金属材料的力学性能教案

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高职《金属材料力学性能》说课稿

《金属材料的力学性能》说课稿一、说教材：本任务是高等职业技术教育“十二五”规划教材《机械制造基础》项目一“机械工程材料及热处理”中的任务一。

本教材贯彻先进教育理念，以技能训练为主线、相关知识为支撑，较好的处理了理论教学和技能训练的关系，切实落实“管用、够用、适用”的教学指导思想，在内容安排上以实际案例为切入点，并尽量采用以图代文的编写形式，降低学习难度，提高学生的学习兴趣。

本任务是继“绪论”后的开篇之章，通过“绪论”的学习学生已经有了机械制造的概念：即“原材料——产品”的全过程。

万丈高楼平地起，本任务就是制造的源头，我们知道只有“知己知彼”，熟悉材料的性能，才能够正确的选择材料，应用材料为后续毛坯的成形、热处理、切削加工、质量检测、最终制造出优质的产品做保障，也只有在课程开始树立严谨的态度和质量意识，才会增强学生的职业责任感。

因此可见，本课的学习是本课程学习的重中之重。

本次授课对象：13机制1本次授课重点：材料强度和塑性的判断及实际意义本次授课难点：强度和塑性的测定本次授课时间：1课时二、说学生：我有一个愿望，希望我们的机械专业课不再是枯燥、烦闷的代名词。

能够像艺术课一样充满激情和魅力，当然，精彩的课堂是师生双方共同的努力的，我所面对的学生有这样的特点：1.大一的金工基础实习，为本课的学习奠定感性认知，可同时已经形成的重加工轻选材的思维定式也为本课的学习增加了难度。

2.大二真正进入专业课程的学习期，学生还没有专业的认同感和归属感；本课作为《机械制造基础》有通过每节课的学习潜移默化的影响学生对自我专业认同的责任。

3.尽管是网络信息化时代，学生可以自如的玩游戏，但是能够通过数字化的方式学习的意识淡薄，导致获取知识的途径受限，很多停留在被动接受的状态。

三、说目标为了使教学活动有目的，达到期望的效果。

本节课我设立了相应的专业能力目标、方法能力目标及社会能力目标。

专业能力目标：1.掌握金属材料的主要性能之：强度、塑性2.掌握强度、塑性的测量方法（拉伸实验）3.能够根据加工要求，正确地选择机械工程材料方法能力目标：1.具有较好的学习新知识的能力2.具有较好的分析和解决问题的方法和能力3.具备搜索、阅读、鉴别资料、文献、获取信息的能力社会能力目标：1.具备良好的沟通和交流能力2.具有严谨的工作态度和较强的质量和成本意识。

中职化工机械基础教案：金属材料的力学性能

江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案教学内容物体受外力作用后导致物体内部之间相互作用的力，称为内力。

单位面积上的内力，称为应力σ(N/mm2)。

应变是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化(%)。

（一）强度金属材料在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。

（1）屈服强度（2）抗拉强度。

抗拉强度是指试样拉断前承受的最大标称拉应力。

用符号σb表示，单位为N/mm2或MPa。

（3）疲劳强度金属在循环应力作用下能经受无限多次循环，而不断裂的最大应力值称为金属的疲劳强度。

即循环次数值N无穷大时所对应的最大应力值，称为疲劳强度。

（二）塑性塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。

金属材料的强度和塑性指标可以通过拉伸试验测得。

（三）韧性韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。

金属材料的韧性大小通常采用吸收能量K（单位是焦尔）指标来衡量。

强度是指金属在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的能力。

由于承受载荷（又称负荷）形式的不同，金属的强度可分为拉伸强度、压缩强度、弯曲强度等，各强度之间有一定的联系，一般常以拉伸强度为最基本的强度值。

塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形的能力。

其衡量指标有两个，一个是延伸率，实际中常以延伸率占的大小来区别材料塑性的好坏，延伸率＞2~5％的称为塑性材料，如铜、钢等；延伸率＜2~5％的称为脆性材料，如铸铁、混凝土等。

教学内容（二）硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，也是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。

硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹高度法等。

在压入法中根据载荷、压头和表示方法的不同，常用的硬度测试方法有布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。

1．布氏硬度布氏硬度的试验原理是用一定直径的硬质合金球，以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d，然后根据压痕直径d计算其硬度值的方法。

金属的力学性能教案

.金属材料与热处理陈健10中职（3）班、（四）班2011-02-28至03-44§2-2 金属的力学性能（1）、掌握金属力学性的基本概念。

（2）、了解各力学性能的衡量指标。

理解力学性能的基本概念。

对拉伸曲线各阶段分析。

挂图习题册P5，填空题1-15和P6的判断题金属力学的五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。

讲授、提问引导、图片展示、举例分析、§2-2金属的力学性能；各种机械零件或工具在使用过程中都要受到各种形式外力的作用。

如弯矩、扭力的作用。

这就要求金属材料必须具有一定的承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力说是金属材料力学性能。

用金属材料力学性能指标来衡量：有五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。

一、强度：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力，称为强度，强度的大小用应力表示。

多以抗拉强度作为判别强度高低的指标。

拉伸试验过程的四个特殊阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。

强度指标：a.弹性极限：Re=Fe/Sob.屈服强度：Rs=Fs/So试样产生屈服现象时所承受的应力。

它是机械设计的主要依据。

提示：起重机上的钢索悬吊物的拉力等。

提要：见书P17伸长曲线图及拉伸试c.抗拉强度：Rm=Fm/So材料在拉断前所承受的最大应力。

Fm是试样承受的最大载荷。

二、塑性：金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。

有两个指标：由拉伸试验测得，其指标包括：伸长率：A=Lu-Lo/Lox100%Lu:试样拉断后的标距长度，mmLo: 试样原始标距长度，mm断面收缩率：Z=So-Su/Sox100%So:试样原始横截面面积；Su:试样拉断后缩颈处的横截面积。

三、硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。

它是衡量材料软硬程度的指标。

常用的有布氏硬度(HBW)和洛氏硬度(HR) 验机。

提示：一般机件都是在弹性状态下工作，不允许有微小的塑性变形，更不允许工作应力大于Rm四.冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为韧性。

第1章-金属材料的力学性能学习教案

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（三）弹性比功弹性比功。又称弹性比能或应变能，它表示材
料发生弹性变形时可吸收能量的能力，在卸载(xiè zǎi)时，又能完全释放能量而使材料恢复原状。
三、强度强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗永久
变形和断裂的性能。（一）屈服点与屈服强度
屈服点σs（屈服强度σ0.2）：是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值。
（二）应力－应变曲线
二、刚度和弹性(tánxìng)
（一）弹性(tánxìng)模量弹性(tánxìng)模量E是指金属材料在
弹性(tánxìng)状态下的应力E 与应变的比值。工程上将材料抵抗弹性(tánxìng)变形的能力称为刚度。
（二）弹性(tánxìng)极限
弹性(tánxìng)极限σe：是材料在不产生塑性变形时所能承受的最
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实际测量时，硬度值一般均由硬度计的刻度盘上直接读出。
优点：是操作迅速简便，由于压痕较小，可在成品表面或较薄的金属上进行试验。同时，采用不
同标尺，可测出从极软到极硬材料的硬度。缺点：是因压痕较小，对组织比较粗大且不均匀的材料，测得的硬度不够(bùgòu)准确。故需测
定三点，取其算术平均值。一般用于测试淬火钢。
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三、维氏硬度用一个金刚石正四棱锥体压头，在规定试验(shìyàn) 力F作用下压入被测试金属表面，保持一定时间后卸除试验(shìyàn)力，然后再测量压痕投影的两对角线的平均长度d，进而计算出压痕的表面积S，用F/S作为被测试金属的硬度值，符号HV。
这种裂纹扩展时的邻界状态(zhuàngtài)所对应的应力场强度因子称为材料的断裂韧度。

《金属材料力学性能》说课教案

任务一金属材料的力学性能机械工程材料及热处理任务一金属材料的力学性能1）低碳钢拉伸曲线四阶段分析：机械工程材料及热处理一金属材料的性能1使用性能 2工艺性能二金属材料的力学性能（一）力学性能的概念1强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。

2.塑性金属材料在外力作用下破坏前产生变形的能力。

（二）强度、塑性的测定概念分析动态图片+举例讲解起重机的钢丝绳和大梁、千斤顶的顶杆、卷扬机中的传动轴等受力情况上 1.拉伸试验过程演示（6分钟视频播放）2.不同材料拉伸曲线分析 1）低碳钢拉伸曲线四阶段分析:“视频+PP T视频连接：金属材料拉伸试验/v_ show/id_XNDI2MDA1MDgO .html?from=y1.2-1-103 33-1.1-1-1-2教学过程弹性阶段，0E 屈服阶段，ES 强化阶段，SB 缩颈阶段，BK2）铸铁拉伸曲线分析结论1 :塑性材料屈服失效，有伸长（变形较大）脆性材料（铸铁），脆断失效，长度基本不变强度、塑性衡量指标机械工程材料及热处理FS 为材料产生屈服的最小载荷，单位N;S0为试样原始横截面积，单位为 mm2 2塑性指标：1）断后伸长率」吉wo%I o式中，I1为试样拉断后的标距长度， mm; I0为试样原来的标距长度，mm2）断面收缩率.s 0_s ,t100% S ）式中，S1为试样断裂处的横截面面积， mm2;S0为试样原始横截面面积，mm2。

3课堂练习P46第三题计算1；通过指标计算评定该批钢是否符合要求？（四）强度、塑性的实践应用1.塑性的意义1）是安全力学性能指标，防止产生突然破坏；2）缓和应力集中（塑性可松驰裂纹尖端的局部应力）； 3）有塑性才能进行轧制、挤压等冷热加工变形； 4）能反映冶金质量的优劣 2强度的意义材料的强度越高，机械零件的尺寸就可以减小，重量减轻。

【案例1航天飞行器每减重1克，可使运载火（变形很小）结论2:塑性材料抗拉性和抗压性一样；脆性材料抗压能力比抗拉能力大很多倍。

金属的力学性能教案

金属的力学性能教案 .（1）、掌握金属力学性的基本概念。

（2）、了解各力学性能的衡量指标。

理解力学性能的基本概念。

金属材料与热处理10中职（3）班、（四）班 2021-02-28至03-44陈健§2-2 金属的力学性能对拉伸曲线各阶段分析。

挂图习题册P5，填空题1-15和P6的判断题金属力学的五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。

讲授、提问引导、图片展示、举例分析、.§2-2金属的力学性能；各种机械零件或工具在使用过程中都要受到各种形式外力的作用。

如弯矩、扭力的作用。

这就要求金属材料必须具有一定的承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力说是金属材料力学性能。

用金属材料力学性能指标来衡量：有五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。

一、强度：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力，称为强度，强度的大小用应力表示。

多以抗拉强度作为判别强度高低的指标。

拉伸试验过程的四个特殊阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。

强度指标：a.弹性极限：Re=Fe/Sob.屈服强度：Rs=Fs/So试样产生屈服现象时所承受的应力。

它是机械设计的主要依据。

c.抗拉强度：Rm=Fm/So材料在拉断前所承受的最大应力。

Fm是试样承受的最大载荷。

提示：起重机上的钢索悬吊物的拉力等。

提要：见书P17伸长曲线图及拉伸试验机。

提示：一般机件都是在弹性状态下工作，不允许有微小的塑性变形，更不允许工作应力大于Rm二、塑性：金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。

有两个指标：由拉伸试验测得，其指标包括：伸长率：A=Lu-Lo/Lox100%Lu:试样拉断后的标距长度，mm Lo: 试样原始标距长度，mm断面收缩率：Z=So-Su/Sox100%So:试样原始横截面面积；Su:试样拉断后缩颈处的横截面积。

三、硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。

它是衡量材料软硬程度的指标。

金属材料力学性能教学设计

金属材料力学性能教学设计引言金属材料力学性能是材料科学领域中非常重要的一部分。

学生通过学习金属材料的力学性能，可以更好地理解材料的工作原理，应用于实际生产中。

本文旨在介绍一种针对大学本科材料科学专业学生设计的金属材料力学性能教学方案。

教学目标本教学方案的主要目标是让学生掌握以下几个方面的知识：•理解金属材料的弹性和塑性行为，以及与应力和应变的关系；•熟悉常见的金属材料力学性能测试方法，如拉伸试验、压缩试验等；•掌握材料本构关系的建立方法和应用；•理解金属材料动态力学性能的测试方法和应用。

教学内容和方法实验教学实验教学在金属材料力学性能的教学中占据非常重要的地位。

教师可以在教学实验室中设置一些常见金属材料力学性能测试的设备，例如万能试验机、震荡试验机等，让学生了解这些设备的基本原理和使用方法。

在实验教学中，教师需要引导学生体验实验过程，理解和处理实验数据。

例如在拉伸试验中，学生需要理解张力、应变等概念，学习如何在拉伸试验中测量和处理这些数据。

理论教学在理论教学中，教师可以利用课堂讲授、案例分析等教学手段，让学生了解金属材料力学性能的基本理论知识。

在讲授中，教师需要通过举例，帮助学生理解材料力学性能测试方法和材料本构关系的建立方法。

在理论教学中，教师还可以引入一些新兴的材料性能测试方法，如纳米压痕、扭转试验等，提高学生的综合应用能力。

课外拓展在课外拓展方面，教师可以引导学生阅读相关论文、书籍和杂志，了解最新的金属材料力学性能测试方法和应用。

教师可以组织学生参加学术会议和比赛，激发学生的兴趣和热情。

另外，教师也可以引导学生进行相关的小型研究，如针对某一类材料的弹性和塑性行为分析，从而提高学生的研究能力和创新能力。

教学评价教学评价是教学过程中的必要环节。

针对本教学方案，教师可以采用以下几种方法进行教学评价：•实验报告评分：学生需要根据实验结果撰写实验报告，并由教师进行评分；•期末考试：对于本课程的主要内容进行测试和评分；•小型研究论文评分：针对教师引导的小型研究，进行论文的撰写和评分。

金属材料的力学性能(教案)

复习旧课1、材料的发展历史2、工程材料的分类讲授新课第一章金属材料的力学性能材料的性能有使用性能和工艺性能两类使用性能是保证工件的正常工作应具备的性能，主要包括力学性能、物理性能、化学性能等。

工艺性能是材料在被加工过程中适应各种冷热加工的性能，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。

力学性能是指金属在外力作用下所显示的性能能。

金属力学性能指标有：强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。

第一节刚度、强度与塑性一、拉伸试验及力—伸长曲线L 0——原始标距长度；L1——拉断后试样标距长度d 0——原始直径。

d1——拉断后试样断口直径国际上常用的是L0=5 d0（短试样），L0=10 d0（长试样）[拉伸曲线]：拉伸试验中记录的拉伸力F与伸长量ΔL（某一拉伸力时试样的长度与原始长度的差ΔL=Lu-L0）的F—ΔL曲线称为拉伸曲线图。

Oe段：为纯弹性变形阶段，卸去载荷时，试样能恢复原状Es段：屈服阶段Sb段：强化阶段，试样产生均匀的塑性变形，并出现了强化Bk段：局部塑性变形阶段二、刚度刚度:金属材料抵抗弹变的能力指标：弹性模量 E E= σ / ε (Gpa )弹性范围内. 应力与应变的比值（或线形关系，正比）E↑刚度↑一定应力作用下弹性变形↓三、强度指标σ= F/S o强度：强度是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。

强度表示：强度一般用拉伸曲线上所对应某点的应力来表示。

单位采用N/mm2(或MPa 兆帕）σ= F/Aoσ——应力（MPa）；F——拉力（N）；S o——截面积（mm2）。

常用的强度判据主要有屈服点、条件屈服强度（也称为规定残余伸长应力）和抗拉强度等。

1、屈服点与条件屈服强度[屈服强度]σs 产生屈服时的应力（屈服点），亦表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。

[ 规定残余伸长应力]：σr0.2产生0.2%残余伸长率时的应力。

σr0.2= F r0.2/Ao2、抗拉强度[抗拉强度]：σb断裂前最大载荷时的应力（强度极限）σγ0.2常常难以测出，所以，脆性材料没有屈服强度指标，只有抗拉强度指标用于零件的设计计算。

金属材料的力学性能教案

金属材料的力学性能（第一课时）潘甜教学内容：金属材料力学性能的概念、力学性能指标及测定方法教学目标：1、掌握金属材料力学性能的基本概念。

2、理解金属材料的各种力学性能指标的表达方式及测定方法。

教学重点：1、材料的力学性能的概念。

2、强度、塑性指标的概念及测量方法。

教学难点：对材料的应力•应变曲线各阶段进行分析得岀材料的力学性能指标教学过程：一、导入前面我们已经学习了工程材料的种类及成形，材料的种类繁多, 用途甚广，但不同的材料性能各异，掌握各种材料的性能对材料的选择、加工及应用具有重要作用。

金属材料是目前应用最广泛的工程材料，我们首先了解金属材料的性能，而金属材料的力学性能指标是选择、使用金属材料的重要依据，所以，我们重点学习金属材料的力学性能的概念及性能指标。

二、授课内容1、金属材料的力学性能金属材料的性能可分为使用性能和工艺性能两人类。

使用性能指材料在使用过程中所表现出来的性能，包括力学性能、物理性能和化学性能。

工艺性能指材料在被加工过程屮适应各种冷热加工的性能, 包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。

材料的力学性能指材料在常温、静载作用下受外力作用（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）表现出来的宏观力学特性（变形或断裂）。

材料的力学性能主要有刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。

这些力学性能需采用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定。

2、低碳钢拉伸应力•应变曲线低碳钢拉伸的应力•应变曲线是说明材料力学性能的最明显的示例。

如图1所示，有一低碳钢圆柱标准试样，在拉伸试验机上对试样轴向施加静拉力F,使试样产生变形直至断裂，可测出试样的拉伸力与伸长量的F - △厶拉伸曲线图。

为消除试件尺寸对材料性能的影响, 定义应力a =-（单位面积上的拉力），应变£ =里（单位长度的伸长A L量）代替F和△厶，得到应力•应变曲线，如图2所示，对应力•应变曲线进行分析：图1低碳钢拉伸试样（1）弹性阶段（Ob段）：在拉伸的初始阶段，应力•应变曲线（oa 段）为一直线，应力与应变成正比，满足胡克定律，此阶段称为线性阶段，a点对应的应力如称为比例极限。

金属材料的力学性能

课题： 3.1.1金属材料的力学性能课型：复习课授课时间：2015.9.6 课时分配：共 2 课时教学目标：1、掌握金属材料力学性能的分类及用途2、理解金属材料各种力学性能指标的表达方式及测定方法3、了解金属材料力学性能的实际应用教学重点：1、强度指标的定义与分类2、硬度指标的定义与分类教学难点：金属的各力学指标的概念、测量方法教学过程：【案例导入】在进行机械制造时，首先进入技术准备阶段。

在技术技术准备中，要完成相关的工作。

这些工作中，有一项是非常重要的，那就是选择材料。

那么怎么选择材料呢？首先得研究常见的材料的性质，只有掌握了材料的特征性质才能顺利进行选材。

那么材料的性质有哪些呢？【教学内容】3.1.1金属材料的力学性能力学性能是指金属材料在受外力作用时所反映出来的性能。

力学性能指标，是选择、使用金属材料的重要依据。

金属材料的力学性能主要有：强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。

1、强度强度是在外力作用备注下，材料抵抗塑性变形和断裂的能力。

按作用力性质不同，强度可分为屈服点（屈服强度）、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。

在工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。

（1）屈服点当载荷增达到Fs 时，拉伸曲线出现了平台，即试样所承受的载荷几乎不变，但产生了不断增加的塑性变形，这种现象称为屈服。

屈服点是指在外力作用下开始产生明显塑性变形的最小应力。

用ós 表示。

ós= （MPa ）式中：Fs —试样产生明显塑性变形时所受的最小载荷，即拉伸曲线中S 点所对应的外力（N ） Ao —试样的原始截面积（mm2）（2）抗拉强度抗拉强度是金属材料断裂前所承受的最大应力，故又称强度极限。

常用ób 来表示。

ób= （MPa ）Ao Fs Ao Fb机、洛氏硬度机等。

（1）布氏硬度（HB）用布氏硬度机测试出来的硬度叫布氏硬度。

机械基础金属材料的性能教案

机械基础金属材料的性能教案一、教学目标1. 让学生了解金属材料的基本性能，包括力学性能、物理性能和化学性能。

2. 使学生掌握金属材料的性能指标及其在工程中的应用。

3. 培养学生对金属材料性能的判断和选择能力。

二、教学内容1. 金属材料的力学性能：强度、韧性、塑性、硬度等。

2. 金属材料的物理性能：密度、导电性、导热性、磁性等。

3. 金属材料的化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性等。

4. 金属材料的性能指标及应用。

三、教学方法1. 采用讲授法讲解金属材料的性能及指标。

2. 利用案例分析法分析金属材料在工程中的应用。

3. 开展小组讨论法，让学生互相交流金属材料性能的经验。

四、教学准备1. 教材或教学资源：《机械基础金属材料》等相关教材。

2. 多媒体设备：电脑、投影仪等。

3. 教具：金属材料样品、图片、图表等。

五、教学过程1. 导入：介绍金属材料在机械工程中的重要性，激发学生的学习兴趣。

2. 讲解金属材料的力学性能，通过示例让学生了解各种性能指标的定义及计算方法。

3. 讲解金属材料的物理性能，引导学生思考这些性能在实际工程中的应用。

4. 讲解金属材料的化学性能，重点介绍耐腐蚀性和抗氧化性的概念及重要性。

5. 分析金属材料的性能指标及其在工程中的应用，让学生学会根据需求选择合适的金属材料。

6. 布置课后作业，让学生巩固所学知识。

注意：这只是一个初步的教案框架，您可以根据实际教学需求进行调整和补充。

六、教学活动1. 案例分析：分析实际工程中金属材料性能的应用，如汽车、飞机等领域的材料选择。

2. 小组讨论：让学生探讨金属材料性能在机械设计中的重要性，分享彼此的经验和见解。

七、课堂互动1. 问答环节：学生提问，教师解答关于金属材料性能的问题。

2. 讨论环节：引导学生针对金属材料性能展开讨论，促进课堂互动。

八、评估与反馈1. 课后作业：布置相关练习题，巩固学生对金属材料性能的理解。

2. 课堂表现评估：观察学生在讨论、问答等环节的表现，了解学生的学习情况。

金属的力学性能教案

金属的力学性能教案一、教学目标1、让学生理解金属力学性能的基本概念，包括强度、硬度、塑性、韧性等。

2、使学生掌握常见的金属力学性能测试方法及原理。

3、培养学生分析金属力学性能数据的能力，以及将其应用于实际工程问题的思维。

4、激发学生对材料科学的兴趣，培养学生的科学探究精神。

二、教学重难点1、重点金属力学性能的主要指标及其含义。

拉伸试验、硬度测试的方法和原理。

2、难点理解金属变形和断裂的微观机制与力学性能之间的关系。

如何根据力学性能数据选择合适的金属材料。

三、教学方法1、讲授法：讲解金属力学性能的基本概念和理论知识。

2、实验演示法：通过实验演示拉伸试验和硬度测试过程，增强学生的直观认识。

3、案例分析法：结合实际工程案例，分析金属力学性能在材料选择和设计中的应用。

四、教学过程1、课程导入（约 5 分钟）通过展示一些常见的金属制品，如汽车零件、建筑结构、机械工具等，提问学生这些金属制品在使用过程中需要具备哪些性能，从而引出金属力学性能的主题。

2、知识讲解（约 30 分钟）强度：解释强度的概念，包括屈服强度和抗拉强度。

以拉伸试验为例，说明如何通过应力应变曲线确定强度指标。

强调强度是金属抵抗塑性变形和断裂的能力。

硬度：介绍硬度的定义和常见的硬度测试方法，如布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

讲解硬度与强度之间的关系。

塑性：阐述塑性的含义，即金属产生永久变形而不破坏的能力。

用伸长率和断面收缩率来衡量塑性。

解释塑性在金属加工和成型中的重要性。

韧性：说明韧性是金属抵抗冲击载荷的能力。

介绍冲击试验的方法和冲击韧性的概念。

3、实验演示（约 20 分钟）在实验室或通过视频演示拉伸试验和硬度测试的操作过程。

让学生观察试验设备、试样的变形和破坏情况，以及测试数据的获取。

4、小组讨论（约 15 分钟）将学生分成小组，讨论以下问题：不同金属材料的力学性能差异及其原因。

如何根据具体的使用要求选择合适的金属材料。

5、案例分析（约 20 分钟）展示实际工程中的案例，如桥梁结构的选材、机械零件的失效分析等，让学生运用所学的金属力学性能知识进行分析和讨论。

金属材料力学性能课程设计

金属材料力学性能课程设计一、前言金属材料力学性能是评价金属材料性能的重要指标之一。

通过本课程设计，希望同学们能够深入理解金属材料的力学性能，掌握材料测试的方法和过程，提高学习兴趣，加深对材料力学性能的认识。

二、课程设计内容2.1 课程设计目的通过本次课程设计，学习和掌握以下内容：•金属材料的力学性能参数及测试方法；•材料力学性能的分析和评价；•学习如何制定课程设计方案；•实际操作材料测试设备，获取实验数据；•使用统计软件进行数据处理和分析。

2.2 设计方案本次课程设计采用以下设计方案：2.2.1 课程组成本次课程设计包括以下两个部分：•基础理论学习：学习课堂上的知识，包括金属材料力学性能的参数和测试方法、如何进行力学性能分析、统计学知识等；•实验操作：使用材料测试设备进行实验操作，获取数据并进行处理和分析。

2.2.2 实验内容根据本次课程设计的目的，我们选择了以下实验内容：1.材料拉伸试验2.材料硬度测试3.材料冲击试验4.材料疲劳试验2.2.3 实验流程以下是每项实验的具体流程：2.2.3.1 材料拉伸试验1.将待测样品放入材料拉伸试验机中；2.调整试验机相关参数；3.采集和记录数据；4.将数据传入计算机，使用统计软件做数据处理和分析；5.根据分析结果，给出相应的结论。

2.2.3.2 材料硬度测试1.将待测样品放入硬度测试机中；2.调整试验机相关参数；3.测试样品硬度；4.将数据传入计算机，使用统计软件做数据处理和分析；5.根据分析结果，给出相应的结论。

2.2.3.3 材料冲击试验1.将待测样品放入冲击试验机中；2.调整试验机相关参数；3.进行冲击实验；4.采集和记录数据；5.将数据传入计算机，使用统计软件做数据处理和分析；6.根据分析结果，给出相应的结论。

2.2.3.4 材料疲劳试验1.将待测样品放入疲劳试验机中；2.调整试验机相关参数；3.进行疲劳实验；4.采集和记录数据；5.将数据传入计算机，使用统计软件做数据处理和分析；6.根据分析结果，给出相应的结论。

金属材料--金属的力学性能教案

§2-2金属的力学性能学习目的：★理解金属材料性能（工艺性能、使用性能）的概念、分类。

★掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号。

★掌握拉伸试验的测定方法；力——伸长曲线的几个阶段；屈服点的概念。

教学重点与难点1、理解力——伸长曲线是教学重点；2、强度、塑性是教学难点复习载荷可分为：静载荷、冲击载荷、交变载荷。

内力、应力的概念。

新课：★力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。

力学性能包括：强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。

一、强度：①概念：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。

强度的大小用应力来表示。

②根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。

一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。

1、拉伸试样：拉伸试样的形状一般有圆形和矩形。

Do：直径Lo：标距长度长试样：Lo=10do短试样：Lo=5do力-伸长曲线：如下图，以低碳钢为例纵坐标表示力F，单位N；横坐标表示伸长量△L，单位为mm。

（1）oe：弹性变形阶段：试样变形完全是弹性的，这种随载荷的存在而产生，随载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。

Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。

（2）es：屈服阶段：不能随载荷的去除而消失的变形称为。

在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。

屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。

Fs称为屈服载荷（3）sb：强化阶段：随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。

Fb：试样拉伸的最大载荷。

（4）bz：缩颈阶段（局部塑性变形阶段）当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。

工程上使用的金属材料，多数没有明显的屈服现象，有些脆性材料，不但没有屈服现象，而且也不产生“缩颈”。

如铸铁等。

3、强度指标：（1）屈服点：在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。

金属材料的力学性能(冲击韧度、疲劳强度)

山东省轻工工程学校教案1-电机；2-皮带轮；3-摆臂；4-杆销；5-摆杆； 6-摆锤；7-试件；8-指示器；9-电源开关；10-指示灯图1 冲击试验结构及原理图摆锤在A 处所具有的势能为：E=GH=GL(1-COS α) (1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为：E 1=Gh=GL(1-COS β) (2) 势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K :A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。

三﹑实验设备及试样1．JB-300/150手动冲击试验机，摆锤预扬角135°，冲击速度约5m/s 。

2．游标卡尺3．实验试样：若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结βα果不能直接比较和换算。

因此，实验试样应严格控制其形状、尺寸精度及表面粗糙度。

试样缺口底部应光滑、无与缺口轴线平行的明显划痕。

四﹑实验步骤1．测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。

2．根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。

3．试验前必须检查试验机是否处于正常状态，各运转部件及其紧固件必须安全可靠。

4．如下图安装试样。

使试样缺口背对刀刃，平放并挨紧在两个钳口支座上，用找正板找正，使试样缺口正好位于钳口跨距中间对正冲击刀刃。

5、进行试验。

将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。

值。

取下试样，观察断口。

试验6、记录表盘上所示的冲击功AKU完毕，将试验机复原。

7、冲击试验要特别注意人身的安全。

五﹑实验结果处理1.计算冲击韧性值αK.αK=(J/cm2) (4)式中，AKU 为U型缺口试样的冲击吸收功(J)；S为试样缺口处断面面积(cm2)。

冲击韧性值αK是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸，缺口形状，试验温度等的变化而不同。

中职金工实训第一章金属材料的力学性能

中职⾦⼯实训第⼀章⾦属材料的⼒学性能教案⼆【教学组织】1．提问5分钟2．讲解75分钟3．⼩结5分钟4．布置作业5分钟【教学内容】第⼀章⾦属材料的⼒学性能⾦属材料的性能包括使⽤性能和⼯艺性能。

●使⽤性能是指⾦属材料为保证机械零件或⼯具正常⼯作应具备的性能，即在使⽤过程中所表现出的特性。

使⽤性能包括⼒学性能（或机械性能）、物理性能和化学性能等。

●⼯艺性能是指⾦属材料在制造机械零件或⼯具的过程中，适应各种冷、热加⼯的性能，也就是⾦属材料采⽤某种成形加⼯⽅法制成成品的难易程度。

⼯艺性能包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能及切削加⼯性能等。

第⼀节⾦属材料的强度与塑性⼀、⼒学性能的概念●⾦属材料的⼒学性能是指⾦属材料在⼒作⽤下所显⽰的与弹性和⾮弹性反应相关或涉及应⼒—应变关系的性能，⼜称机械性能，主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等。

●物体受外⼒作⽤后导致物体内部之间相互作⽤的⼒称为内⼒。

●单位⾯积上的内⼒称为应⼒σ(N/mm2或Mpa）。

●应变?是指由外⼒所引起的物体原始尺⼨或形状的相对变化(%)。

⼆、拉伸试验过程分析●拉伸试验是指⽤静（缓慢）拉伸⼒对试样进⾏轴向拉伸，通过测量拉伸⼒和伸长量，测定试样强度、塑性等⼒学性能的试验。

圆柱形拉伸试样分为短圆柱形试样和长圆柱形试样两种。

长圆柱形拉伸试样L0=10d0；短圆柱形拉伸试样L0=5d0。

●在进⾏拉伸试验时，拉伸⼒F和试样伸长量△L之间的关系曲线，称为⼒-伸长曲线。

a）拉伸前 b）拉断后图1-1 圆柱形拉伸试样图1-2 退⽕低碳钢的⼒—伸长曲线完整的拉伸试验和⼒⼀伸长曲线包括弹性变形阶段、屈服阶段、变形强化阶段、颈缩与断裂四个阶段。

三、强度●强度是⾦属材料抵抗永久变形和断裂的能⼒。

⾦属材料的强度指标主要有屈服强度（或规定残余伸长强度）、抗拉强度等。

1.屈服强度和规定残余伸长应⼒●屈服强度是指拉伸试样在拉伸试验过程中拉⼒（或载荷）不增加(保持恒定)仍然能继续伸长(变形)时的应⼒。