有畫(huà)出?處理教材中得練習(xí)【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)討論了如何正確得作出受力圖。注意事項(xiàng):)要熟練掌握常見(jiàn)約束得構(gòu)造及約束反力得確定方法;)掌握畫(huà)受力圖得步驟,明確畫(huà)受力圖得重要性、確得受力分析,不只就是學(xué)不好本課程,還會(huì)影響后續(xù)課程得學(xué)習(xí)?!咀鳂I(yè)】第4講§2-1力在軸及平面上得投影 §2-2力系得主目得與要求1、掌握力在坐標(biāo)軸與力在平面上得投影方法。2、正確理解力系主矢得概念重點(diǎn)、難點(diǎn):1、力在坐標(biāo)軸與力在平面上得投影方法就是該部分得重點(diǎn)2、力系主矢就是難點(diǎn)內(nèi)容一。力在坐標(biāo)軸得投影1、平面力系在坐標(biāo)軸得投影力在坐標(biāo)軸上得投影就是代數(shù)量,若投影得FxyF abxFyab (1、2)工程力學(xué)教案1-26FxyF Fcosx F Fsiny

(式1、3)2、空間力系力在坐標(biāo)軸得投影一次投影法xFFcosxFFcos 或yFFcoszF F2F2F2Fx y zFcos xFFcos yF FcosFxy

zF二、力在平面上得投影(空間力系投影關(guān)系)1、在平面得投影Fsin2、在軸上得投影(二次投影法)FFcoszFFxyFF

cosFsincossinFsinsin舉例計(jì)算(略)三.力系得主矢力系得主矢-–力系中各力矢得幾何與。記作: FR

FF1

Fn

Fi工程力學(xué)教案討論 力系得主矢與力系得合力(略)【小結(jié)】1、力在軸上得投影2、力在平面上得投影5§2-3力對(duì)點(diǎn)之距與力對(duì)軸之距§2-4§2-5理【目得與要求】通過(guò)本節(jié)課得學(xué)習(xí):1、掌握力矩得概念,正確理解力對(duì)點(diǎn)、力對(duì)軸得轉(zhuǎn)動(dòng)效果2、熟悉力系得主距及力系得等效定理【重點(diǎn)、難點(diǎn)】1.2、合力距定理得應(yīng)用3、理解力系得主距與等效力系得概念一.力對(duì)點(diǎn)得矩與力對(duì)軸之距1、力對(duì)點(diǎn)之距 合力距定理1)力對(duì)點(diǎn)之距F·dFOFOmF表示,即omFFdo

O點(diǎn)稱(chēng)為力矩中心(簡(jiǎn)稱(chēng)矩心)。內(nèi)力對(duì)點(diǎn)之矩就是一個(gè)代數(shù)量。力對(duì)點(diǎn)之矩有如下特性:FOFF變:⑶力得作用線通過(guò)矩心時(shí),力矩等于零;⑷互成平衡得二力對(duì)同一點(diǎn)之矩得代數(shù)與等于零。作用于物體上得力可以對(duì)任意點(diǎn)取矩。2)合力距定理合力距定理:合力對(duì)某點(diǎn)得距等于各力對(duì)于該點(diǎn)得距得代數(shù)與。舉例計(jì)算(略)工程力學(xué)教案2力對(duì)軸之距力使物體繞某軸轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)得度量稱(chēng)為力對(duì)軸得距。力對(duì)軸得距就是一個(gè)代數(shù)量,等于力在垂直于該軸得平面內(nèi)得投影對(duì)該軸與此平面得交點(diǎn)之距。記作M M F hxy o xy xy力對(duì)軸為零得情況;1) 力與軸平行時(shí);2)3、力對(duì)點(diǎn)得矩與力對(duì)軸之距得關(guān)系力對(duì)點(diǎn)得距矢在通過(guò)該點(diǎn)得軸上得投影等于此力對(duì)該軸得距,該關(guān)系稱(chēng)為力矩關(guān)系定理。M

F

M Fo即M oo

xy

M FxyxMo

Fz

M Fz舉例計(jì)算(略)二、力系得主距力系中各力對(duì)同一點(diǎn)得距得幾何與稱(chēng)為力系對(duì)該點(diǎn)得主距。M rFr

rFrFM FMO 1 1 2 2

n n i i O i Oi將上述矢量式向直角坐標(biāo)軸投影,便得M rFMox i ix ixioyM rF Mioy iy iyM rF Moz i iz iz三.力系得等效定理【小結(jié)】:、力對(duì)點(diǎn)之距與力對(duì)軸之距、力系得主距3、合力距定理得應(yīng)用工程力學(xué)教案4、力系得等效定理內(nèi)容:匯交力系與力偶系第6講§3-1匯交力系得合成【目得與要求】1、掌握匯交力系合成方法2、能深刻理解平面力偶及力偶矩得概念,3、明確力偶得基本性質(zhì)及等效條件?!局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】1、匯交力系合成得方法2、力偶及其基本性質(zhì)、力偶得等效條件;一。匯交力系得合成※概念:匯交力系 平面匯交力系 空間匯交力1、幾何法F FF1 2

F F FR2 R1 R3

F3i3i1

3FFF

F F F F

2 R

R1 R

ii1

n FF FR

F Fi ii1工程力學(xué)教案矢相同,即等于各分力得矢量與。2.解析法

F

F

FRx平衡條件解析式FRy

Rx x1 x2FF F Ry y1 y2

xnF Fxyn yxF FRz Rz

F F z1 z2

F Fzn zF F F FR Rx Ry Rz (Fx

)2(Fy

)2(F)2zF FCos(FR,i)=

X FR

X Cos((FR,K)= XF FR R3、2匯交力系得平衡根據(jù)力系平衡得充要條件可得:匯交力系得平衡得條件為:主矢為零。即F 0R平面匯交力系平衡方程 F0xF 0xy例3-3如圖,已知G=100N,求斜面與繩子得約束力取 小球?yàn)檠?究 對(duì)象, 畫(huà)受力圖并 建立坐標(biāo)系如圖;列 平衡方程Fx0:F

Gsin300

F 50NT TFy0:FNb)7§3-3

Gcos3000

F 86.6NN工程力學(xué)教案【目得與要求】1、能深刻理解平面力偶及力偶矩得概念,2、明確平面力偶系得合成條件與平衡條件得應(yīng)用?!局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】、力偶及其基本性質(zhì)、力偶得等效條件;、平面力偶系得平衡條件及其應(yīng)用。3、3力偶系一、力偶力偶距矢力偶得等效1、力偶:定義:偶。力偶得表示法書(shū)面表示(F,F(xiàn)’)力偶矩大小正負(fù)規(guī)定:逆時(shí)針為正單位量綱:牛米[N、m]或千牛米[kN、力偶得三要素2力偶得基本性質(zhì)力偶無(wú)合力數(shù)與,等于該力偶得力偶矩(保持轉(zhuǎn)向與力偶矩不變)(保持轉(zhuǎn)向與力偶矩不變)力偶得等效平面力偶系1力偶系得力偶距矢為零。2平面力偶系平衡方程 Mo(F)0【小結(jié)】本節(jié)課主要介紹了:、力矩得概念與力對(duì)點(diǎn)之矩得計(jì)算;工程力學(xué)教案、平面力偶系中力偶得概念及其基本性質(zhì);4、應(yīng)熟練掌握由平面力偶系得平衡條件解平面力偶系得平衡問(wèn)題、【作業(yè)】?jī)?nèi)容:第四章平面一般力系第8講 §4-1平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化、平面任意力系簡(jiǎn)化結(jié)果得分目得與要求、掌握力得平移定理及其應(yīng)用學(xué)會(huì)應(yīng)用解析法求主矢與主矩確定合力得作用線位置重點(diǎn)、難點(diǎn):、力得平移定理、主矢與主矩得概念、平面任意力系向作用面內(nèi)簡(jiǎn)化、簡(jiǎn)化結(jié)果得討論,合力大小、方向、作用線位置得確定4、1力得平移定理力偶距等于原力對(duì)移動(dòng)點(diǎn)得距。4、2平面任意力系得簡(jiǎn)化工程力學(xué)教案將圖3-5-2所示平面匯交力系與平面力偶系合成,得:F1、主矢:F'R

Fn主矩MO

MO

Fn如圖3-5-3主矢FR’與主矩MoF’≠0

2、固定端得約束反力RMo=0

性質(zhì)特點(diǎn):限制了平面內(nèi)可能得運(yùn)動(dòng)(移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)一反力偶。小F’=0 本RMo≠0RF’≠0RMo≠0

節(jié)課主要介紹了:就是該節(jié)課得重點(diǎn)也就是本章得重點(diǎn)。、通過(guò)本節(jié)課得學(xué)習(xí)應(yīng)明確:1)主矢與簡(jiǎn)化中心位置無(wú)關(guān),主矢不就是原力系得合力2主矩與簡(jiǎn)化工程力學(xué)教案3、能熟練計(jì)算力系得合力得大小、方作用線位置?!?-2平面任意力系得平衡條件及其應(yīng)目得與要求衡條件及平衡方程得三種形式重點(diǎn)、難點(diǎn):平面任意力系得平衡條件平衡條件主矢為零:FR’=0

F0主矩為零:Mo=0 即平衡方程

x F 0二距式方程 三距式方y(tǒng) 程F0例 x

(F)0Mo o

)0解題步驟:

M (F)0A M (F)0B

MB MC

(F)0)0受力圖建立直角坐標(biāo)系列平衡方程并求解F=15kN,M=3kN、m,A、B解1、畫(huà)受力 圖,并建立坐標(biāo)系2、列方程舉例:

M (F)0A

F 0已y已知 F3F2M0B

F F F0Ay BF (3215)/3B

F FFAy

4kNFp=519、6N,MO工程力學(xué)教案小結(jié):本節(jié)課主要介紹了:、平面任意力系得平衡方程。、用平衡條件求解單個(gè)物體得平衡。就是本章得重點(diǎn),應(yīng)熟練掌握其解題方法作業(yè)第9講 §4-2平面任意力系得平衡條件及其應(yīng)(二目得與要求、理解并掌握平面平行力系得平衡條件及平衡方程得兩種形式重點(diǎn)、難點(diǎn):、平面平行力系得平衡條件、平衡條件在工程實(shí)際問(wèn)題中得應(yīng)用4、2、2平面平行力系得平衡方程平行力系得平衡條件:主矢為零,主距為零。Fx0

)02、平衡方程

Mo(F)

AM (F)0B工程力學(xué)教案例3-7 已知:不計(jì)物體自重與系統(tǒng)在圖示位置平求:力偶矩MOAB得側(cè)壓力、解: 取沖頭B,畫(huà)受力圖、 F 0 FFiy

cos 0解得F F B cos

Fll2 R2§3-3靜定與靜不定問(wèn)題得概念物體系統(tǒng)得平衡目得與要求、理解靜定與靜不定問(wèn)題得概念、理解并掌握平面平行力系得平衡條件及平衡方程得兩種形式重點(diǎn)、難點(diǎn):、靜不定得概念、物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題及解題方法工程力學(xué)教案已知:求:鉸鏈A與DC桿受力、(用平面任意力系方法求解)解:取AB梁,畫(huà)受力圖、F F0Fx

Fcos450 0c F y

F FAy

sin 450 F 0 M 0 Fcos450lF2l0AyA cAy F28.28 FC

10kN小結(jié):本節(jié)課主要介紹了:、平面任意力系得平衡方程及其應(yīng)用。、平面任意力系與特殊情況-平面平行力系得平衡方程及應(yīng)用。3、對(duì)由實(shí)際工程經(jīng)抽象簡(jiǎn)化后得力學(xué)問(wèn)題應(yīng)先鑒定它就是靜定還就是靜不定問(wèn)題。4、掌握物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題得解題方法,理解可解條件及其確定方法。工程力學(xué)教案第10講 摩目得與要求、能區(qū)分滑動(dòng)摩擦力與極限摩擦力,對(duì)滑動(dòng)摩擦定律有清晰得理解。、理解摩擦角得概念與自鎖現(xiàn)象重點(diǎn)、難點(diǎn):、滑動(dòng)摩擦力與最大得靜滑動(dòng)摩擦力、擦角得概念與自鎖現(xiàn)象、平衡得臨界狀態(tài)與平衡范圍、用解析法求解有摩擦力存在得平衡問(wèn)題 摩擦滾動(dòng)摩擦 干摩擦摩擦濕摩擦

工程力學(xué)教案滑動(dòng)摩擦

FF

FFsTT ssTx靜滑動(dòng)摩擦力得特點(diǎn)1方向:沿接觸處得公與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)反向;2大小:

0F Fs max3FfF3maxs

(庫(kù)侖摩擦定律)動(dòng)滑動(dòng)摩擦得特點(diǎn):方向沿接觸處得公切線,與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)反向;大: FdfdFNfd fs (對(duì)多數(shù)材料,通常情況下)工程力學(xué)教案摩擦角與自鎖現(xiàn)象物體處于臨界平衡狀態(tài)時(shí),全約束力與法線間得夾角.摩擦角tan

Fmax

fs

FN fsf F FN N全約束力與法線間得夾角得f2考慮摩擦力得平衡問(wèn)題小結(jié):工程力學(xué)教案0《F《FmaxF1F=Fmax=fN,作為補(bǔ)充方程求解平衡范圍得極值1、以F《fN作業(yè)第12講 第6章空間力系§6-1力在空間直角坐標(biāo)軸上得投影§6-2重心目得與要求1、能熟練掌握空間力簡(jiǎn)化及平衡重點(diǎn)、難點(diǎn):§6–1空間一般力系當(dāng)F0,M

0 最后結(jié)果為一個(gè)合力、R O合力作用點(diǎn)過(guò)簡(jiǎn)化中心、 M最后結(jié)果為一合力、合力作用線距簡(jiǎn)化中心為 OR§6–2空間任意力系得平衡方程空間任意力系平衡得充要條件:該力系得主矢、主矩分別為零、1、空間任意力系得平衡方程x y x y

(4–12)x y z力系得平方程–F–z

Mx

M0 (413)y工程力學(xué)教案再對(duì)x軸用合力矩定理PzC

Pz1

Pz2

....Pzn

Pzi i Pzz i C P則計(jì)算重心坐標(biāo)得公式為Px

P

Pzx i C P

i C P

i C P

(414)對(duì)均質(zhì)物體,均質(zhì)板狀物體,有x y zx i i y

i i z i iC P C P C PAx Ay Azx ii y ii z i

稱(chēng)為重心或形心公式C A C A C A工程力學(xué)教案確定重心得懸掛法與稱(chēng)重法(1)懸掛法圖a中左右兩部分得重量就是否一定相等?工程力學(xué)教案例,已知物 重 P,求:桿受力及繩拉解:畫(huà)受力圖如圖,列平衡方程Fx0Fsin45 F1

sin45 0 F 0 F0z yFA 1 2Fcos30P01 2 A結(jié)果: FF3.N

8.N1 2 A小結(jié):本節(jié)課主要介紹了:1、空間力沿空間直角坐標(biāo)得平衡2、能熟練運(yùn)用組合法、負(fù)面積法求物體得重心作業(yè)第13講 笫7章軸向拉伸與壓縮工程力學(xué)教案內(nèi)容:材料力學(xué)引言軸向拉伸與壓縮得概念軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上得內(nèi)力—軸力目得與要求:理解構(gòu)件強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性得概念;了解材料力學(xué)得任務(wù)、研究對(duì)象、重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):拉(壓)桿橫截面上得軸力。引言:1123穩(wěn)定性在保證滿(mǎn)足強(qiáng)、剛度、穩(wěn)定性得前提下以最經(jīng)濟(jì)得代價(jià),為構(gòu)件選材、確定合理得形狀與尺寸,為設(shè)計(jì)構(gòu)件提供必要得理論基礎(chǔ)與計(jì)算方法。2、材料力學(xué)得基本假設(shè):1連續(xù)性假設(shè)2均勻性假設(shè)3各向同性假設(shè) 4微小變形假設(shè)5完全彈性假設(shè)3、桿件基本變形1拉壓2剪切3彎曲 4扭轉(zhuǎn) 5組合變形軸向拉伸與概念實(shí)例

壓縮得概念工程力學(xué)教案基本變形—(軸向)拉伸、壓縮載荷特點(diǎn):受軸向力作用變形特點(diǎn):各橫截面沿軸向做平動(dòng)N內(nèi)力特點(diǎn):內(nèi)力方向沿軸向,簡(jiǎn)稱(chēng)軸力FN

F=PN軸力正負(fù)規(guī)定:軸力與截面法向相同為正截面法 軸力 軸力一、截面上得內(nèi)力二、三、軸力與軸力圖1桿件橫截面上得內(nèi)力得合力成為軸力,規(guī)定:離開(kāi)截面(受拉)為正,指向截面(壓)為負(fù)。2小結(jié):、強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性得概念;工程力學(xué)教案、材料力學(xué)得任務(wù)、變形固體得變形性質(zhì)及基本假設(shè);、桿件變形得四種基本形式;、軸向拉伸與壓縮得概念;、內(nèi)力、截面法、軸力圖得概念;作業(yè):第14講內(nèi)容:§7-3、軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上得應(yīng)力§7-4目得與要求:重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):拉(壓)桿橫截面上得正應(yīng)力;胡克定律,拉(壓)桿得變形計(jì)算?!?-3、軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上得應(yīng)力一、應(yīng)力得概念工程力學(xué)教案2、橫截面上得正應(yīng)力1(略)2應(yīng)用舉例(參照教材P113頁(yè)例7-3 7-4)3、斜截面上得應(yīng)力將斜截面上的應(yīng)力P可分解為正應(yīng)力

和切應(yīng)力即 P

cos

cos2 P

sin

cossin2

sin

討論、

0;450時(shí),

、 2 2900時(shí), 、 0. §7-4、軸向拉伸與壓縮時(shí)得變形,胡克定律工程力學(xué)教案一.變形、應(yīng)變應(yīng)變 單元原棱長(zhǎng)為為絕對(duì)伸長(zhǎng)量其相伸長(zhǎng)△u/△x得極限稱(chēng)為沿x方向得正應(yīng)△u即ε =li△x x→∞△x△、 點(diǎn)得橫向移使得直線產(chǎn)生轉(zhuǎn)角γ,轉(zhuǎn)角γ切應(yīng)變?chǔ)?aa’γ= oa

=aa’△x二、胡克定律 存在線性關(guān)系,即:σ=Εε稱(chēng)為胡克定律,E為彈性模量,常用單位:Gpa(吉帕) 應(yīng)變也存在線性關(guān)系即:τ=Εγ此為剪切胡克定律,G為切變模量,常用單位:GPa工程力學(xué)教案E胡克定律另一種表達(dá);其中E為彈性模量,為縱向線應(yīng)變3、橫向線應(yīng)變、泊松比11bbb1b b拉伸時(shí),0,0;壓縮時(shí),0,0。2泊松比4、應(yīng)用舉例(略)小結(jié):、正應(yīng)力計(jì)算公式;作業(yè):P138頁(yè) 7-6 7-8第15講內(nèi)容:§7-5、材料在拉伸與壓縮時(shí)得力學(xué)性能§7-6目得與要求:重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):材料得力學(xué)性能,強(qiáng)度計(jì)算。難點(diǎn):強(qiáng)度條件§7-5、材料在拉伸與壓縮時(shí)得力學(xué)性能一、拉伸試驗(yàn)工程力學(xué)教案1、試樣:1圓形試樣矩形截面試樣21低碳鋼變形階段:A彈性階段BCD局部變形階段2其

她材料(略)鑄鐵通常近似認(rèn)為符合胡克定律。其抗拉強(qiáng)度σb就是衡量自身強(qiáng)度得唯一指標(biāo)。3材料得塑性指標(biāo)1 ll伸長(zhǎng)率1l 1002 ll斷面收縮率1l 100冷作硬化現(xiàn)象材料在壓縮時(shí)得力學(xué)性能§7-6、軸向拉壓時(shí)得強(qiáng)度計(jì)算工程力學(xué)教案一、極限應(yīng)力、許用應(yīng)力、安全系數(shù)1、極限應(yīng)力2、許用應(yīng)力3、安全系數(shù)n二、強(qiáng)度條件:

F NAN三、強(qiáng)度計(jì)算得三類(lèi)問(wèn)題1,強(qiáng)度校核2,許用載荷得確定3,四、應(yīng)用實(shí)例參照教材P126—127頁(yè)例7-7 小結(jié):、低碳鋼拉伸時(shí)得力學(xué)性能;、低碳鋼壓縮時(shí)得力學(xué)性能;、鑄鐵拉伸時(shí)得力學(xué)性能;作業(yè):P139頁(yè):7-12 7-13 7-14第16講內(nèi)容:§7-7、拉伸與壓縮靜不定問(wèn)題簡(jiǎn)介§7-8、應(yīng)力集中得概念目得與要求:了解應(yīng)力集中得概念;了解拉伸與壓縮靜不定問(wèn)題。重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):工程力學(xué)教案難點(diǎn):拉伸與壓縮靜不定問(wèn)題§7-7、拉伸與壓縮靜不定問(wèn)題簡(jiǎn)介一、靜不定問(wèn)題得概念二、求解靜不定問(wèn)題得方法方法:根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件補(bǔ)足方程。步驟:1、列靜力學(xué)平衡方程2、由變形幾何關(guān)系列變形協(xié)調(diào)方程3、利用物理關(guān)系補(bǔ)足方程4、將補(bǔ)足方程與靜力學(xué)方程聯(lián)立求解。舉例應(yīng)用(略)三、裝配應(yīng)力四、溫度應(yīng)力§7-8、應(yīng)力集中得概念(略)小結(jié):、應(yīng)力集中得概念;作業(yè):P139頁(yè) 7-11 7-19笫8章 剪切與擠壓第17講內(nèi)容:§8-1、剪切得概念§8-2、剪切得實(shí)用計(jì)算§8-3、切應(yīng)變,剪切胡克定律目得與要求:工程力學(xué)教案重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):剪切得概念;剪切得強(qiáng)度條件及其實(shí)用計(jì)算。81。1剪切得概念工程上常用于聯(lián)結(jié)構(gòu)件得螺栓、鉚釘、銷(xiāo)釘與鍵等稱(chēng)為聯(lián)結(jié)件常見(jiàn)聯(lián)結(jié)件得失效形式:剪切與擠壓連接件得假定計(jì)算:假定應(yīng)力就是均勻分布在剪切面與積壓面上得大小相反作用線很近。就是桿件兩部分沿中間截面在作用力方向上發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。計(jì)算實(shí)例假定:切應(yīng)力均勻分布在剪切面上

得受力特點(diǎn):作用在桿件且與軸線垂直得外力合力擠壓強(qiáng)度條件舉例工程力學(xué)教案擠壓得假定計(jì)算有效積壓面面積擠壓應(yīng)力bcc Abc擠壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

擠壓接觸面為平面擠壓接觸面為曲面F bc [ ]c A cbc小結(jié):1、剪切得受力特點(diǎn)與變形特點(diǎn); 2、剪切得強(qiáng)度條件;3、剪切胡克定律。作業(yè):P150頁(yè) 8-2 8-5第18講 笫9章圓軸得扭轉(zhuǎn)§9-1、扭轉(zhuǎn)得概念§9-2、扭矩,扭矩圖目得與要求:明確扭轉(zhuǎn)構(gòu)件得受力特點(diǎn)與變形特點(diǎn),會(huì)判別工程實(shí)際中得受扭構(gòu)件并畫(huà)出其計(jì)算簡(jiǎn)圖;能熟練掌握外力偶矩、扭矩得計(jì)算與繪制扭矩圖。工程力學(xué)教案重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):扭矩得計(jì)算;扭矩圖得繪制?!?-1一、實(shí)例二、1、受力特點(diǎn):桿件兩端分別作用大小相得兩個(gè)力偶得作用。2、變形特點(diǎn):橫截面繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)§9-2、扭矩,扭矩圖一、外力偶距得計(jì)算P 95503e n二、扭矩及扭矩圖1、內(nèi)力:作用面與橫截面重合得一個(gè)力偶,稱(chēng)為扭矩T2、內(nèi)力得求解——截面法:扭矩圖;--仿照軸力圖得畫(huà)法,畫(huà)出扭矩沿軸線得變化,就就是扭矩圖。APA=36kWCDPD=14kWn=300r/min、試畫(huà)出傳動(dòng)軸得扭矩圖按二er33按3扭截轉(zhuǎn)變形后各3、33,1、扭轉(zhuǎn)得概念;、扭矩得概念及計(jì)算規(guī)則;、扭矩圖得繪制。作業(yè):P128頁(yè)9-3、4第19講 §9-3純剪切剪切胡克定律一、純剪切工程力學(xué)教案1、單元體——用相鄰兩橫截面、兩縱向截面及軸表面平行得兩圓弧面,從扭轉(zhuǎn)變形得桿內(nèi)截出一微分六面體。有單元體得平衡條件可得:兩平面內(nèi)切應(yīng)力等值反向,形成一對(duì)力偶。2任何應(yīng)力得剪切。二、切應(yīng)力互等定理根據(jù)單元體得平衡方程可得出結(jié)論:在互相垂直得兩個(gè)平面上,切應(yīng)力必然成對(duì)存在;兩者都垂直于等定理。三、胡克定理當(dāng)切應(yīng)力不超過(guò)剪切比例極限時(shí),切應(yīng)力余切應(yīng)變成正比。即G、§9-4一、園軸扭轉(zhuǎn)時(shí)得應(yīng)力1、變形幾何關(guān)系1截面之間只就是繞軸線做剛性轉(zhuǎn)動(dòng)。R

2角度改變量為 tan

CCRdAC dx3到圓心距離為處de切應(yīng)變

ddx2、物理關(guān)系

G

工程力學(xué)教案Gddx3、靜力學(xué)關(guān)系d橫截面上得扭矩為T(mén)dAG d

2dAA dx A其中I 2dA 稱(chēng)為極慣性矩。A4、應(yīng)力計(jì)算

T

W I , T I I

max W 其中W

I 稱(chēng)為扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)二、極慣性矩與扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)I1、圓形截面

D432W D3 162、空心截面園軸

D 4I 1 4 32D3 W 14 16三、強(qiáng)度條件與剛度條件T1、強(qiáng)度條件 W

強(qiáng)度計(jì)算得三類(lèi)問(wèn)題1強(qiáng)度校核2許可載荷得確定 3截尺寸得確定。2、剛度條件

max

T maxGI

180

工程力學(xué)教案小結(jié):、切應(yīng)力計(jì)算公式,橫截面上切應(yīng)力得分布規(guī)律;、扭轉(zhuǎn)角計(jì)算公式;作業(yè)P1649-10、13第20講 笫10章彎曲內(nèi)力內(nèi)容:§10-1、平面彎曲得概念§10-2梁得計(jì)算簡(jiǎn)圖§10-3 目得與要求:算簡(jiǎn)圖;掌握剪力與彎矩得計(jì)算。重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):平面彎曲得受力特點(diǎn)與變形特點(diǎn),剪力與彎矩得計(jì)算?!?0-1、平面彎曲得概念一、實(shí)例二、概念、1、縱向?qū)ΨQ(chēng)軸2、縱向?qū)ΨQ(chēng)面§10-2一、支承得簡(jiǎn)化1、固定端 2、固定鉸支座 3活動(dòng)鉸支二、梁得分類(lèi)1、簡(jiǎn)支梁2、外伸梁工程力學(xué)教案3、懸臂梁§10-3 一、內(nèi)力分析存在于橫截面上得內(nèi)力為剪力與彎矩。 其求方法與求拉壓變形得軸力扭轉(zhuǎn)變形得扭矩樣,也使用截面法。基本要領(lǐng):截、留、代、平二、用截面法求內(nèi)力符號(hào)得規(guī)定

時(shí)橫截面上得內(nèi)力—剪力與彎矩十剪矩六字口訣:左上右下,為正。三、應(yīng)用實(shí)例教材中P173頁(yè)例10-1、2小結(jié)作業(yè)P183頁(yè)10-2 a、 c、 g、10-3 c、e、 g、21§10-4一、剪力方程與彎矩方程1.剪力方程——2、彎矩方程-——二、求解實(shí)例教材P175頁(yè)例10-3、4、5、6、7§10-5一、彎矩、剪力與載荷集度之間得關(guān)系經(jīng)分析:有以下關(guān)系1

qx

dFxs

2

x

dxdx s dx即qx

工程力學(xué)教案 dFx ddx d2 S dx dx dx dx2數(shù),等于該處彎矩得二階導(dǎo)數(shù)。二、推論1、彎矩圖、剪力圖曲線得斜率分別與載荷得集度一一對(duì)應(yīng)。2、在集中力作用處,剪力有突變,其突變量等于集中力得數(shù)值,且剪力圖上數(shù)值得變化方向與集中力得方向一致。在集中力作用處,彎矩圖得斜率有突變,彎矩圖出現(xiàn)尖角,發(fā)生轉(zhuǎn)折。3、在集中偶力作用處,剪力無(wú)突變,彎矩有突變,其突變量等于集中力偶得距數(shù)值,且集中力偶距順時(shí)針?lè)较颍瑥澗伢E升、反之驟降。4Fs

x0處。彎矩取極值、四、舉例計(jì)算(略)小結(jié)1、剪力方程與彎矩方程;、剪力、彎矩與載荷集度得關(guān)系;、剪力圖與彎矩圖得作圖規(guī)律。作業(yè)P185頁(yè)10-3a、d、e第22講笫11章彎曲應(yīng)力§11-1梁彎曲時(shí)橫截面上得正應(yīng)力目得與要求:了解純彎曲與橫力彎曲得區(qū)別,理解中性層與中性軸得概念,了解慣性矩與抗彎截面系數(shù)得物理意義并掌握其計(jì)算;熟練掌握梁橫截面上正應(yīng)力分布規(guī)律、正應(yīng)力計(jì)算公式。重點(diǎn)、難點(diǎn):重點(diǎn):中性層與中性軸得概念;慣性矩與抗彎截面系數(shù)得計(jì)算;彎曲正應(yīng)力計(jì)算。一、梁得純彎曲1純彎曲——只存在彎矩而沒(méi)有剪力得彎曲工程力學(xué)教案2橫力彎曲——又剪力與彎矩得彎曲二、正應(yīng)力得分布規(guī)律1、變形得幾何關(guān)系1旋轉(zhuǎn)一角度。2中性層、中性軸得概念3變形特點(diǎn):對(duì)如圖變形中性層以上縮短,即上部受壓;中性層以下伸長(zhǎng),即下部受拉4縱向線應(yīng)變系系

b'b'dx (y)dd y2物理關(guān)EEy

dx d 3靜力學(xué)關(guān)系1正應(yīng)力分布2正應(yīng)力公式

yIy nax max I

I Wy Znax慣性矩工程力學(xué)教案1任意形狀截面I y2dAAI2矩形截面梁

bh312bh26W63

d4I 64d3W 32三舉例計(jì)算小結(jié):、純彎曲與橫力彎曲得概念;、慣性矩與抗彎截面系數(shù)得計(jì)算公式;作業(yè):P199頁(yè)11-2、6、8第23講 §11-2橫力彎曲就是橫截面上得正應(yīng)力§11-3彎曲切應(yīng)力及強(qiáng)度條件一.橫力彎曲橫截面上得正應(yīng)力公式 y max max

IIymax

W max 其中W

Imax I

Z ymaxZ二、彎曲正應(yīng)力得強(qiáng)度條件三、彎曲切應(yīng)力簡(jiǎn)介

max

maxWZ工程力學(xué)教案1、橫截面上得切應(yīng)力:基本假設(shè)1橫截面上任意點(diǎn)得切應(yīng)力方向均與剪力F 方向平行S離中性軸最遠(yuǎn)處切應(yīng)力最大、3距離中性軸等遠(yuǎn)處切應(yīng)力大小相等。

2距2、橫截面上任意點(diǎn)切應(yīng)力計(jì)算公式F* SSF*Ib

其中S

*表示靜距,b表示截面寬度3、其她截面形狀得切應(yīng)力1

sFmax AF2圓形

4Fsmax 3 AFs3

max

2FsAs四、切應(yīng)力得強(qiáng)度條件

max六、舉例計(jì)算(略)小結(jié)作業(yè)P201頁(yè) 11-10、1124一、本部分內(nèi)容歸納小結(jié)

yI1理關(guān)系、靜力學(xué)關(guān)系三個(gè)方面得方程來(lái)解決。

max

maxWZFS*sIb2一般來(lái)說(shuō)梁得橫截面上同時(shí)存在正應(yīng)力與切應(yīng)力,膽量得強(qiáng)度往往由正應(yīng)力來(lái)控制彎曲正應(yīng)力得大小沿截面得

工程力學(xué)教案高度呈線性變化,沿截面得中性軸上為零,上、下邊沿處為最大。其計(jì)算公式y(tǒng)I及強(qiáng)度條件分別為 。max

maxWZ3、在某些情況下如果梁得跨度短或者截面窄且高,就有必要進(jìn)行彎曲切應(yīng)力得強(qiáng)度校核。矩形截面梁時(shí)得切應(yīng)力計(jì)算公式:

FS*s 彎Ib曲切應(yīng)力得強(qiáng)度條件為

、max4、慣性矩與抗彎截面系數(shù)就是梁彎曲變形計(jì)算得重要得界面幾何性質(zhì),掌握它們得特性,有助于選擇合理得截面形狀。二舉例計(jì)算1簡(jiǎn)支梁如左圖,已知a、q、M=qa2;求梁得內(nèi)力。解:1)求得A、B處反力FAY,FBY2F1-1

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論