第1章 轴向拉伸和压缩
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轴向拉伸与压缩教学教案第一章:轴向拉伸与压缩概念介绍教学目标:1. 让学生理解轴向拉伸与压缩的基本概念。
2. 让学生了解轴向拉伸与压缩的物理现象及其在实际中的应用。
教学内容:1. 轴向拉伸与压缩的定义。
2. 轴向拉伸与压缩的物理现象。
3. 轴向拉伸与压缩的应用实例。
教学方法:1. 采用讲授法,讲解轴向拉伸与压缩的基本概念及其物理现象。
2. 通过实物展示或图片,使学生更直观地了解轴向拉伸与压缩的应用实例。
教学评估:1. 通过课堂提问,检查学生对轴向拉伸与压缩概念的理解程度。
2. 通过布置课后作业,让学生巩固所学内容。
第二章:轴向拉伸与压缩的基本理论教学目标:1. 让学生掌握轴向拉伸与压缩的基本理论。
2. 让学生了解轴向拉伸与压缩的计算方法。
教学内容:1. 轴向拉伸与压缩的基本力学原理。
2. 轴向拉伸与压缩的计算方法。
教学方法:1. 采用讲授法,讲解轴向拉伸与压缩的基本力学原理。
2. 通过示例,让学生了解轴向拉伸与压缩的计算方法。
教学评估:1. 通过课堂提问,检查学生对轴向拉伸与压缩基本理论的理解程度。
2. 通过布置课后作业,让学生巩固所学内容。
第三章:轴向拉伸与压缩的实验研究教学目标:1. 让学生了解轴向拉伸与压缩实验的原理。
2. 培养学生进行实验操作和数据处理的能力。
教学内容:1. 轴向拉伸与压缩实验的原理。
2. 轴向拉伸与压缩实验的操作步骤。
3. 实验数据的处理方法。
教学方法:1. 采用实验教学法,让学生亲身体验轴向拉伸与压缩实验。
2. 通过实验操作和数据处理,使学生更好地理解轴向拉伸与压缩的物理现象。
教学评估:1. 通过实验报告,评估学生对轴向拉伸与压缩实验原理的理解程度。
2. 通过实验操作和数据处理的评价,培养学生进行实验的能力。
第四章:轴向拉伸与压缩在工程中的应用教学目标:1. 让学生了解轴向拉伸与压缩在工程中的应用。
2. 培养学生解决实际问题的能力。
教学内容:1. 轴向拉伸与压缩在工程中的应用实例。
第五章 轴向拉伸与压缩一、轴向拉伸与压缩承受拉伸或压缩杆件的外力(或外力的合力)作用线与杆轴线重合,杆件沿杆轴线方向伸长或缩短,这种变形形式称为轴向拉伸或轴向压缩。
这种杆件称为拉压杆。
二、轴力及轴力图杆件在外力作用下将发生变形,同时杆件内部各部分之间产生相互作用力,此相互作用力称为内力。
对于轴向拉压杆,其内力作用线与轴线重合,此内力称为轴力。
轴力拉为正,压为负。
为了表现轴向拉压杆各横截面上轴力的变化情况,工程上常以轴力图表示杆件轴力沿杆长的变化。
三、横截面上的应力根据圣文南原理,在离杆端一定距离之外,横截面上各点的变形是均匀的,各点的应力也应是均匀的,并垂直于横截面,此即为正应力。
设杆的横截面面积为A,则有AF N =σ 工程计算中设定拉应力为正,压应力为负。
四、强度条件工程中为各种材料规定了设计构件时工作应力的最高限度,称为许用应力,用[σ]表示。
轴向拉伸(压缩)强度条件为[]σσ≤=AF N用强度条件可解决工程中三个方面的强度计算问题,即:(1)强度校核;(2)设计截面;(3)确定许可载荷。
五、斜截面上的应力与横截面成θ角的任一斜截面上,通常有正应力和切应力存在,它们与横截面正应力σ的关系为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=θστθσσθθ2sin 2)2cos 1(2 由上式可知,当θ=0°时,正应力最大,即横截面上的正应力是所有截面上正应力中的最大值。
当θ=±45°时,切应力达到极值。
六、拉压变形与胡克定律等值杆受轴向拉力F作用,杆的原长为l ,横截面积为A,变形后杆长由l 变为l +△l ,则杆的轴向伸长为EAFl l =∆ 用内力表示为EAl F l N =∆ 上式为杆件拉伸(压缩)时的胡克定律。
式中的E称为材料的拉伸(压缩)弹性摸量,EA称为抗拉(压)刚度。
用应力与应变表示的胡克定律为σ=Eε在弹性范围内,杆件的横向应变ε‘和轴向应变ε有如下的关系:μεε-='式中的μ称为泊松比。
第一章轴向拉伸和压缩习题一、单项选择题1、构件具有足够的抵抗破坏的能力,我们就说构件具有足够的A、刚度,B、稳定性,C、硬度,D、强度。
2、构件具有足够的抵抗变形的能力,我们就说构件具有足够的A、强度,B、稳定性,C、刚度,D、硬度。
3、单位面积上的内力称之为A、正应力,B、应力,C、拉应力,D、压应力。
4、与截面垂直的应力称之为A、正应力,B、拉应力,C、压应力,D、切应力。
5、轴向拉伸和压缩时,杆件横截面上产生的应力为A、正应力,B、拉应力,C、压应力,D、切应力。
6、胡克定律在下述哪个范围内成立?A、屈服极限,B、比例极限,C、强度极限,D、名义屈服极限。
时,试样将7、当低碳钢试样横截面上的实验应力σ =σsA、完全失去承载能力,B、断裂,C、产生较大变形,D、局部出现颈缩。
8、脆性材料具有以下哪种力学性质?A、试样拉伸过程中出现屈服现象,B、抗冲击性能比塑性材料好,C、若构件开孔造成应力集中现象,对强度没有影响。
D、抗压强度极限比抗拉强度极限大得多。
9、灰铸铁压缩实验时,出现的裂纹A、沿着试样的横截面,B、沿着与试样轴线平行的纵截面,C、裂纹无规律,D、沿着与试样轴线成45。
角的斜截面。
10、横截面都为圆的两个杆,直径分别为d和D ,并且d=0.5D。
两杆横截面上轴力相等两杆横截面上应力之比Ddσσ为 A 、2倍, B 、4倍, C 、8倍, D 、16倍。
二、填空题1、求内力常用的方法是 。
2、轴向拉伸和压缩时,虎克定律的两种表达形式为 ,3、通过低碳钢拉伸试验可知,反映材料抵抗弹性变形能力的指标是 ;反映材料强度的指标是 ;反映材料塑性的指标是 。
4、σ0.2表示材料的 。
5、与截面平行的应力称为 ;与截面垂直的应力称之为 。
6、 钢的弹性模量E=200Gpa ,铝的弹性模量E=71Gpa,试比较在同一应力作用下,哪种材料应变大? 。
7、轴向拉伸和压缩时,杆上所受外力或外力的合力与杆件的轴线 。
材料力学 - 轴向拉伸和压缩材料力学是研究材料性质和行为的学科,包括弹性、塑性、疲劳、断裂等方面。
在材料力学中,轴向拉伸和压缩是重要的力学测试方法。
轴向拉伸测试轴向拉伸测试是材料测试中最常用的测试方法之一。
该测试方法涉及将试验样品拉伸至破裂点,并测量在拉伸过程中的应力和应变。
在这种测试中,试验样品的截面积比长度更重要,因为应力是由试样的横截面积决定的。
实验过程首先,通过切割样品制备试样。
样品应该是长条状,尺寸应该足够大,能够容纳拉伸机的夹具和测量设备。
然后将样品置于拉伸机上,将试样夹具固定在机器的上部,并将另一个夹具固定在机器的下部。
然后将机器调整到适当的测试条件,比如设置测试速度、卸载条件等。
开始拉伸后,由于拉伸过程会导致不均匀应变,需要使用应变计进行应变测量。
最后,测试结果应该包括应力 - 应变曲线和破坏点。
结果解释轴向拉伸测试的结果由两种性质构成:杨氏模量和屈服强度。
杨氏模量衡量材料的弹性变形特性,而屈服强度则衡量材料开始塑性变形的能力。
在拉伸试验中,将出现线性区域,在该区域,样品的杨氏模量可由应力-应变曲线的斜率计算。
当样品的应变超过线性区域后,就会进入塑性区域,此时材料会表现出不可逆的形变特性。
轴向压缩测试轴向压缩测试是一种用于测量材料在压缩负载下的应变和应力的测试方法。
在这种测试中,材料试件放置在压力夹具之间,并受到垂直于试件轴向的载荷。
压缩测试与轴向拉伸测试非常相似,但它们的结果不同。
由于材料的差异,它们所能承受的压缩力和拉伸力也会存在一定的不同。
实验过程样品制备和夹具的选择与轴向拉伸测试类似,但是在拉伸试验机与压缩机之间存在差异。
进行轴向压缩测试时,需要将夹具安装在垂直于轴向的方向上,并将试件放置在夹具内。
与轴向拉伸测试相同,需要记录测试过程中的应变和应力变化。
结果解释与轴向拉伸测试一样,轴向压缩测试的结果也由杨氏模量和屈服强度构成。
杨氏模量是指在材料的弹性变形区域中,材料的应力与应变的比例系数。
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——教案第一章:直杆轴向拉伸与压缩的基本概念1.1 学习目标1. 了解直杆轴向拉伸与压缩的基本概念;2. 掌握直杆轴向拉伸与压缩的变形与应力分析方法。
1.2 教学内容1. 直杆轴向拉伸与压缩的定义;2. 直杆轴向拉伸与压缩的变形与应力分析方法。
1.3 教学活动1. 讲解直杆轴向拉伸与压缩的基本概念;2. 分析直杆轴向拉伸与压缩的变形与应力分析方法。
第二章:直杆轴向拉伸与压缩的变形分析2.1 学习目标1. 了解直杆轴向拉伸与压缩的变形规律;2. 掌握直杆轴向拉伸与压缩的变形分析方法。
2.2 教学内容1. 直杆轴向拉伸与压缩的变形规律;2. 直杆轴向拉伸与压缩的变形分析方法。
2.3 教学活动1. 讲解直杆轴向拉伸与压缩的变形规律;2. 分析直杆轴向拉伸与压缩的变形分析方法。
3.1 学习目标1. 了解直杆轴向拉伸与压缩的应力分布;2. 掌握直杆轴向拉伸与压缩的应力分析方法。
3.2 教学内容1. 直杆轴向拉伸与压缩的应力分布;2. 直杆轴向拉伸与压缩的应力分析方法。
3.3 教学活动1. 讲解直杆轴向拉伸与压缩的应力分布;2. 分析直杆轴向拉伸与压缩的应力分析方法。
第四章:拉伸与压缩时材料的力学性能4.1 学习目标1. 了解拉伸与压缩时材料的力学性能指标;2. 掌握拉伸与压缩时材料的力学性能分析方法。
4.2 教学内容1. 拉伸与压缩时材料的力学性能指标;2. 拉伸与压缩时材料的力学性能分析方法。
4.3 教学活动1. 讲解拉伸与压缩时材料的力学性能指标;2. 分析拉伸与压缩时材料的力学性能分析方法。
第五章:实例分析与应用5.1 学习目标2. 能够应用所学知识解决实际问题。
5.2 教学内容1. 直杆轴向拉伸与压缩的实例分析;2. 应用所学知识解决实际问题。
5.3 教学活动1. 分析直杆轴向拉伸与压缩的实例;2. 解决实际问题,巩固所学知识。
第六章:弹性模量的概念与应用6.1 学习目标1. 理解弹性模量的定义及其物理意义;2. 掌握弹性模量在材料力学中的应用。