作品名稱：工程力學(xué)
學(xué)校名稱：西京學(xué)院
參賽隊伍：咯咯兮
參賽老師：趙巧絨
整門課的總體程序設(shè)計：
1、以工程實例和項目為載體設(shè)置教學(xué)單元，i=1,n,
2、根據(jù)課時、認知規(guī)律，分解為教學(xué)任務(wù)，j=1,m
3、分析教學(xué)重點、難點，設(shè)定“三基”要求與提高部分
4、選用教學(xué)形式、方法、手段
5、設(shè)計教學(xué)程序
6、教學(xué)實施，完成教學(xué)任務(wù)j,教學(xué)效果檢查
7、完成單元教i,教學(xué)效果檢查
一、將靜力學(xué)和材料力學(xué)設(shè)置為各教學(xué)單元
單元 基本要求
靜力學(xué) 受力分析 掌握常見的約束及約束力特點，能正確物體及物體受力圖
基本力系 掌握平面匯交力學(xué)與力偶系的合成，平衡條件及應(yīng)用
一般力系 掌握平面一般力學(xué)的簡化方法，會求解平面一般力系的平衡問題
空間力系 掌握力在空間直角坐標(biāo)系上的投影，力對軸之矩的計算方法，會求空間系平衡問題
材料力學(xué) 拉壓桿與聯(lián)接 掌握材料力學(xué)性能，會求拉壓桿內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、變形量；會用強度條件解決三類問題
圓軸扭轉(zhuǎn) 理解圓軸扭轉(zhuǎn)概念，會做扭轉(zhuǎn)圖，會求剪力及切應(yīng)力，會用強度及剛度條件解決解決三類問題
直梁彎曲 理解彎曲概念，會做內(nèi)力圖，掌握彎曲正應(yīng)力，變形計算方法，會用強度條件解決問題
組合變形 了解組合變形概念，會拉（壓）彎及彎扭組合變形的強度計算
壓桿穩(wěn)定 了解壓桿穩(wěn)定概念，掌握細長桿臨界力的計算及穩(wěn)定性計算校核方法
二、以項目和工程實例為載體將各單元分解為學(xué)習(xí)任務(wù)
單元 學(xué)習(xí)任務(wù) 情景實例 基本要求
基本力系 匯交力系合成與平衡的解析法 簡易起重機 理解力在直角坐標(biāo)軸上的投影 合力矩定理
平面力偶系 多軸鉆床鉆孔 理解力矩的概念和合力矩定理，理解力偶概念、性質(zhì)、力偶系的合成平衡
一般力系 平面一般力系平衡方程及應(yīng)用 塔機平衡配重選擇 掌握平面一般力系的平衡方程及應(yīng)用
考慮摩擦平衡問題 塔機起升制動器 掌握滑動摩擦力的計算
壓桿穩(wěn)定 壓桿確定的概念，細長壓桿的臨界力 螺旋千斤頂壓桿 了解壓桿穩(wěn)定的概念了解細長壓桿的臨界力計算
三、一次課程設(shè)計
本次課程主要針對《工程力學(xué)》中第六章圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度和剛度計算中的扭轉(zhuǎn)概念和實例及扭矩的計算進行講解和分析。
教學(xué)環(huán)境設(shè)計與組織安排 | 通過工程中方向盤受力分析，掌握扭轉(zhuǎn)變形概念和受力特點，扭矩與扭矩圖繪制。 | |
教學(xué)目標(biāo)及達成度 | 理論知識 | 掌握扭轉(zhuǎn)變形概念和特點、扭矩圖繪制 |
專業(yè)技能 | 掌握扭矩計算和扭矩圖繪制。 | |
職業(yè)道德 | 了解工程實踐中的態(tài)度：嚴肅認真、求真務(wù)實、忠誠真實 | |
通識能力 | 熟悉高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、疊加法 | |
教學(xué)重點難點 | 重點：扭矩計算公式 難點：扭矩圖的應(yīng)用 | |
教學(xué)方法手段媒介 | 教學(xué)方法：講授、實驗、合作學(xué)習(xí) 教學(xué)媒介：教科書、多媒體 | |
教學(xué)組織方式 | 1.講解——扭轉(zhuǎn)變形、扭矩計算 2.互動——討論工程中扭轉(zhuǎn)變形發(fā)生特點
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實踐環(huán)節(jié) | 課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)：方向盤的受力特點 課外實踐環(huán)節(jié)：觀察方向盤、扳手和閥門受力特點 | |
教 學(xué) 設(shè) 計
【教學(xué)進程安排】 第三章 扭 轉(zhuǎn) 3.1扭轉(zhuǎn)的概念與實例 扭轉(zhuǎn)是桿件的基本變形之一。工程中常把以扭轉(zhuǎn)變形為主要變形的直桿稱為軸。圓軸在工程中最常見，本節(jié)將研究圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力與強度計算。
一、 扭轉(zhuǎn)的概念與實例 桿件的兩端受到大小相等、轉(zhuǎn)向相反且作用平面直垂于桿軸線的力偶的作用，致使桿件各橫截面都繞桿軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，桿件表面的縱向線將變成螺旋線。 （1）受力特點：在垂直于桿件軸線的兩個相鄰平面內(nèi)作用有反向等值力偶。 （2）變形特點：任意兩個橫截面繞桿軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。 3.2傳動軸的外力偶矩、扭矩及扭轉(zhuǎn)圖 一、 外力偶矩的計算 已知軸傳遞的功率，軸的轉(zhuǎn)速，力偶矩的計算公式為： 其中：Nk---功率（kW) Me---外力偶矩(N.m) n---軸的轉(zhuǎn)速r/min) 當(dāng)桿件受到外力偶矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時其橫截面上的內(nèi)力偶矩。 （用T表示；單位：N.m或kN.m) 2、扭矩的正負號規(guī)定右手螺旋法則。 3、指定截面扭矩的計算方法。 用一假想的截從要求內(nèi)力處將 桿件切開分成兩段，取其中的任意一段為研究對象，畫出其受力圖，利用平衡方程，求出 內(nèi)力（扭矩）注意：在受力圖中，扭矩最好假設(shè)成正方向，如圖。 由力偶平衡得：Me-T=0即：T=Me三、扭矩圖： 用一個圖形來表示截面上的扭矩隨其截面位置變化關(guān)系。 例1：圖示圓軸的外力偶矩 MB=636.6N.m，MA=1591.5N.m， MC=954.9N.m。試作出其扭矩圖。 解：1、用一截面從1-1處將軸切開，取左部分為研究對象， 受力圖如圖（c)由（c）圖可得：T1- MB =0 所以 T1=636.6N.m2、用一截面從2-2處將軸切開，取右部分為研究對象，受力圖如圖（d)由（d）圖可得：T2+MC=0 所以 T2= -954.9N.m3、作扭矩圖 如圖(b) 【歸納總結(jié)】 基本內(nèi)容 1.扭轉(zhuǎn)的受力特點和變形特點； 2.扭矩計算和扭矩圖繪制。 重點：變形特點和扭矩計算公式 難點：扭矩圖應(yīng)用 【課外學(xué)習(xí)要求】 1.完成理論學(xué)習(xí)，觀察生活實例并進行扭矩分析計算； 2.以小組為單位進行談?wù)摚⒎治鼋Y(jié)果進行匯報。 【課后分析及改進】 1.加強學(xué)生獨立設(shè)計能力和團隊協(xié)作意識； 2.引導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)了解扭轉(zhuǎn)應(yīng)用。 | 注釋及備注
上節(jié)回顧
掌握扭轉(zhuǎn)變形特點
掌握扭矩計算公式
掌握扭矩正負號規(guī)定
掌握扭矩圖繪制 |
