材料力学教案第二章

授课章节：第二章 轴向拉伸与压缩 §2—1 §2—2 §2—3 授课班级 授课日期 课 题 1.概述 2.轴向拉伸或压缩时横截面上的内力及应力 3.拉（压）杆的变形 时 数 2

教学目的及 要 求 1.掌握内力、轴力、应力的概念及轴力图的画法；

2.会正确运用公式计算拉、压杆的应力； 3.掌握杆件的变形计算。

教学重点 正确绘制轴力图，会求危险截面上的应力。

难 点 复杂内力图的正确画法

教学方法及 教 具 讲授法、演示法、讨论法相结合 多媒体 拉伸模型

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配

一、 复习上次内容，提问上节课留的思考题，并给出正确答案 二、 新授内容 第二章 轴向拉伸与压缩 Axial Tension and Compression 先用课件进行初步讲解，使学生有个感性认识，再进行详细讲解。 §2—1 概述 一、杆件特征 二、受力特征 三、变形特征 四、受力简图

讨论、归纳 演示、讲授 通过实例总结归纳。投影图

5min 10min 10min 课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配

§2—2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力及应力 一、轴向拉伸（压缩）杆的内力 轴力—拉力为正，压力为负。单位为：N kN 二、轴力图 通过例题讲解 （投影图） 三、轴向拉（压）杆的应力

AN 拉应力为正，压应力为负。单位：Pa、MPa

应用条件： 1.外力或其合力通过截面形心，且沿杆轴线作用； 2.可适用于弹性及塑性范围； 举例讲授作图步骤 通过例题讲解公式的应用 50min 3.适用于锥度α≤20°，横截面连续变化的直杆； 4.在外力作用点附近，杆截面积突然变化处，应力分布并不均匀，不能应用此公式，稍远一些的截面上仍能应用。（圣维南原理） 出一道题让学生练习，然后再讲解。 §2—3 拉（压）杆的变形

EAlNl

ll 

E







'

' 上述公式的含义及限制条件（胡克定律：P），讲例题一道，让学生练习一题，了解学生是否掌握。 小结、布置作业

用变形图举例引出变形公式

及时解决存在的问题

20min

5min 作 业 及 参考文献

预习第四节、第五节内容

思考题： P26 17-1 17-2 17-3 习 题： P26 17-1 17-2 17-3 17-4 参考文献：刘鸿文主编《材料力学》、苟文选主编《材料力学》导教·导学·导考、胡增强主编《材料力学800题》

课 后 小 结

授课章节：第二章 轴向拉伸与压缩 §2—4 §2—5 授课班级 授课日期 课 题 1. 拉伸和压缩时材料的机械性质； 2. 许用应力及安全系数。 时 数 2

教学目的及 要 求 1. 了解低碳钢和铸铁在拉伸与压缩变形中的力学性能；

2. 理解σp、σs、（σ0.2）、σb、E、δ和ψ等指标的力学意义； 3．掌握许用应力和安全系数的概念。

教学重点 四个强度指标，两个塑性指标和一个弹性指标。

难 点 安全系数的选择 教学方法及 教 具 讲授法、演示法、讨论法相结合 多媒体

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配 e f

f΄ h O d΄

g

Δl

d a b c

P

c΄

一、复习上次课内容（提问：正应力公式的4个应用条件） 二、学习新内容 §2—4拉伸和压缩时材料的机械性质 一、低碳钢拉伸（压缩）时的力学性能 1.变形的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 2.四个强度指标：σp、σe、σs、σb 3.一个弹性指标：E

提问、简述 演示、讲授 5min

60min

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配

4.两个塑性指标：

%AAA%lll1001001001 重点讲解%100%100001lllll与的区别 5.卸载定理及冷作硬化 二、其它塑性材料的力学性能 三、铸铁拉伸（压缩）时的力学性能 §2—5 许用应力及安全系数

njx

max n—

称为安全系数

ssjxnn][ bbjxnn



][

小结、布置作业

举例讲解（图）

简单讲述 30min 5min 作 业 及 参考文献

预习第六节内容

思考题：P26 17-4 17-5 17-6 17-7 习 题：P27 17-5 P29 17-14 参考文献：郑修麟主编《材料的力学性能》、刘鸿文主编《材料力学》

课 后 小 结

授课章节：第二章 轴向拉伸与压缩 §2—6 授课班级 授课日期 课 题 拉（压）杆的强度计算 时 数 2

教学目的及 要 求 1.熟练掌握三类强度计算问题；

2.掌握用胡克定律计算拉、压杆变形的方法。

教学重点 拉、压杆强度条件和三类强度问题

难 点 理解强度公式中不等号的意义

教学方法及 教 具 讲授法、演示法、讨论法相结合 多媒体

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配

一、复习上次课内容，提问思考题 二、学习新内容 §2—6 拉（压）杆的强度计算(Strength criterion)

根据公式][AN可进行三类强度计算：

1.强度校核：][AN 验算构件是否满足强度要求；

提问、讨论 讲授、练习 5min

90min

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配 2.设计截面尺寸：][NA 确定构件所需要的横截面面积； 3.确定许可载荷。][AN 确定工程构件的许可载荷。 讲例题2题，学生练习1题，及时发现问题进行讲解。 p P

D d

1

注意： 1．强度计算是材料力学的主要任务之一。对于拉、压杆，其强度条件为][AN。在使用公式时，必须搞清不等号的意义。 2．强度计算的主要步骤： ○1外力分析和计算； ○2内力计算； ○3强度计算。 3．当一个结构由几根拉、压杆组成时，各杆件都要满足强度条件，而且各杆件的实际轴力必须满足所有的静力平衡条件。 小结、布置作业

讲授、练习、讨论 总结 5min 作 业 及 参考文献

预习第七节内容

习题：P27 17-6 P28 17-10 P28 17-11 参考文献：刘鸿文主编《材料力学》、苟文选主编《材料力学》导教·导学·导考、胡增强主编《材料力学800题》

课 后 小 结

授课章节：第二章 轴向拉伸与压缩 §2—7 授课班级 授课日期 课 题 拉伸和压缩的超静定问题 时 数 2

教学目的及 要 求

1.了解静不定问题的一般解题方法；

2.熟练掌握一次静不定杆系的解法； 3.了解应力集中的现象和应力集中系数的意义。 教学重点 求解一次静不定问题

难 点 找变形协调条件

教学方法及 教 具 讲授法 、演示法、讨论法相结合 多媒体

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配

一、复习上次课内容 用1道例题讲解 二、学习新内容 §2—7拉伸压缩静不定问题 在超静定问题中，对于多于维持结构的几何不变所需的支座或杆件，习惯上称为“多于”约束。

超静定次数——未知力的数目多于静力平衡方程的数目。

讲授、讨论 演示、讲授 10min

80min

课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等） 时 间 分 配

步骤：1.列静力平衡方程 2.列几何方程 3.列物理方程 4.补充方程 5.联立求解全部未知数 补充变形协调方程，建立物理方程予以沟通，结合平衡方程联立求解。 先讲两道典型例题，再让学生练习一题。（求三杆桁架的内力） 用例题讲解温度应力和装配应力 一、温度应力 先用例题讲述问题的求解方法，然后学生练习一题。 二、装配应力 用例题讲述问题的求解方法。 （1）静力平衡方程——力学——原有基地 总结几类

超静定问

10min