Методическая разработка учебного занятия по технической механике Построение эпюр продольных сил

ОГАПОУ «Белгородский машиностроительный техникум»



Методическая разработка
учебного занятия
по технической механике на тему:

« Построение эпюр продольных сил »




Преподаватель дисциплин
общепрофессионального цикла:
Черняева Н.В.



Белгород 2016
Цели урока:

дидактическая цель - научить обучающихся последовательности и основным правилам построения эпюр продольных сил;
развивающая цель – продолжить формирование умений планировать свою деятельность и вести самоконтроль без посторонней помощи;
воспитательная цель - воспитывать стремление к рациональной организации труда, ответственности за полученный результат.

Тип урока: комбинированный
Оснащение урока: мультимедиапроектор, презентация
Литература:
- Техническая механика: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014.- 352 с.
- Гольдин И.И., Прокофьев Ю.В. Основы технической механики. Учеб. пособие для подгот. рабочих. М., «Высш. школа», 1974.
Ход урока:
I.Организационный момент (3 минуты):
1.1 Приветствие.
1.2 Проверка отсутствующих.
1.3 Проверка готовности к уроку.
II. Актуализация ранее полученных знаний (5 минут):
2.1 Устный опрос по следующим вопросам:
Как называется основной метод сопромата, применяемый для нахождения внутренних силовых факторов, возникающий при различных деформациях?
Рассказать этапы метода сечений.
Метод сечений (метод определения внутренних сил).
а) Мысленно рассекаем брус, к которому приложена известная внешняя сила. Брус находится в равновесии:
б) Отбрасываем одну из частей:


в) Для сохранения равновесия заменяем действие отброшенной части искомыми внутренними силами:


г)Уравновешиваем неизвестную внутреннюю силу и внешнюю нагрузку, т.е. по правилам статики составляем и решаем уравнение равновесия:
-N+500 Н = 0
N = 500 Н
Вывод: Внутренняя сила N равна приложенной внешней нагрузке 500 Н.
3. Какие внутренние силовые факторы, каким деформациям соответствуют?
4. Как обозначается продольная сила?
III. Изложение нового материала (20 минут):
Итак, продольная сила N - это внутренний силовой фактор, который возникает при деформациях растяжения и сжатия. Для наглядности принято изображать распределение внутренних силовых факторов в виде эпюр. Эпюра - это график распределения внутреннего силового фактора, в нашем случае продольной силы N, вдоль оси бруса.
Правило знаков силы N
Растягивающие (направленные от сечения) продольные силы считаются положительными (+), а сжимающие (направленные к сечению) - отрицательными(-).



Рассмотрим брус, нагруженный внешними силами вдоль оси. Брус закреплен в стене (закрепление «заделка») Делим брус на участки нагружения. Участком нагружения считают часть бруса, расположенную между точками приложения внешних сил. Начинаем нумеровать участки со свободного конца бруса. В нашем случае 3 участка. Воспользуемся методом сечений, и определим внутренние силовые факторы внутри каждого участка графически и используя уравнение равновесия. Ось Оz по оси бруса направлена вправо. Параллельно ведем построения и расчет по участкам.









Участок 1:
·Fz = 0; - 3F + N1 = 0; N1 = 3F. Продольная сила положительна, участок 1 растянут.
Участок 2:
·Fz = 0; -3F + 2F + N2 = 0; N2 = = F. Продольная сила положительна, участок 2 растянут.
Участок 3:
·Fz = 0; -3F + 2F + 5F - N3 = 0; N3 = 4F. Продольная сила отрицательна, участок 3 сжат. Полученное значение Nз равно реакции в заделке.
Приступаем к построению эпюры. Ось эпюры параллельна продольной оси. Нулевая линия проводится тонкой линией. Значения сил откладывают от оси, положительные - вверх, отрицательные - вниз. В пределах одного участка значение силы не меняется, поэтому эпюра очерчивается отрезками прямых линий, параллельными оси Oz. На эпюре сбоку проставляются значения Nz. Величины продольных сил откладывают в заранее выбранном масштабе. Эпюра по контуру обводится толстой линией и заштриховывается поперек оси.
Правило контроля: в месте приложения внешней силы на эпюре должен быть скачок на величину приложенной силы.
Изучая деформации при растяжении и сжатии, обнаруживаем, что выполняются гипотеза плоских сечений и принцип смягчения граничных условий. Гипотеза плоских сечений заключается в том, что поперечное сечение бруса, плоское и перпендикулярное продольной оси, после деформации остается плоским и перпендикулярным продольной оси. Следовательно, продольные внутренние волокна удлиняются одинаково, а внутренние силы упругости распределены по сечению равномерно. Принцип смягчения граничных условий гласит: в точках тела, удаленных от мест приложения нагрузки, модуль внутренних сил мало зависит от способа закрепления. Поэтому при решении задач не уточняют способ закрепления.
IV. Закрепление полученных знаний (5 минут):
4.1. Устный опрос по основным понятиям темы:
- Что называется участком нагружения?
- Каково правило знаков продольной силы?
- Что такое эпюра?
- назовите правило контроля при построении эпюр?
- Как откладывается относительно оси положительные и отрицательные значения внутреннего силового фактора продольной силы N?
4.2. Выполнение практического задания: с помощью метода сечений определить величину внутреннего силового фактора в сечении 1-1 и вид нагружения.
(Рисунок 1)
V. Подведения итогов занятия (3 минуты):

5.1 Анализ основных ошибок, допущенных в при выполнении практического задания.

5.2 Обобщение основных моментов урока.
5.3 Оценка работы на уроке.
VI. Домашнее задание (3 минуты):
Стр.104-106;
Задание: с помощью метода сечений определить величину внутреннего силового фактора в сечении 2-2 и вид нагружения (Рисунок 1).
VIII. Рефлексия (2 минуты):
- Что нового изучено на уроке?
- Что осталось непонятным?