材料力学教案

发布 2019-07-12 21:21:00 阅读 9642

学习辅导。第一篇绪论。

一、学习要点。

一)内容:材料力学的任务,变形固体的基本假设,杆件变形的基本形式。

二)基本要求:

1、材料力学的任务与研究对象。

2、了解变形固体的基本假设。

三)重点:材料力学的任务与研究对象,变形固体的基本假设。

第二篇轴向拉伸和压缩。

一、学习要点。

一)内容:轴向拉伸与压缩的基本概念,轴向拉压杆横截面与斜截面上的内力和应力,内力、截面法、轴力以及轴力图,胡克定律,许用应力计算、安全因素,应力集中的概念。

二)基本要求:

1、轴向拉伸与压缩的基本概念。

2、内力、截面法、轴力以及轴力图。

3、掌握胡克定律。

4、材料在拉伸与压缩下的力学性能。

5、许用应力计算、安全因素。

三)重点:轴向拉伸与压缩的基本概念,轴向拉压杆横截面与斜截面上的内力和应力,内力、截面法、轴力以及轴力图,胡克定律,许用应力计算、安全因素。

二、课后练习。

1、试计算图示各杆的轴力,并指出其最大值。

2、图示阶梯形截面杆ac,承受轴向载荷f1=200 kn与f2=100 kn,ab段的直径d1=40 mm。如欲使bc与ab段的正应力相同,试求bc段的直径。

3、图示轴向受拉等截面杆,横截面面积a=500 mm2,载荷f=50 kn。试求图示斜截面m-m上的正应力与切应力,以及杆内的最大正应力与最大切应力。

三、参***。

1、解:(a) fnab=f, fnbc=0fn,max=f

b) fnab=f, fnbc=-ffn,max=f

c) fnab=-2 kn, fn2bc=1 kn, fncd=3 kn, fn,max=3 kn

d) fnab=1 kn, fnbc=-1 kn, fn,max=1 kn

2、解:因bc与ab段的正应力相同,故

3、解:第三篇扭转。

一、学习要点。

一)内容:扭转概述,薄壁圆筒的扭转,等直圆杆扭转时的应力和变形,等直圆杆扭转时的强度和刚度计算,等直圆杆扭转应变能。

二)基本要求:

1、扭转概述。

2、薄壁圆筒的扭转。

3、等直圆杆扭转时的应力和变形。

4、等直圆杆扭转时的强度和刚度计算。

5、等直圆杆扭转应变能。

三)重点:扭转概述,薄壁圆筒的扭转,等直圆杆扭转时的应力和变形,等直圆杆扭转时的强度和刚度计算。

二、课后习题。

1、图示空心圆截面轴,外径d=40mm,内径d=20mm,扭矩t=1knm。试计算横截面上的最大、最小扭转切应力,以及a点处(ρa=15mm)的扭转切应力。

2、某传动轴,转速n=300 r/min,轮1为主动轮,输入功率p1=50kw,轮2、轮3与轮4为从动轮,输出功率分别为p2=10kw,p3=p4=20kw。

1) 试求轴内的最大扭矩;

2) 若将轮1与轮3的位置对调,试分析对轴的受力是否有利。

3、图示组合轴,由套管与芯轴并借两端刚性平板牢固地连接在一起。设作用在刚性平板上的扭力矩为m=2kn·m,套管与芯轴的切变模量分别为g1=40gpa与g2=80gpa。试求套管与芯轴的扭矩及最大扭转切应力。

三、参***。

1、解:因为τ与ρ成正比,所以

2、解:(1) 轮作用在轴上扭力矩分别为轴内的最大扭矩若将轮1与轮3的位置对调,则最大扭矩变为

最大扭矩变小,当然对轴的受力有利。

3、解:设套管与芯轴的扭矩分别为t1、t2,则

t1+t2 =m=2kn·m1)

变形协调条件为套管与芯轴的扭转角相等,即

联立求解式(1)、(2),得,套管与芯轴的最大扭转切应力分别为

第四篇弯曲应力。

一、学习要点。

一)内容:对称弯曲的概念,梁的载荷及计算简图,剪力与弯矩,剪力图与弯矩图,平面刚架和曲杆的内力图,梁截面的正应力、切应力以及强度条件,梁的合理设计。

二)基本要求:

1、对称弯曲的概念。

2、梁的载荷及计算简图,剪力与弯矩,剪力图与弯矩图。

3、平面刚架和曲杆的内力图。

4、梁截面的正应力、切应力以及强度条件。

5、梁的合理设计。

三)重点:对称弯曲的概念,梁的载荷及计算简图,剪力与弯矩,剪力图与弯矩图,梁截面的正应力、切应力以及强度条件。

二、课后习题及参***。

1、画出下列各梁的剪力图和弯矩图,并确定|fq|max和|m|max。(本题和下题内力图中,内力大小只标注相应的系数。)

解: 2、静定梁承受平面载荷,但无集中力偶作用,其剪力图如图所示。若已知a端弯矩m(0)=0,试确定梁上的载荷(包括支座反力)及梁的弯矩图。

解: 3、图示简支梁,由№18工字钢制成,在外载荷作用下,测得横截面a底边的纵向正应变ε=3.0×10-4,试计算梁内的最大弯曲正应力。

已知钢的弹性模量e=200gpa,a=1m。

解:梁的剪力图及弯矩图如图所示,从弯矩图可见:

第五篇应力状态和强度理论。

一、学习要点。

一)内容:平面应力状态的应力分析,空间应力状态的概念,应力应变关系,应变能密度,强度理论及其相当应力,各种强度理论的应用。

二)基本要求:

1、平面应力状态的应力分析。

2、空间应力状态的概念,3、应力应变关系。

4、应变能密度。

5、强度理论及其相当应力。

6、各种强度理论的应用。

三)重点:平面应力状态的应力分析,空间应力状态的概念,应力应变关系,强度理论及其相当应力。

二、课后习题及参***。

1、已知应力状态如图所示(应力单位为 ),试用解析法计算图中指定截面的正应力与切应力。

解: 与截面的应力分别为:

mpa2、已知应力状态如图所示(应力单位为 ),试求主应力的大小。

解: 与截面的应力分别为:

在截面上没有切应力,所以是主应力之一。

3、图示矩形截面杆,承受轴向载荷f作用,试计算线段ab的正应变。设截面尺寸b和h与材料的弹性常数e和μ均为已知。

解。ab的正应变为。

4、图示钢质拐轴,承受集中载荷f作用。试根据第三强度理论确定轴ab的直径。已知载荷f=1kn,许用应力[σ]160mpa。

解:扭矩 弯矩 由 得:

所以, 第六篇压杆稳定。

一、学习要点。

一)内容:压杆稳定的概念,细长中心受压直杆临界力的欧拉公式,不同杆端约束下细长压杆的长度因数,欧拉公式的应用范围,实际压杆的稳定因数,压杆的稳定计算,压杆的合理截面。

二)基本要求:

1、压杆稳定的概念。

2、细长中心受压直杆临界力的欧拉公式。

3、不同杆端约束下细长压杆的长度因数。

4、欧拉公式的应用范围。

5、实际压杆的稳定因数。

6、压杆的稳定计算,压杆的合理截面。

三)重点:压杆稳定的概念,细长中心受压直杆临界力的欧拉公式,不同杆端约束下细长压杆的长度因数,欧拉公式的应用范围,实际压杆的稳定因数,压杆的稳定计算,压杆的合理截面。

二、课后习题。

1、图示桁架,在节点c承受载荷f=100kn作用。二杆均为圆截面,材料为低碳钢q275,许用压应力[σ]180mpa,试确定二杆的杆径。

2、图示活塞杆,用硅钢制成,其直径d=40mm,外伸部分的最大长度l=1m,弹性模量e=210gpa, =100。试确定活塞杆的临界载荷。

三、参***。

1、解: 取结点c分析。

ac杆是拉杆,

得: bc杆是压杆,

得: 考虑到压杆失稳,由于

故: 得:

因此:ac杆的直径为:

bc杆的直径为:

2、解:看成是一端固定、一端自由。此时

而 ,所以, 。

用大柔度杆临界应力公式计算。

材料力学教案

第十二章轴向拉伸与压缩。一 基本内容。1 重要概念。1 杆件变形的基本形式 轴向拉伸或压缩 剪切 扭转 弯曲。2 变形固体的概念 变形固体的性质比较复杂,在对构件进行强度 刚度和稳定性计算时,为了简化起见,常略去材料的次要性质,并根据其主要性质作出假设,将它们抽象为一种理想的力学模型,作为材料力学理...

材料力学教案

第一章绪论。1.1材料力学的任务。研究构件在外力作用下的受力 变形和破坏的规律,为合理设计构件提供强度 刚度及稳定性分析的基础理论和计算方法。1.2 变形固体的基本假设。连续性 均匀性 各向同性 小变形。1.3 基本概念。内力 截面法和应力。位移 变形与应变。1.4杆件变形的基本形式。拉伸或压缩。剪...

材料力学教案

教师备课教案。06 07 学年第二学期。课程名称材料力学 课程 04020038 授课班级 05土y 授课学时 80 任课教师蒋晓曙 教案编写基本要求。1 教案是教师对每次课堂教学的精心组织与设计,是重要的教学文件,授课教师应在课前认真编写 教后小结课后填写 2 教案一般以每次课 2 3学时 为一个...