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第六章扭转【学时】4内容：扭转的概念及工程实例；传动轴的功率、转速与外力偶矩间的关系；扭矩和扭矩图。
簿壁圆筒扭转，纯剪切的概念，剪切虎克定律，剪应变，剪切弹性模量，剪应力互等定理。
圆轴扭转的剪应力；极惯性矩，抗扭截面模量；扭转强度条件。
扭转超静定问题。
矩形截面杆扭转的主要结果。
【基本要求】1．理解扭转的概念[2]。
2．掌握扭矩的计算和扭矩图图的绘制[1]。
3．理解纯剪切的概念[2]。
4．掌握剪切虎克定律和剪应力互等定理[1]。
5．掌握圆轴扭转的剪应力及其强度条件[1]。
6．掌握圆轴扭转时的变形及其刚度条件[1]]。
7．了解矩形截面杆扭转的主要结果[3]。
【重点】扭矩和扭矩图的绘制，剪应力和扭转角及其强度和刚度的计算【难点】纯剪切的概念，剪切虎克定律及剪应力互等定理。
§6-1、外力偶矩的计算一、扭转的概念和实例：受力特点：构件两端受到两个作用面与杆的轴线垂直的、大小相等的、转向相反的力偶矩作用，变形特点：使杆件的横截面绕轴线发生相对转动，这时任意两横截面间有相对角位移，称为扭转角。
实例：轴——以扭转变形为主的杆件在工程上统称为轴。
二、外力偶矩的计算：在工程实例中，作用在轴上的外力偶的大小常常不直接给出，而是给定轴所传递的功率和轴的转速。
其关系为：n PM 9550=当传递的功率P 的单位为PS （马力，1PS=735.5W ）上式变为：n PM 7030=§6-2、扭矩和扭矩图一、扭转时的内力计算：1、内力的大小计算：采用截面法：假想用截面将其截开，并取左段研究，为保持平衡，该截面上必定有内力偶作用。
其力偶矩称为扭矩，用T表示：由平衡方程式得：T=M。
2、内力的方向：采用右手螺旋法则：如果用右手四指表示扭转的转向，则拇指的指向离开截面时规定扭矩为正；若拇指指向截面时，则扭矩为负。
注意：当轴上同时有几个外力偶矩作用时，一般而言，各段截面上的扭矩是不同的，必须分段求出，其一般步骤为：“假截留半，内力代换，内外平衡”。
《材料力学》教学大纲制订单位：机械工程学院安全工程系执笔人：李晋一、课程基本信息1．课程中文名称：材料力学2．课程英文名称：Mechanics of materials3．适用专业：非金属材料专业4．总学时：48学时（其中理论40学时，实验8学时）5．总学分：3学分二、本课程在教学计划中的地位、作用与任务本课程是非金属材料管理专业的一门专业基础课，通过本门课程的学习，可以使学生掌握基本受力构件的强度、刚度和稳定性控制方法，从而为工程项目决策提供基本技术手段。
三、理论教学内容与教学基本要求（40学时）1、第一章绪论（2学时）材料力学的任务。
变形固体的基本假设。
外力及其分类。
内力、截面法和应力的概念。
变形与应变。
杆件变形的基本形式。
2、第二章拉伸、压缩与剪切（4学时）轴向拉伸与压缩的概念与实例。
轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力。
直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。
材料在拉伸时的力学性能。
材料在压缩时的力学性能。
失效、安全系数和强度计算。
轴向拉伸或压缩时的变形。
轴向拉伸或压缩时的变形能。
拉伸、压缩静不定问题。
3、第三章扭转（4学时）扭转的概念与实例。
外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图。
纯剪切。
圆轴扭转时的应力。
圆轴扭转时的变形。
4、第四章弯曲内力（4学时）弯曲的概念与实例。
受弯杆件的简化。
剪力和弯矩。
剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图。
载荷集度、剪力和弯矩间的关系。
5、第五章弯曲应力（4学时）纯弯曲。
纯弯曲时的正应力。
横力弯曲时的正应力。
弯曲剪应力。
提高弯曲强度的措施。
6、第六章弯曲变形（6学时）工程中的弯曲变形问题。
挠曲线的微分方程。
用积分法求弯曲变形。
用叠加法求弯曲变形。
简单静不定梁。
提高弯曲刚度的一些措施。
7、第七章应力状态和强度理论（6学时）应力状态概述。
两向和三向应力状态的实例。
两向应力状态分析—解析法。
两向应力状态分析—图解法。
三向应力状态。
广义虎克定律。
强度理论概述。
四种常用强度理论。
8、第八章组合变形（6学时）组合变形和叠加原理。
第3章扭转教学目的：理解圆轴扭转的受力和变形特点，剪应力互等定理；掌握圆轴受扭时的内力、应力、变形的计算；熟练掌握圆轴受扭时的强度、刚度计算。
教学重点：外力偶矩的计算、扭矩图的画法；纯剪切的切应力；圆杆扭转时应力和变形；扭转的应变能。
教学难点：圆杆扭转时截面上切应力的分布规律；切应力互等定理，横截面上切应力公式的推导，扭转变形与剪切变形的区别；掌握扭转时的强度条件和刚度条件，能熟练运用强度和刚度计算。
教具：多媒体。
通过工程实例建立扭转概念，利用幻灯片演示和实物演示表示扭转时的变形。
教学方法：采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
通过例题、练习和作业熟练掌握强度和刚度计算。
本章中给出了具体情形下具体量的计算公式，记住并会使用这些公式，强调单位的统一，要求学生在学习和作业中体会。
教学内容：扭转的概念；扭转杆件的内力（扭矩）计算和画扭矩图；切应力互等定理及其应用，剪切胡克定律与剪切弹性模量；扭转时的切应力和变形，圆杆扭转时截面上切应力的分布规律；扭转杆件横截面上的切应力计算方法和扭转强度计算方法；扭转杆件变形（扭转角）计算方法和扭转刚度计算方法。
教学学时：6学时。
教学提纲：3.1 扭转的概念和实例工程实际中，有很多构件，如车床的光杆、搅拌机轴、汽车传动轴等，都是受扭构件。
还有一些轴类零件，如电动机主轴、水轮机主轴、机床传动轴等，除扭转变形外还有弯曲变形，属于组合变形。
例如，汽车方向盘下的转向轴，攻螺纹用丝锥的锥杆（图3-1）等，其受力特点是：在杆件两端作用大小相等、方向相反、且作用面垂直于杆件轴线的力偶。
在这样一对力偶的作用下，杆件的变形特点是：杆件的任意两个横截面围绕其轴线作相对转动，杆件的这种变形形式称为扭转。
扭转时杆件两个横截面相对转动的角度，称为扭转角，一般用φ表示（图3-2）。
以扭转变形为主的杆件通常称为轴。
截面形状为圆形的轴称为圆轴，圆轴在工程上是常见的一种受扭转的杆件。
《化工设备机械基础》课程教学大纲一、课程的性质和目的《化工设备机械基础》是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课,包括工程力学基础(静力学、材料力学)、化工设备设计基础和机械传动三大部分。
其任务是使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法,为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。
二、课程教学的基本要求1、本课程的教学应贯彻应用性原则和重视素质培养原则。
要求理论分析与设计方法相结合,理论教学主要是讲清概念,学会应用,对数学推导一般不作演绎。
要重视分析实例、课堂讨论、习题等教学环节,同时将课程内容与生产实习、课程设计、毕业设计相结合,培养学生理论联系实际的能力。
2、工程力学是课程教学的核心内容,是学好其他部分内容的基础,应着重抓好。
其余教学内容则可根据各专业的特点和安排学时(或学分)的多少选择讲授。
对化工工艺专业则要抓好化工设备设计基础,而机械传动部分可不作为重点。
讲课要结合化工行业的实际,并允许对教学内容做必要调整和组合。
考核方式以闭卷为主,平时成绩在期评成绩中应占有一定的比重。
三、课程教学内容、重点和难点第一章物体的受力分析和静力平衡方程(6学时)要求掌握的内容:1.静力学基本概念;2.约束与约束反力,受力图;3.分离体的受力图;4.力的投影、合力投影定理;5.力矩、力偶;6.力的平移;7.平面力系的简化、合力矩定理;8.平面力系的平衡方程;9.空间力系。
重点:是受力图和力系平衡方程的应用。
难点:约束、约束反力和一般力系的简化。
第二章拉伸、压缩与剪切(6学时)要求掌握的内容:1.轴向拉伸、压缩的概念;2.材料在拉伸和压缩时的力学性能;3.拉伸和压缩的强度计算,许用应力和安全系数;4.应力集中的概念;15.剪切、挤压的实用计算;重点:轴力、应力、应变和截面法的概念,拉伸与压缩的强度计算,剪切和挤压的实用计算。
难点:分析低碳钢在受力和变形过程中所表现的力学性质。
第三章扭转(4学时)要求掌握的内容:1.扭转的概念和实例;2.扭转时外力和内力的计算;3.纯剪切;4.圆轴扭转时的应力;5.圆轴扭转时的强度条件;6.圆周扭转时的变形和刚度条件。
