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项⽬⼆直杆的基本变形讲解项⽬⼆直杆的基本变形任务⼀轴向拉伸与压缩计算【学习⽬标】1. 了解机械零件的承载能⼒及其基本要求2. 理解直杆轴向拉伸与压缩的概念，会计算内⼒、应⼒3. 了解低碳钢、铸铁拉伸和压缩时的⼒学性能及其应⽤4. 掌握直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算【重点、考点】1. 直杆轴向拉伸与压缩的变形特点，内⼒、应⼒的计算2. 直杆轴向拉伸与压缩时的强度条件，应⽤强度条件解决⽣产实际问题⼀、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. 拉伸试验时，试样拉断前能承受的最⼤应⼒称为材料的（）。
A、屈服极限B、强度极限C、弹性极限D、疲劳极限时，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. 脆性材料具有以下的（）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。
11. 同⼀种材料制成的阶梯杆，欲使σ1=σ2，则两杆直经d 1和d 2的关系为（）。
直杆的基本变形
1、 轴向拉伸与压缩
拉伸： 在轴向力大作用下，杠杆产生伸长变形 压缩： 在轴向力大作用下，杠杆产生缩短变形
受力特点：沿杆件轴向作用一对等值、反向的拉力或
压力
变形特点：杆件沿轴向伸长或者缩短。
公式：
Fn 表示横截面轴力 A 表示横截面积
2、 剪切 剪切：杆件受到一定垂直于杆轴方向的大小相等、方
向相反、作用线相距很近大外力作用做引起大变形。
受力特点：截面两侧受一对等值、反向、作用线相近
的横向力
变形特点：截面沿着力的作用方向很对错动。
3、 扭转
扭转：直杆在两端受到作用于杆断面的大小相等方向
想法大力矩（扭矩）作用，则发生扭转。
受力特点：在很截面内作用一对等值、方向的力偶 N F A σ=
变形特点：轴表面的纵线变成螺旋线。
4、弯曲
弯曲：杆件在垂直于其轴线的载荷作用下，使原为直线大轴线变成曲线的变形
受力特点：受垂直于梁轴线的外力或在轴线平面内作用的力偶
变形特点：使梁的轴线由直变弯。
《杆件的四种基本变形及组合变形、直杆轴向拉、压横截面上的内力》教学设计课题 3.1杆件四种基本变形及组合变形教学时间2课时教学目标知识与技能认识杆件的基本变形和组合变形；过程与方法通过分析工程实例、生活实例中的受力及变形掌握杆件的基本变形的受力及变形特点；情感、态度、价值观通过分析工程结构中的受力及变形并口头描述，培养归纳、总结、语言表达的能力；教学重点1、杆件的基本变形受力特点、变形特点；教学难点1、杆件力学模型的理解2、杆件四种基本变形的区分教学内容及其过程学生活动教师导学一、引入手拉弹簧弹簧会发生什么变化？小朋友双臂吊在单杠上，人双手撑地倒立起来，胳膊都有什么样的感觉，胳膊的形状有改变吗？二、导学提纲3.1杆件四种基本变形及组合变形1.杆件是指其纵向长度远大于横向尺寸的构件，轴线是直线的杆件称为直杆。
2. 轴向拉伸和压缩受力特点是直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等、方向相反的力；变形特点是在外力作用下产生杆轴线方向的伸长或缩短。
3. 产生轴向拉伸变形的杆件，其当作用力背离杆端时，作用力是拉力（图a）；产生轴向压缩变形的杆件，其作用力指向杆端，作用力是压力，（图b）。
4. 剪切变形的受力特点是作用在构件上的横向外力大小相等、方向相反、作用线平行且距离很近。
5. 剪切变形的变形特点是介于两横向力之间的各截面沿外力作用方向发生相对错动。
6. 剪切面是指两横向力之间的横截面，破坏常在剪切面上发生。
7. 扭转变形的受力特点：在垂直于杆轴线的平面内，作用有大小相等、转向相反的一对力偶。
8. 扭转变形的变形特点：各横截面绕杆轴线发生让同学来回答弹簧、胳膊的受力和形状改变。
1、自主学习自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点或无法解决的问题，为交流作准备。
2、组内交流在小组长的组织下，有序开展交流与探讨，共通过引导学生回答问题，引出物体在力的作用下变形是客观存在的，进入课题。
当有学生问到，或对有兴趣的学生可适当介绍如下关系：1、布置前置作业课前精心预设前置作业，（由导学提纲、探究与感悟组成）组织学生自主学习。
项目二直杆的基本变形任务一轴向拉伸与压缩计算【学习目标】1. 了解机械零件的承载能力及其基本要求2. 理解直杆轴向拉伸与压缩的概念，会计算内力、应力3. 了解低碳钢、铸铁拉伸和压缩时的力学性能及其应用4. 掌握直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算【重点、考点】1. 直杆轴向拉伸与压缩的变形特点，内力、应力的计算2. 直杆轴向拉伸与压缩时的强度条件，应用强度条件解决生产实际问题一、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. 拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（）。
A、屈服极限B、强度极限C、弹性极限D、疲劳极限时，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. 脆性材料具有以下的（）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D d σσ为( )。
A 、2倍， B 、4倍，C 、8倍，D 、16倍。
11. 同一种材料制成的阶梯杆，欲使σ1=σ2，则两杆直经d 1和d 2的关系为（ ）。
A 、d 1=1.414d 2B 、d 1=0.704d 2C 、d 1=d 2D 、d 1=2d 212. 变截面杆如图B3,设F1、F2、F3分别表示杆件中截面1-1、2-2、3-3上内力，则下列结论中哪些是正确的（ ）。
A. F1 ≠ F2 ，F2 ≠ F3B. F1 = F2 ，F2 > F3C. F1 = F2 ，F2 = F3D. F1 = F2 ，F2 < F3 13. 长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，一为铝杆，在相同的拉力用下（ ）。
A. 铝杆的应力和钢杆相同，而变形大于钢杆B. 铝杆的应力和钢杆相同，而变形小于钢杆C. 铝杆的应力和变形都大于钢杆D. 铝杆的应力和变形都小于钢杆14. 如图一方形横截面的压杆，在其上钻一横向小孔，则该杆与原来相比( C ）A. 稳定性降低强度不变B. 稳定性不变强度降低C. 稳定性和强度都降低D. 稳定性和强度都不变15．危险截面是( )所在的截面。
A. 最大面积 B．最小面积C．最大应力D．最大内力16．图示轴向受力杆件，杆内最大拉力为( )。
A 8kNB 4kNC 5kND 3kN17．在美国“9.11”事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后，该大厦起火燃烧，然后坍塌。
该大厦的破坏属于（）。
A．强度坏 B．刚度坏 C．稳定性破坏 D．化学破坏18．细长柱子的破坏一般是（）。
A．强度坏 B．刚度坏 C．稳定性破坏 D．物理破坏19．轴心拉/压杆横截面上的内力是（）。
A．M B．FC．F N D．FQ20．构件的强度是指（），刚度是指（），稳定性是指（）。
A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力D. 材料抵抗拉、压、弯、扭、剪的能力21. 轴力( ) 。
A 是杆件轴线上的外力B 是杆件截面上的内力C 与杆件的截面积有关D 与杆件的材料有关22. 等截面直杆在两个外力的作用下产生压缩变形时，这对外力所具备的特点一定是等值的，并且( ) 。
A 反向共线B 反向过截面形心C 方向相反作用线与杆轴线重合D 方向相反沿同一直线作用23. 如图所示，AB和CD两杆有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是( ) 。
A AB、CD均为铸铁B AB杆为铸铁CD杆为低碳钢C AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁D AB、CD杆均为低碳钢24. 在确定材料的许用应力时，脆性材料的极限应力是( )。
A、屈服强度B、强度极限C、弹性极限D、比例极限25. 通常把δ>5%的材料称为( )材料。
A、脆性B、韧性C、塑性D、合金26. 安全系数是（）。
A. 等于1B. 大于1C. 小于1D. 不能确定27. 正应力的单位是（）。
A. 帕B. 牛顿C. 没单位28. 按照强度条件，构件危险截面上的最大工作应力不应超过其材料的（）。
A、许用应力B、极限应力C、破坏应力D、温差应力29. 如图AB杆两端受力P的作用，则杆内截面上的内力为（）。
A. PB. P/2C. 2P30. 低碳钢拉伸实验时，首先经历的阶段是( )。
A．弹性变形阶段B．屈服阶段C．强化阶段D．缩颈阶段31. 图示四种材料的应力-应变曲线中，强度最大的是材料（A ），塑性最好的是材料（ ）。
32. 构件的强度、刚度、稳定性( ) 。
A. 只与材料的力学性质有关 B. 只与构件的形状尺寸有关C. 与二者都有关D. 与二者无关33. 均匀性假设认为，材料内部各点的( )是相同的。
A. 应力B. 应变C. 位移D. 力学性质34. 外力包括:( )。
A. 集中力和均布力B. 静载荷和动载荷C. 所有作用在物体外部的力D. 载荷与支反力35. 在下列说法中，正确的是( ) 。
A. 内力随外力的增大而增大B. 内力与外力无关C. 内力的单位是N 或KND. 内力沿杆轴是不变的36. 用截面法求内力时，是对( )建立平衡方程而求解的。
A. 截面左段B. 截面右段C. 左段或右段D. 整个杆件37. 计算M －M 面上的轴力( )。
A. -5PB. －2PC. －7PD. －P38. 图示结构中，AB 为钢材，BC 为铝材，在P 力作用下( )。
A. AB 段轴力大B. BC 段轴力大C. 轴力一样大D C B A σ ε39. 关于轴向拉压杆件轴力的说法中，错误的是：( ) 。
A. 拉压杆的内力只有轴力；B. 轴力的作用线与杆轴重合；C. 轴力是沿杆轴作用的外力；D. 轴力与杆的材料、横截面无关。
40. 图示中变截面杆，受力及横截面面积如图，下列结论中正确的是( )。
A. 轴力相等，应力不等；B. 轴力、应力均不等C. 轴力不等，应力相等D. 轴力、应力均相等41. 等直杆受力如图，横截面的面积为100平方毫米，则横截面MK上的正应力为( )。
A. -50MpaB. -40MPC. -90MpaD. +90MPa42. 拉杆的应力计算公式σ=N/A的应用条件是：( ) 。
A. 应力在比例极限内；B. 外力的合力作用线必须沿杆件的轴线；C. 应力在屈服极限内；D. 杆件必须为矩形截面杆；43. 拉杆由两种材料制成，横截面面积相等，承受轴向拉力P，则( ) 。
A. 应力相等、变形相同；B. 应力相等，变形不同；C. 应力不同，变形相同；D. 应力不同，变形不同44. 下图杆中，AB 段为钢，BD 段为铝。
在P 力作用下( )。
A. AB 段轴力最大；B. BC 段轴力最大；C. CD 段轴力最大；D. 三段轴力一样大。
45. 下图杆中，AB 、BC 、CD 段的横截面面积分别为A 、2A 、3A ，则三段杆的横截面上( )。
A. 轴力不等，应力相等；B. 轴力相等，应力不等；C. 轴力和应力都相等；D. 轴力和应力都不相等。
46. 设计构件时，从强度方面考虑应使得( )。
A. 工作应力≦极限应力；B. 工作应力≦许用应力；C. 极限应力≦工作应力；D. 极限应力≦许用应力。
47．在下列三种力（a 、支反力；b 、自重；c 、惯性力）中，( )属于外力。
A. a 和b ；B. b 和c ；C. a 和c ；D. 全部。
48. 杆件的正应力强度条件σmax =F Nmax /A ≤[σ]，不能解决的问题是（ ）A. 强度校核B. 剪应力校核C. 选择截面D. 确定许用载荷二、填空题1. 零件抵抗破坏的能力称为 ；零件抵抗变形的能力称为 。
2. 杆件变形可简化为 、 、和 四种。
DC B A P P PA B C DPP 钢 铝3. 轴向拉伸或压缩的受力特点是沿轴向作用一对等值反向的 力或 力。
变形特点是沿轴向 或 。
4. 杆件所受其他物体的作用力都称为外力，它包括 和 。
5. 杆件内部由于外力作用而产生的相互作用称为 ，它随外力的增大而 。
6. 单位截面积上的内力称为 。
7. 用截面法求杆件的内力，可归纳为四个字，即： 、 、 和 。
8. 使材料丧失正常工作能力的应力称为 。
9. 工程上一般把 极限作为塑性材料的极限应力。
10. 安全因数表示材料的安全 程度。
11. 对于重要的构件和破坏后会造成重大事故的构件，应取 安全系数。
12. 塑性材料一般取安全系数为 ，脆性材料为 。
13. 脆性材料抗 强度弱，故生产中常用其制造受 零件。
14. 已知一等直杆如下图所示，横截面面积为2400mm A =，许用应力[]MPa 60=σ，此杆强度为 。
15. 低碳钢的σ-ε曲线如图，则：材料的屈服点σs ＝ Mpa ，材料的抗拉强度σb ＝Mpa 。
16. 、 是衡量塑性材料强度的两个重要指标。
17. 低碳钢材料由于冷作硬化，会使 提高，而使 降低。
18. 铸铁试件的压缩破坏和 有关。
19. 构件由于截面的 会发生应力集中现象。
20. 从低碳钢的应力-----应变曲线可以看出，其整个拉伸过程可分为四个阶段、、、。
21. 杆件的横截面A=1000mm2，受力如图所示。
此杆处于平衡状态。
P=________、=__________。
σ1-122. 低碳钢拉伸时，应力与应变成正比例关系的是阶段，阶段会出现局部截面会逐渐减小，载荷也会逐渐降低。
23. 杆件轴向拉压时，其内力又称为力，用表示，其符号规定如下，拉力时为，压力时为。
24. 提高压杆稳定性，可适当减少杆长度，增大杆直径，选用较好的杆材料。
揭示构件所受内力最有效的方法是。
三、判断题( )1. 如果两个轴向拉压杆的材料不同，横截面积相同，受到相同的轴向力，则两个拉压杆横截面上的应力不相同。
( )2. 1kN/mm2=1MPa。
( )3. 在进行强度计算时，将屈服极限σ作为塑性材料的许用应力。
s( )4. 抗压性能好的脆性材料适用于做受压构件。
