材料力学实验教案.
材料力学实验教案
材料力学实验课程教案授课时间2015年5 月5 日第9 周周二第7-8 节授课章节实验五材料轴向拉伸、压缩试验教学目的、要求通过本次教学，使学生们掌握电子万能试验机的操作方法和工作原理。
进一步了解脆性材料和塑形材料在拉伸压缩时的不同。
教学重点及难点1、拉伸试件的夹持方法；2、试验机的操作方法；3、移位法量取试件拉断后的长度。
教学方法及手段因为知识点不多，边讲解实验仪器和实验方法，边演示仪器操作。
教学内容及过程作为本实验课程的第一节课，首先做自我介绍。
然后介绍本实验课程的性质和上课要求，以及学生关心的成绩评定问题。
然后开始讲解实验内容：本次实验有低碳钢的拉伸实验，铸铁的拉伸、压缩实验。
一、实验目的1. 观察试件受力和变形之间的相互关系；2. 观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象；观察铸铁在压缩时的破坏现象。
3. 测定拉伸时低碳钢的强度指标和塑性指标；测定压缩时铸铁的强度极限。
4. 学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。
讲解完实验目的后，讲解应力和断面收缩率和伸长率的计算公式。
二、实验仪器微机控制电子万能试验机；游标卡尺介绍试件和实验原理。
三、实验步骤1、拉伸实验步骤：（1）试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。
（2）试验机准备：按试验机 计算机 打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。
按照“软件使用手册”，运行配套软件。
教学内容及过程（3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。
若夹具已安装好，对夹具进行检查。
（4）夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。
（5）开始实验：点击主机小键盘上的试样保护键，消除夹持力；位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。
《材料力学》课程教案2
《材料力学》课程教案2（二）拉伸、压缩的超静定问题设教学安排 ● 新课引入如图所示的两杆组成的桁架结构受力，由于是平面汇交力系，可由静力平衡方程求出两杆内力。
如果为了提高构件安全性，再加一个杆，三杆内力还能由静力平衡方程求出吗？● 新课讲授一、 静定结构（一）提出问题1和2两杆组成桁架结构受力如图所示，角度已知，两杆抗拉刚度相同，2211A E A E =，求两杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程）⇒=∑0x 021=-ααSin F Sin F N N ⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，两个未知数，可以求解。
引出静定结构：约束反力(轴力）可以由静力平衡方程完全求出。
二、 超静定结构和超静定次数（一）继续提问在现实中为了增加构件的安全性，往往可以多加一个杆，在问题一的基础上在中间再加一个3杆，抗拉刚度为33A E ，如图所示，求3杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程） ①静平衡方程：平面汇交力系，只能列两个平衡方程⇒=∑0x21=-ααSin F Sin F N N⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，三个未知数，解不出。
引出超静定结构：约束反力(轴力）不能由静力平衡方程完全求出。
超静定次数：约束反力（轴力）多余平衡方程的个数。
上述问题属于一次超静定问题。
三、超静定结构的求解方法（一）继续提问，引导学生深入思考：超静定到底能不能求解？实际上F 一定，作用于每个杆上的力都是确定的。
还需再找一个补充方程，材料力学是变形体，受力会引起变形，力和力的关系看不出， 先把变形关系找到，再转化成力的关系。
（重点）②几何方程——变形协调方程：要找变形关系，关键是画变形图（难点）。
节点在中间杆上，左右两杆抗拉刚度相同，角度相同，即对称，因此中间杆仅沿竖直方向产生伸长，确定最终位置。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容；(2) 了解变形固体的基本假设；(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时1～2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；均匀性假设：材料性质在变形固体内处处相同；各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。
所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆，板与壳，块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变截面法的定义和用法；为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；⑷具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；⑸了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
《材料力学》课程教案1
《材料力学》课程教案1（一）轴向拉伸或压缩时的变形教学安排 ● 新课引入工程当中的构件要满足强度、刚度和稳定性的要求。
之前学习了轴向拉伸或压缩时杆的内力，应力，也就是强度问题。
今天转而讨论刚度问题。
工程当中构件因不满足刚度要求而失效的例子比比皆是，所谓刚度就是构件抵抗变形的能力，即一根杆件在设计好了之后，在正常的使用情况下，不能发生太大的弹性变形。
要想限制变形，首先应计算出变形。
如何计算？● 新课讲授一、纵向变形 （一）实验：杆件在受轴向拉伸时，在产生纵向变形的同时也产生横向变形。
纵向尺寸有所增大，横向尺寸有所减少。
思考：如图所示，杆件的纵向变形（axial deformation ）的大小？ 实验结论：F l ∝∆、l l ∝∆、A l 1∝∆AlF l ⋅∝∆⇒ 需引入比例常数，方可写成等式。
比例常数？ （二）推导：杆件原长为l ，受轴向拉力F 之后，杆件长度由l 变成l 1，杆件纵向的绝对变形l l l -=∆1。
为了消除杆件长度对变形的影响，引入应变的概念ε。
当变形是均匀变形时，应变等于平均应变等于单位长度上的变形量，因此l l∆=ε。
学过的有关于ε的知识，即拉伸压缩的胡克定律（Hook’s law ）：当应力不超过材料的比例极限时，应力与应变成正比，写成表达式即：εσ⋅=E )(p σσ<，σ（stress)，ε(strain)。
杆件横截面上的应力：AF A F N ==σ 将应力和应变两式代入胡克定律中，得到：l lE AF ∆⋅=结论：纵向变形l ∆的表达式：EAFll =∆ )(p σσ< ——胡克定律（重点）含义：①E ——弹性模量，反映材料软硬的程度。
单位MPa 。
②在应力不超过比例极限时，杆件的伸长量l ∆与拉力F 成正比，与杆件的原长l 成正比，与弹性模量E 和横截面积A 成反比。
EA ——抗拉刚度，EA 越大，变形越小。
③两个胡克定律，一个是描述应力和应变的关系，一个是表示力和变形的关系，但本质上都是一样的。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。
二、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
材料力学教案
第一章绪论一、教学要求：1．了解材料力学的任务；2．理解对变形固体的基本假设；3．理解内力、应力、应变等基本概念；4．了解杆件变形的基本形式。
二、基本内容1、材料力学的任务材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状态和破坏准则，以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题，为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。
材料的力学性能：如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。
它们都需要用实验测定。
构件的承载能力：强度、刚度、稳定性。
构件：机械或设备，建筑物或结构物的每一组成部分。
强度：构件抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。
刚度——构件抵抗变形的能力。
稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。
2、变形固体的性质及基本假设变形固体——在外力作用下发生变形的物体。
基本假设：1) 连续性假设：认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。
（某些力学量可作为点的坐标的函数）2) 均匀性假设：认为固体内到处有相同的力学性能。
3) 各向同性假设：认为无论沿任何方向固体的力学性能都是相同的。
3、杆件变形的基本形式基本变形1. 轴向拉伸或压缩：在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下，直杆在轴线方向发生的伸长或缩短变形。
2. 剪切：在一对相距很近的、大小相同、指向相反的横向外力作用下，直杆的主要变形是横截面沿外力作用方向发生相对错动。
3．扭转：在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动。
4．弯曲：在一对转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动。
组合变形：当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形。
MPF三、重点难点及教学提示重点：材料力学的任务；变形固体的概念及其基本假设；变形的基本形式。
在讲述本章的内容时，注意强调基本概念，加深理解。
弹性力学的材料力学性能教案
弹性力学的材料力学性能教案弹性力学的材料力学性能教案一、教学目标1.理解材料力学性能的基本概念和原理，包括弹性阶段、塑性阶段和脆性阶段。
2.掌握弹性阶段的力学性能，包括比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比。
3.掌握塑性材料的力学性能，包括低碳钢、合金钢、纯铜与加工铜、纯铝与变形铝合金等。
4.了解脆性材料的力学性能，包括铸铁、铸铜、铸铝、陶瓷、混凝土和石材等。
二、教学内容1.材料力学的简介和基本假设2.材料在力作用下的力学性能3.材料的塑性和脆性4.材料的弹性阶段和塑性阶段的主要区别5.弹性力学的三大基本定律和应力和应变的数学关系6.材料的强度、塑性和硬度的概念及物理意义7.材料的疲劳强度和抗冲击性能的概念及影响因素8.工程中常用的塑性材料和脆性材料及其应用三、教学方法1.课堂讲解：对材料力学的相关概念和原理进行详细讲解，让学生明确材料力学的重要性和应用价值。
2.案例分析：通过分析实际工程中的案例，让学生了解材料力学性能在实际工程中的应用和重要性。
3.实验演示：通过实验演示，让学生直观了解材料的力学性能，加深对材料力学的理解。
4.学生实践：让学生自主进行材料力学性能的实验操作，提高其动手能力和实践能力。
5.小组讨论：通过小组讨论的方式，鼓励学生互相交流，提高其团队协作能力和沟通能力。
四、教学评估1.课堂表现：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、笔记、互动等方面。
2.作业评估：布置相关作业，让学生对所学内容进行巩固和提高。
3.期末考试：通过期末考试检查学生对本课程的学习成果。
4.学生反馈：定期收集学生对本课程的反馈意见，以便不断改进教学方法和提高教学质量。
材料力学课程设计b
材料力学课程设计b一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握材料力学的基本概念、原理和方法，培养学生分析和解决实际工程问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解材料力学的基本概念和研究对象；（2）掌握弹性形变、塑性形变、应力、应变等基本概念；（3）熟悉材料力学的基本定律和公式；（4）掌握杆件的强度、刚度和稳定性分析方法。
2.技能目标：（1）能够运用材料力学的基本原理分析实际工程问题；（2）学会使用材料力学实验设备进行实验操作；（3）具备一定的数值计算和绘图能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对材料力学学科的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度；（3）培养学生团队协作、交流分享的良好习惯。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.材料力学的基本概念和研究对象；2.弹性形变、塑性形变、应力、应变等基本概念；3.材料力学的基本定律和公式；4.杆件的强度、刚度和稳定性分析方法；5.实际工程案例分析。
教学大纲安排如下：1.第一课时：介绍材料力学的基本概念和研究对象，讲解弹性形变、塑性形变、应力、应变等基本概念；2.第二课时：讲解材料力学的基本定律和公式，分析杆件的强度、刚度和稳定性；3.第三课时：通过实际工程案例，让学生运用材料力学的基本原理进行分析；4.第四课时：进行课堂讨论，总结本节课的重点内容，布置作业。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法；2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生运用所学知识解决问题；3.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；4.实验法：安排实验课程，让学生动手操作，巩固理论知识。
四、教学资源本节课的教学资源包括：1.教材：选用国内权威出版的材料力学教材；2.参考书：提供相关的材料力学参考书籍，供学生自主学习；3.多媒体资料：制作精美的PPT，辅助讲解和展示；4.实验设备：准备材料力学实验所需的设备，让学生亲身体验和操作。