机械工程材料及应用教案
机械工程基础教案

机械工程基础教案第一章:机械工程概述教学目标:1. 了解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 掌握机械工程的基本要素和设计原则。
3. 了解机械工程的重要性和对社会发展的贡献。
教学内容:1. 机械工程的定义和发展历程。
2. 机械工程的应用领域和基本要素。
3. 机械工程的设计原则和重要性。
4. 机械工程对社会发展的贡献。
教学方法:1. 讲授法:讲解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 案例分析法:分析机械工程的成功案例,展示机械工程对社会发展的贡献。
教学评估:1. 课堂讨论:学生能积极参与讨论机械工程的基本要素和设计原则。
2. 小组项目:学生能分组完成一个机械工程设计项目,展示其对机械工程的理解和应用能力。
第二章:机械零件与材料教学目标:1. 了解机械零件的分类和功能。
2. 掌握机械零件的设计和选材原则。
3. 了解常用机械材料的特性和应用。
教学内容:1. 机械零件的分类和功能。
2. 机械零件的设计和选材原则。
3. 常用机械材料的特性和应用。
教学方法:1. 讲授法:讲解机械零件的分类和功能,以及机械零件的设计和选材原则。
2. 实验法:学生通过实验了解常用机械材料的性能和应用。
教学评估:1. 课堂练习:学生能完成机械零件设计和选材的练习题。
第三章:机械制造工艺教学目标:1. 了解机械制造的基本工艺和方法。
2. 掌握机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 了解机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学内容:1. 机械制造的基本工艺和方法。
2. 机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学方法:1. 讲授法:讲解机械制造的基本工艺和方法。
2. 案例分析法:分析机械制造过程中的成功案例,展示质量控制和安全生产的重要性。
教学评估:1. 课堂讨论:学生能积极参与讨论机械制造工艺参数的计算和选择。
2. 小组项目:学生能分组完成一个机械制造工艺设计项目,展示其对机械制造工艺的理解和应用能力。
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课时安排:2课时教学目标:1. 知识目标:使学生了解工程机械的基本概念、分类、应用及发展历程。
2. 能力目标:培养学生观察、分析、解决问题的能力,提高学生的实践操作技能。
3. 情感目标:激发学生对工程机械的兴趣,培养学生的团队合作精神和创新意识。
教学重点:1. 工程机械的基本概念、分类及特点。
2. 常见工程机械的应用及操作方法。
教学难点:1. 工程机械的结构和工作原理。
2. 工程机械的安全操作规范。
教学准备:1. 教师准备:多媒体课件、实物模型、教学视频等。
2. 学生准备:笔记本、笔、兴趣小组等。
教学过程:第一课时一、导入1. 提问:同学们,你们知道什么是工程机械吗?2. 学生回答,教师总结:工程机械是指用于建筑、道路、桥梁、水利等工程建设的各种机械设备。
二、新课讲授1. 工程机械的基本概念- 工程机械的定义、特点及分类。
- 工程机械的应用领域。
2. 工程机械的分类- 土方工程机械:挖掘机、装载机、推土机等。
- 起重工程机械:起重机、吊车等。
- 混凝土工程机械:混凝土搅拌车、混凝土泵车等。
三、课堂练习1. 学生分组讨论,总结各类工程机械的特点及适用范围。
2. 教师讲解,强调工程机械的安全操作规范。
四、小结1. 教师总结本节课所学内容,强调工程机械的重要性。
2. 布置课后作业:收集并整理各类工程机械的相关资料。
第二课时一、复习导入1. 回顾上节课所学内容,提问:同学们,你们能说出几种工程机械及其特点吗?2. 学生回答,教师总结。
二、新课讲授1. 工程机械的结构和工作原理- 以挖掘机为例,讲解其结构、工作原理及操作方法。
- 引导学生分析其他工程机械的结构和工作原理。
2. 工程机械的安全操作规范- 强调工程机械操作的安全注意事项。
- 结合实际案例,讲解操作失误可能导致的危害。
三、课堂练习1. 学生分组进行工程机械操作模拟练习,教师巡视指导。
2. 学生分享操作心得,教师点评。
四、小结1. 教师总结本节课所学内容,强调工程机械操作的重要性。
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---一、教学目标1. 知识目标:- 学生能够掌握工程机械的基本概念和分类。
- 学生了解各类工程机械的主要功能和应用场景。
2. 能力目标:- 学生能够通过观察和实验,识别并区分不同的工程机械。
- 学生能够运用所学知识,分析工程机械的工作原理和操作方法。
3. 情感目标:- 培养学生对工程机械的兴趣和热爱。
- 增强学生的团队协作精神和实践能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点:- 工程机械的基本分类和工作原理。
- 常见工程机械的操作方法和安全注意事项。
2. 教学难点:- 复杂工程机械的工作原理分析。
- 工程机械在实际工程中的应用技巧。
三、教学过程(一)导入新课1. 教师简要介绍工程机械的发展历程和重要性。
2. 提问:什么是工程机械?它在我们的生活中有哪些应用?(二)讲授新课1. 工程机械的基本概念和分类- 解释工程机械的定义。
- 介绍工程机械的分类,如挖掘机械、装载机械、压实机械等。
- 展示各类工程机械的图片和视频,让学生直观了解。
2. 工程机械的主要功能和应用场景- 讲解各类工程机械的主要功能。
- 分析工程机械在不同工程中的应用场景。
3. 工程机械的工作原理- 以挖掘机为例,讲解其工作原理和操作方法。
- 通过动画或模型演示,让学生理解工程机械的工作过程。
(三)课堂实践1. 教师组织学生分组,每组选择一种工程机械进行操作模拟。
2. 学生在教师指导下,尝试操作工程机械,观察其工作状态。
3. 学生讨论并总结操作过程中的心得体会。
(四)课堂小结1. 教师总结本节课的主要内容。
2. 强调工程机械操作的安全注意事项。
3. 布置课后作业,要求学生查阅资料,了解一种自己感兴趣的工程机械。
四、课后作业1. 查阅资料,了解挖掘机的构造和工作原理。
2. 撰写一篇关于挖掘机在建筑工程中的应用的文章。
五、教学反思1. 教师对本节课的教学效果进行反思,总结经验教训。
2. 分析学生在课堂实践中的表现,找出存在的问题。
3. 针对问题,调整教学方法和手段,提高教学质量。
《机械工程材料》教案

《机械工程材料》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解机械工程材料的基本概念、分类及性能;(2)掌握金属材料的组织结构、性能及应用;(3)熟悉非金属材料、复合材料的性能及应用。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等手段,分析机械工程材料的性能及应用;(2)学会运用相关知识,解决实际工程问题。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生的团队合作精神,提高动手能力;(2)培养学生对机械工程材料的兴趣,增强专业认同感。
二、教学内容1. 机械工程材料的基本概念、分类及性能;2. 金属材料的组织结构、性能及应用;3. 非金属材料的性能及应用;4. 复合材料的性能及应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)机械工程材料的基本概念、分类及性能;(2)金属材料的组织结构、性能及应用;(3)非金属材料、复合材料的性能及应用。
2. 教学难点:(1)金属材料的组织结构与性能的关系;(2)非金属材料、复合材料的性能及应用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解机械工程材料的基本概念、分类及性能;2. 实验法:观察、分析金属材料的组织结构、性能;3. 案例分析法:分析非金属材料、复合材料的性能及应用;4. 小组讨论法:探讨金属材料、非金属材料、复合材料在实际工程中的应用。
五、教学过程1. 导入:(1)简要介绍机械工程材料的概念;(2)引导学生思考机械工程材料在工程中的重要性。
2. 讲解:(1)讲解机械工程材料的分类及性能;(2)讲解金属材料的组织结构、性能及应用;(3)讲解非金属材料、复合材料的性能及应用。
3. 实验:(1)安排学生参观实验室,观察金属材料的组织结构;(2)引导学生动手进行实验,分析金属材料的性能。
4. 案例分析:(1)分析非金属材料在工程中的应用案例;(2)分析复合材料在工程中的应用案例。
5. 小组讨论:(1)组织学生分组讨论金属材料、非金属材料、复合材料在实际工程中的应用;(2)引导学生思考如何选择合适的材料解决实际问题。
《机械工程材料》教学教案(全)

《机械工程材料》教学教案(一)教学目标:1. 了解机械工程材料的基本概念和分类。
2. 掌握机械工程材料的性能及应用。
3. 理解机械工程材料的选择原则。
教学内容:1. 机械工程材料的基本概念和分类2. 机械工程材料的性能及应用3. 机械工程材料的选择原则教学过程:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾已学的机械工程相关知识,为新课的学习做好铺垫。
2. 提问:什么是机械工程材料?机械工程材料有哪些分类?二、基本概念和分类(10分钟)1. 讲解机械工程材料的基本概念,如金属材料、非金属材料、复合材料等。
2. 介绍各类机械工程材料的特征及应用领域。
三、性能及应用(10分钟)1. 讲解机械工程材料的性能,如力学性能、物理性能、化学性能等。
2. 结合实际案例,阐述各类性能在工程中的应用。
四、选择原则(10分钟)1. 讲解机械工程材料的选择原则,如满足设计要求、经济性、可靠性等。
2. 引导学生学会根据实际工程需求选择合适的材料。
五、小结与作业(5分钟)1. 对本节课的主要内容进行小结。
2. 布置作业:请学生列举常见的机械工程材料,并简要介绍其性能及应用。
教学资源:1. 教材《机械工程材料》2. PPT课件3. 实际工程案例素材教学评价:1. 课堂问答:检查学生对机械工程材料基本概念、性能及应用的掌握情况。
2. 作业:评估学生对课堂所学知识的理解和应用能力。
《机械工程材料》教学教案(二)教学目标:1. 掌握机械工程材料的力学性能测试方法。
2. 了解机械工程材料的热处理工艺及应用。
3. 理解机械工程材料在实际工程中的焊接技术。
教学内容:1. 机械工程材料的力学性能测试方法2. 机械工程材料的热处理工艺及应用3. 机械工程材料在实际工程中的焊接技术教学过程:一、导入(5分钟)1. 回顾上节课的内容,为新课的学习做好铺垫。
2. 提问:机械工程材料的力学性能如何测试?二、力学性能测试方法(10分钟)1. 讲解机械工程材料的力学性能测试方法,如拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。
机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力——教案

机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力——教案第一章:机械的组成1.1 教学目标让学生了解机械的基本组成和各部分的作用。
让学生了解机械的分类及其应用。
1.2 教学内容机械的基本组成:机械由许多部件组成,主要包括动力部分、传动部分、执行部分和控制系统。
机械的分类:根据工作原理和用途,机械可以分为多种类型,如机械设备、农业机械、汽车等。
1.3 教学方法采用讲授法,讲解机械的基本组成和分类。
采用案例分析法,分析实际应用中的机械组成。
1.4 教学评估学生能列举出机械的基本组成和各部分的作用。
学生能理解机械的分类及其应用。
第二章:机械零件的材料2.1 教学目标让学生了解机械零件的材料及其性能。
让学生了解机械零件材料的选择原则。
2.2 教学内容机械零件的材料:机械零件常用的材料有金属、塑料、陶瓷等,每种材料都有其独特的性能和应用。
机械零件材料的选择原则:根据零件的使用条件、负载、温度、腐蚀等因素选择合适的材料。
2.3 教学方法采用讲授法,讲解机械零件的材料及其性能。
采用小组讨论法,讨论机械零件材料的选择原则。
2.4 教学评估学生能列举出机械零件常用的材料及其性能。
学生能理解机械零件材料的选择原则。
第三章:机械零件的结构3.1 教学目标让学生了解机械零件的结构设计及其影响因素。
让学生了解机械零件结构的设计原则。
3.2 教学内容机械零件的结构设计:机械零件的结构设计需要考虑负载、应力、变形等因素,以保证零件的可靠性和寿命。
机械零件结构的设计原则:根据零件的功能和负载条件,设计合理的结构形式和尺寸。
3.3 教学方法采用讲授法,讲解机械零件的结构设计及其影响因素。
采用案例分析法,分析实际应用中的机械零件结构设计。
3.4 教学评估学生能了解机械零件的结构设计及其影响因素。
学生能理解机械零件结构的设计原则。
第四章:机械零件的承载能力4.1 教学目标让学生了解机械零件的承载能力及其计算方法。
让学生了解提高机械零件承载能力的方法。
《机械工程材料》教案

《机械工程材料》教案一、教学目标1. 了解机械工程材料的基本概念、分类和性能。
2. 掌握金属材料的组织结构、性能及应用。
3. 熟悉非金属材料、复合材料的分类、性能及应用。
4. 能够根据工程需求选择合适的材料。
二、教学内容1. 机械工程材料的基本概念及分类材料的定义、分类及编号金属材料、非金属材料、复合材料的特征及应用2. 金属材料的组织结构与性能金属的晶体结构金属的力学性能、工艺性能及物理性能金属的强化途径3. 常用金属材料及应用碳钢、合金钢、不锈钢的性能及应用常用有色金属及其合金的性能及应用4. 非金属材料塑料、橡胶、陶瓷的性能及应用复合材料的性能及应用5. 材料的选用及工艺路线设计材料选用的原则工艺路线设计的方法及步骤三、教学方法1. 讲授:讲解基本概念、原理、性能及应用。
2. 互动:提问、讨论,巩固知识点。
3. 案例分析:分析实际工程案例,掌握材料选用及工艺路线设计。
4. 实验:观察材料组织结构,验证性能指标。
四、教学资源1. 教材:《机械工程材料》2. 课件:讲解要点、图片、案例分析3. 实验设备:金相显微镜、硬度计等4. 网络资源:相关论文、视频、网站等五、教学评价1. 平时成绩:课堂提问、作业、实验报告2. 考试成绩:期末考试、考查知识掌握程度3. 综合评价:分析案例、设计工艺路线,评价应用能力六、教学重点与难点1. 教学重点:机械工程材料的基本概念、分类和性能金属材料的组织结构、性能及应用非金属材料、复合材料的分类、性能及应用材料选用的原则和方法2. 教学难点:金属材料的组织结构与性能之间的关系非金属材料、复合材料的性能及应用材料选用和工艺路线设计的实践应用七、教学进度安排1. 课时:共计32课时2. 分配:基本概念及分类:4课时金属材料的组织结构与性能:6课时常用金属材料及应用:4课时非金属材料:3课时复合材料:3课时材料的选用及工艺路线设计:6课时实验:3课时机动:2课时八、教学步骤1. 引入:通过实例引入机械工程材料的概念,激发兴趣。
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课程名称:工程机械原理与应用课时安排:2课时教学目标:1. 知识目标:使学生了解工程机械的基本概念、分类、工作原理及主要部件。
2. 能力目标:培养学生运用工程机械知识解决实际问题的能力。
3. 情感目标:激发学生对工程机械学习的兴趣,增强职业素养。
教学重点:1. 工程机械的分类和工作原理。
2. 工程机械的主要部件及其功能。
教学难点:1. 复杂工程机械的工作原理分析。
2. 工程机械在实际工程中的应用。
教学准备:1. 教师准备:PPT课件、教学视频、实物模型、相关工程案例。
2. 学生准备:预习工程机械相关知识,准备问题。
教学过程:第一课时一、导入1. 教师简要介绍工程机械的定义和重要性。
2. 提问:同学们对工程机械有哪些了解?二、讲授新课1. 工程机械的分类:- 按动力来源分类:内燃机、电动机等。
- 按用途分类:挖掘机械、装载机械、压实机械、运输机械等。
- 按结构特点分类:轮式、履带式、吊装式等。
2. 工程机械的工作原理:- 以挖掘机为例,讲解其液压系统、发动机、传动系统等部件的工作原理。
3. 工程机械的主要部件:- 发动机:提供动力。
- 液压系统:实现机械的动作。
- 传动系统:将动力传递给工作装置。
- 工作装置:实现工程机械的作业功能。
三、课堂练习1. 教师提问:请同学们列举出几种常见的工程机械及其用途。
2. 学生分组讨论,总结工程机械的特点和分类。
四、总结1. 教师总结本节课所学内容。
2. 学生提出疑问,教师解答。
第二课时一、复习导入1. 教师提问:上节课我们学习了工程机械的分类、工作原理和主要部件,谁能简单介绍一下?2. 学生回答,教师点评。
二、案例分析1. 教师展示实际工程案例,如道路建设、桥梁施工等。
2. 学生分析案例中使用的工程机械及其作用。
三、实践操作1. 教师讲解工程机械的实际操作方法。
2. 学生分组进行实践操作,教师巡回指导。
四、课堂小结1. 教师总结本节课所学内容。
2. 学生提出疑问,教师解答。
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《机械工程材料应用》教案项目一工程材料与机械制造过程课题:材料的发展过程分类及发展趋势(4课时)导入:教师以教材“问题”进行课程的始学教育,举出身边某制品或零件,说出是什么材料制造的,为何选用这种材料?教学目标:1.了解机械工程材料及其分类;2. 了解机械工程材料的发展过程;3. 了解机械制造过程;4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用前测:什么是机械工程材料?你所知道的机械制造过程有哪些?教学过程:【板书】一.材料的简要发展过程材料是人类文明和技术进步的重要标志。
石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代1、司母戊大鼎发掘历史;2、新型材料(航空航天材料)。
【讲解】在浩瀚的材料世界里,金属材料是一个最大的王国。
最早,我们人类使用的金属材料主要是天然产品。
(穿插讲解材料史话)经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后,在冶金技术的推动下,我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。
在人类文明历程中,金属材料对推动社会的发展,促进文明的进步,丰富文化的内容,改变人们的生活方式发挥了巨大作用。
当今世界,金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。
离开了金属材料的“钢筋铁骨”,桥梁将断,舰艇将毁,大厦将倾,工厂将停……二、了解机械工程材料的分类及发展过程1 、定义机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。
2、分类(按化学成分分类)金属材料(综合性能好,用量最大、应用范围最广)【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属(纯金属)?【板书】1.金属:如铁、铜、铝、金、银等,共有90种。
常温下为固体(除汞外)。
【设问】金属与非金属比较有哪些特性?【板书】2.金属特性:具有金属光泽;(铁、铝等大多数金属为银白色,铜为紫红色,金为黄色)有良好的导电性和导热性;(铜、铝是优良的导电体)有一定的强度和塑性。
【交流与讨论】金属是一类重要的材料,人类的生活和生产都离不开金属。
请说出下表日常生活中使用的金属。
【讲解】强度、硬度很小,无法用来制造承受大载荷的机械零件和工具。
如果我们将一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质就得到合金。
合金:一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质。
教师指导阅读表1-1日常生活中常见的合金和教材内容,并介绍记忆合金。
【交流与讨论】1.组成合金的元素一定是金属元素吗?从概念上来理解合金至少有几种元素组成?其中有一种肯定是什么元素?2.合金的用途远远比纯金属广泛得多,请问这是为什么?金属材料:将纯金属和合金材料统称为金属材料。
1.黑色金属:以铁或以它们为主形成的物质。
如碳钢、合金钢和铸铁等。
2.有色金属:除黑色金属以外的金属和合金。
如铜及铜合金、铝及铝合金和轴承合金等。
【讲解】金属材料在机械工业中应用最为广泛,在各种机械设备所用的材料中,金属材料占90%以上。
这是由于金属材料不仅冶炼资源丰富,而且还具有优良的物理、化学、力学和工艺性能。
此外,金属材料品种多,性能各异,可以通过不同的加工方法(例如热处理),使金属材料的某些性能获得进一步的改善,从而扩大其使用范围。
高分子材料(质轻、耐腐蚀,常用于化工、机械、航空航天等)陶瓷材料(高硬度、耐腐蚀、绝缘,用于电器、化工、航空航天等等)复合材料(轻、高的比强度、比刚度,结合两种材料的性能优点,用于航空航天等领域)三、机械制造过程与材料1、机械工程材料的常用性能材料使用性能力学性能(强度、塑性、韧性等)物理性能(光、热、电、磁等)化学性能(氧化、腐蚀等)材料工艺性能加工性能(切削、锻造等)铸造性能(适合铸造与否)焊接性能(容易焊接与否)热处理性能(可热处理强化)2、机械工程材料的加工方法金属材料的加工方法:铸造、锻造、焊接、冲压、合金粉末:粉末冶金工程陶瓷材料:压制、烧结工程塑料、橡胶:注塑、挤出、吹塑、模压、压铸等复合材料:层压、浇注、粘贴3、金属材料的热处理钢的热处理方法:普通热处理:退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。
钢的表面热处理(1)感应淬火感应淬火是指利用感应电流通过工件所产生的热量,使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。
(2)火焰淬火钢的化学热处理:目前常用的化学热处理有:渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
四.课程学习指导1.机械制造和日常生活的基础知识;2.学习其他后续工艺学的基础。
3.课程特点与学习要求【小结】:1.机械工程材料及分类;金属材料、有机高分子材料、无机非金属、复合材料2. 了解机械工程材料的发展过程;石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代3. 了解机械制造过程;4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用【作业】书面:习题【交流与讨论】阅读下面的一段故事,谈谈你的感想。
形状记忆合金的发现许多重大的发现都源于偶然事件。
20世纪60年代初,美国海军研究所的的一个研究小组把一些乱如麻丝的镍-钛合金拉直,以便使用。
他们无意中发现,当温度升高到一定值时的时候,这些已被拉直的镍-钛合金突然“记忆”起自己的模样,又恢复到弯弯曲曲的“本来面目”。
经过材料专家的反复实验,证实了镍-钛合金丝“变形——恢复”的现象能重复进行。
其实,类似的现象早在20世纪50年代初就不止一次被观察到,只不过当时没有引起人们的足够重视。
这一发现引起了科学家们的极大兴趣,经研究发现,铜基合金,铁基合金等都有这种奇妙的记忆本领。
课题:项目二螺栓、螺母的选材——碳素结构钢的应用(4课时)【导入新课】螺栓、螺母使用什么材料做的?它为什么有这样的性能?材料内部结构?【学习目标】1.了解分析螺栓、螺母的工作条件2. 了解分析机械工程材料的力学性能3. 了解分析金属材料内部的晶体结构特点4.了解碳素结构钢的种类、牌号、性能与应用5了解分析螺栓、螺母的选材教学重点:碳素结构钢的种类、牌号、性能与应用螺栓、螺母的选材教学难点:了解分析机械工程材料的力学性能了解分析金属材料内部的晶体结构特点前测:低碳钢的力学性能有哪些?如何测定的?金属材料内部的晶体结构如何?螺栓、螺母的选材?教学过程:【板书】2.1螺纹联接件的服役条件分析1、螺纹联接件的主要功能:连接、传递载荷(载荷的分类:动载荷静载荷)2、螺纹联接件的受力情况分析:螺栓受拉力、螺母受剪切力3、螺纹联接件的失效分析:螺栓受拉力:塑性变形和断裂螺母受剪切力:剪断和压溃2.2材料的力学性能力学性能:金属材料在外力作用时表现来的性能。
力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
【讲解】在机械设备及工具的设计、制造中选用金属材料时,大多以力学性能为主要依据,因此熟悉和掌握金属材料的力学性能是非常重要的。
力学性能不仅是本章学习的重点,同时也是整个教材的学习重点,希望同学们要努力学习掌握好这些内容。
本节课学习准备知识。
一、低碳钢的拉伸试验分析1、绘制拉伸试样应力与应变曲线金属材料的强度、刚度与塑性可通过静拉伸试验测定。
图1-1 力—伸长曲线和拉伸式样1-2应力—应变曲线力-伸长曲线(也叫拉伸曲线)为了消除试样尺寸影响,引入应力-应变曲线,如图1-2所示。
应力-应变曲线的形状与力-伸长曲线相似,只是坐标和数值不同,从中,可以看出金属材料的一些力学性能。
【板书】拉伸试样圆形长试样 L0=10×d0圆形短试样工 L0= 5×d0【讲解】d 0为试样的原始直径(mm ), L 0为试样的原始长度(mm )【讲解】拉伸曲线是指以载荷F 为纵坐标,试样伸长量△L 为横坐标绘制的曲线,如下图为低碳钢的拉伸曲线。
【板书】2、低碳钢的拉伸曲线四个阶段的分析:oe ─弹性形变形阶段试样的伸长量△L 和载荷F 成正比,试样只发生弹性形变。
es ─屈服阶段试样发生屈服现象,开始产生明显的塑性变形。
屈服现象:载荷保持不变或略有减小而试样的变形继续增加的现象。
sb ─强化阶段试样发生变形强化,产生大量的塑性变形。
变形强化:随着塑性变形的增加,金属材料强度、硬度增大,塑性、韧性下降的现象。
b Z ─缩颈阶段试样出现缩颈,塑性变形所需的载荷逐渐减小。
3、附加的一些概念【板书】(一)、载荷(金属材料在加工和使用过程中所受的外力)静载荷:指大小不变或变动很慢的载荷。
如地面所受讲台的压力,千斤顶工作所受的载荷。
冲击载荷:指突然增加的载荷。
如铁匠用铁锤锻打工件、高速行驶的汽车相撞的载荷。
交变载荷:指周期性或非周期性的动载荷。
如电扇主轴、弹簧工作时所受的载荷。
【交流与讨论】请根据下列的文字描述,判断物体所受的载荷类型。
电视机放在桌面上,桌面所受的载荷是_____________。
在金属拉伸试验中。
金属试样所受的载荷是_________。
电动机工作时,电动机主轴所受的载荷是___________。
人坐在沙发上,沙发里弹簧所受的载荷是___________。
子弹击中金属防弹衣,防弹衣所受的载荷是_________。
【板书】(二)、变形(金属材料受载荷作用发生几何形状和尺寸的变化。
)【演示】教师用橡皮筋、弹簧演示弹性变形,用镀锌钢丝、薄钢板演示塑性变形。
【板书】弹性变形:载荷去除后,可完全恢复的变形。
塑性变形:载荷去除后,不可恢复的永久变形。
【讲解】金属材料的弹性变形可用于控制机构运动、缓冲与吸振、储存能量等。
金属材料塑性变形可用于成型产品的加工,70%的金属材料是通过塑性变形加工成型的。
【交流与讨论】1、弹性变形与塑性变形的根本区别是什么?(有无永久变形。
)2、生活、生产哪些地方发生弹性变形或塑性变形?你知道哪些产品产通过塑性变形加工成形的?(①沙发、席梦思中弹簧变形;汽车、拖拉机车厢下板弹簧的变形;闹钟发条的变形。
②课桌椅上钢板折边、钢管弯折;自行车铃、弹壳的冲压加工;轿车车身冲压加工。
)3、加工制造好的机械零件,在使用时一旦发生塑性变形有什么危害?(零件变形、失效,甚至发生断裂。
)【板书】(三)应力1、内力 金属受外力作用后,在材料内部作用着与外力相对抗的力称为内力。
F 内力= F 外力【板书】 2、应力:单位面积上的内力。
σ=F S式中 F ──外力(N );S ──横截面积(mm 2);σ──应力,常用单位为MPa (N/mm 2),1MPa=106 Pa 。
【板书】结论:当横截面积一定时,应力越大,表示材料承受载荷的能力越大。
例 碳钢 最大应力Q235钢(生活中最常用的钢) 460 MPa45钢 (制电机主轴的钢) 600 MPa65Mn 钢(制沙发弹簧的钢) 735 MPa4、强度、与塑性(1)强度 是指材料在载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力。
强度的大小通常用应力表示,符号为σ,单位为MPa (兆帕)。
工程上常用的强度指标有:屈服点和抗拉强度等。