《2022年豫科版技术与设计2结构是如可承受应力的_共4页》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年豫科版技术与设计2结构是如可承受应力的_共4页（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、结构是如何承受应力的河南省南阳市西峡二高李勇教学目标1 知道内力、应力、载荷等概念2 能够对简单的结构的受力情况进行分析重点与难点重点是知道内力、应力等概念。能对简单结构进行受力分析。要求能分析横梁的弯曲受力情况。其中横梁弯曲的受力分析是难点。教学过程一、引入新课（小试验）准备几张A4 打印纸，一副扑克牌，几本厚书。按照图中所示的方法将打印纸展平、弯曲、曲折后架在两摞书中间，将扑克牌轻轻放在纸上，看哪种结构可以承受更多的扑克牌。搭纸桥根据试验结果讨论 教师总结：我们在作产品设计的时候，在满足功能要求的情况下，总是追求最少或最轻的材料组成结构，同时追求结构的强度最大化。为了达到这一目的，我们必须
2、先学会分析结构的受力情况。二、结构的受力分析先来学习几个概念：（准备一根弹簧）我们用力拉弹簧，弹簧会伸长，同时手会感觉到弹簧在拉我们的手。这个反作用力是怎样产生的？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页（答案：弹簧各个部分或分子之间存在拉力或引力。）总结：这种存在于物体各部分之间的相互作用力叫做内力 。 要想把弹簧拉断，必须克服材料的内力，所以内力反映了材料抗破坏的能力。即强度的大小。为了研究强度的问题，仅仅知道内力的大小是不够的，比如：同样大小的内力，作用在粗细不同的两根绳子上，那一根容易断？（答案：细绳容易断，因为单
3、位面积上承受的拉力更大）也就是说，我们还要知道内力在材料界面上的聚集程度。我们把单位面积上的内力称为应力。常见应力的几种类型应力的单位：帕斯卡（Pa），常用的单位还有兆帕（Mpa ）。 应力可以作为结构强度和刚度的基本指标。物体所受的外力又称为载荷 。载荷分为两类：1. 分散载荷。比如平屋顶上积着一层雪。整个屋顶都受雪的压力，这种载荷是连续不断地分布在屋顶整个面积上的。2. 集中载荷。比如一个人站在屋顶上，屋顶的受力部分仅限于人脚所站的地方。计算的时候甚至可以看作载荷集中于一个点上。在工程设计中，总是希望载荷均匀分布。三、简单拉伸和压缩的受力精选学习资料 - - - - - - - - - 名
4、师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页一根直杆，受到沿着中心线方向的拉力或者压力的时候，它会发生拉伸或者压缩形变。它内部的应力分别属于拉应力和压应力。现在要计算杆件内部的应力。首先假设沿轴向的应力是均匀分布的。则应力公式：P 是拉伸或者压缩载荷，单位是N。A 是拉伸或者压缩的截面面积，单位是mm2。是拉伸或者压缩应力，单位是MPa 。四、结构弯曲的受力分析刚才分析的是杆件受轴向载荷的时候的受力情况。很多情况下物体受到的载荷是垂直于中心轴的，比如建筑物的横梁、桥梁等。如果一辆汽车通过平板桥？桥会发生怎样的形变？（答案：弯曲形变）这个时候横梁内部受什么样的应力呢？我们一起研究
5、一下。我们可以这样试验。在横梁的侧面先画上均匀的矩形格子。当加上载荷以后，衡量会发生弯曲性变。这时候，我们观 察格子的形状和尺寸。会看到什么现象呢？结构弯曲的受力分析（演示实验或视频资料展示）结论：当发生弯曲形变的时候，上面被压缩，下面被拉伸。那么中间会怎样呢？ （答案：既不拉伸也不压缩） 结论：在横梁中间有一个面，既不拉伸也不压缩，这个面称为中性层。中性层不受应力。所谓的弯曲形变，就是同时在零件以中性层分界的两个面上分别产生拉伸和压缩形变。 五、拱形结构受力分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页 在建筑结构中常常用
6、刀拱形结构。这种结构的一个重要特性就是可以将弯曲应力变成压缩应力。如图拱形机构的受力先研究拱形顶部的一块石头，由于自身重力及其他外力作用，它有向下运动的趋势，这样就会对两边的势头产生压力。两边的石头反过来对它施加推力，同时对外侧的石头产生压力，这样所有石块都相互挤压形成一个半圆拱。最终将压力施加于河岸上。这一现象说明，拱形结构可以用压缩力代替拉力，改善结构的受力状态。拱形桥可以用强度较差的石块等建造。小结本节课学习了几个简单的概念：内力、应力、载荷、拉伸形变、压缩形变等。还对轴向受力的杆件和弯曲形变的横梁进行了受力分析。这些知识可以用来设计合适的结构。作业观察桌椅或其他结构，分析一下他们的受力方式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
