3.5直桿軸向拉、壓的變形

1、《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)》（高教版）《直桿軸向拉、壓的變形，工程中的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)課題3.5直桿軸向拉、壓的變形3.6直桿軸向拉、壓在工程中的應(yīng)用教學(xué)時間2課時知識與技能1、認(rèn)識彈性變形、塑性變形、縱向變形、橫向變形、線彈性變形、塑性變形、縱向變形、橫向變形、線應(yīng)變等應(yīng)變等概念；2、了解斜拉橋、桁架、應(yīng)力集中現(xiàn)象等工程應(yīng)用；3、掌握胡克定律，計(jì)算軸向拉、壓桿的變形。過程與方法1、通過例題的講解，明確解題步驟、思路；2、工程實(shí)例增加感性認(rèn)識。教

2、學(xué)目標(biāo)情感、態(tài)度、價值觀1、通過例題的講解，培養(yǎng)舉一反三，解決工程問題能力；2、工程事故的講解，增強(qiáng)建筑施工安全意識。教學(xué)重點(diǎn)胡克定律；軸向拉、壓桿的變形計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)1、胡克定律計(jì)算式中各符合含義；2、計(jì)算變形時的單位的換算。教學(xué)內(nèi)容及其過程學(xué)生活動教師導(dǎo)學(xué)一、復(fù)習(xí)引入從力學(xué)角度來講，如何保證建筑物的安全？答：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件要有足夠的承載力，即足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。二、導(dǎo)學(xué)提綱3.5直桿軸向拉、壓的變形1.彈性變形是指彈性變形是指桿件

3、在外力作用下發(fā)生變形，隨著外力取消即隨之消失的變形。2.塑性變形是指塑性變形是指當(dāng)外力取消時不消失或不完全消失而殘留下來的變形。3.用手拉一根彈簧，當(dāng)拉力不大就放松，彈簧可以恢復(fù)原狀，表現(xiàn)為彈性變形性質(zhì)；當(dāng)拉力很大再放松時，彈簧被拉長了，說明彈簧有一部分變形不能消失而殘留下來，這部殘留的變形就是塑性變形。4.工程中構(gòu)件所受的力通常限定在彈性變形范圍內(nèi)。5.在軸向拉力作用下，桿件沿軸線方向?qū)⑸扉L，其橫向尺寸將減小。6縱向變形是指縱向變形是

4、指桿件沿軸線方向的變形；橫向變形是橫向變形是指垂直于軸線方向的變形。7.單位長度的變形稱為線應(yīng)變線應(yīng)變。8.土木工程中，通常按應(yīng)變的大小把材料分為兩類：ε≥5%的材料稱為塑性材料，例如低碳鋼、鋁、銅等；ε5%的材料稱為脆性材料，例如鑄鐵、石料、混凝土及普通玻璃等。9胡克定律表明在彈性受力彈性受力范圍內(nèi)，桿件縱向變形與范圍內(nèi)，桿件縱向變形與軸力及桿長成軸力及桿長成正比正比，與橫截面積成，與橫截面積成反比反比。乘積EA稱為桿件讓同學(xué)來回顧前

5、面所學(xué)知識。1、自主學(xué)習(xí)自學(xué)教材、自主完成導(dǎo)學(xué)提綱，記錄疑點(diǎn)或無法解決的問題，為交流作準(zhǔn)備。2、組內(nèi)交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共隨時注意前后知識的貫通，通過引導(dǎo)學(xué)生回答問題，并歸納、總結(jié)，引入課題。1、布置前置作業(yè)課前精心預(yù)設(shè)前置作業(yè)，（由導(dǎo)學(xué)提綱、練一練）組織《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)》（高教版）范圍內(nèi)），縱向變形與軸力FN、桿長及橫截面積A之l?l間存在著如下的比例關(guān)系：AlFlN??引入比例系數(shù)E，得到：EAlFlN＝?—

6、—胡克定律的另一種表達(dá)方式。??E＝例題：如圖所示，直徑為d=10cm的圓形木柱，承受軸向壓力，已知F1=20kN，F(xiàn)2=30kN，l=2m。木材的彈性模量E=10GPa，試計(jì)算木柱的總變形。解：木柱的受力情況決定了各段的軸力不同，因此應(yīng)分別計(jì)算AB和BC段的變形，再疊加。（1）求軸力（壓）kNF20F1NAB????（壓）kNFF50F21NBC?????（2）計(jì)算變形2225.784104cmdA??????2333105.7810

7、101021020??????????EAlFlABNABABmm51.0??mmEAlFlBCNBCBC91.1105.78101010310502333????????????（壓縮）mmlllBCAB42.2)91.1(51.0???????????3.6直桿軸向拉、壓在工程中的應(yīng)用四、練一練冷拉長為15m的HRB400鋼筋，當(dāng)控制應(yīng)力σ＝480MPa時，問鋼筋可伸長多少？（已知E=200GPa）五、工程實(shí)例1.圖示的斜拉橋是荊州