材料力学中弯曲内力的教学研究

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1、万方数据第19卷第4期2005年7月株洲工学院学报JoumalofZhuzhouInstituteofTechnologyV01．19No．4Jul．2005材料力学中弯曲内力的教学研究陈莘莘。李庆华(株洲工学院，湖南株洲412008)摘要：对材料力学中弯曲内力的传统教学方法进行改革，设计一种新的教学方法。关键词：材料力学；弯曲内力；教学改革中图分类号：G642．0文献标识码：A文章编号：1008—2611(2005)04—0127—02在材料力学的教学中，弯曲内力既是重点又是难点。因为当构件的受载与变

2、形情况不同时，绘出的内力图也就不同。弯曲内力的计算、内力图的绘制在材料力学的教学中非常重要，教师在讲授时都做重点讲解，而学生在学习过程中，常常感到难于掌握。为攻克这一教学难点，笔者在材料力学的教学实践基础上，对弯曲内力的教学方法进行了研究，提出了一种新的教学方法。实践证明，采用这种方法进行教学，学生能在较短的时问内熟练掌握弯曲内力图的绘制。1传统教学方法的弊端材料力学教师在讲授梁的弯曲内力时，通常先讲解弯曲变形与平面弯曲等基本概念，再讲解梁的横截面上的剪力和弯矩的定义、剪力和弯矩的正负号规定及其计算，接

3、下来重点讲授如何用“截面法”列出梁的剪力方程和弯矩方程，从而作出剪力图和弯矩图。对于多学时的材料力学，可能会介绍载荷集度、剪力和弯矩问的关系，分析载荷图、剪力图和弯矩图3者问的关系，及如何根据它们的关系用“简易法”作剪力图和弯矩图；而对于少学时的材料力学，则往往把这一节的教学内容给删除了。这种教学方法的弊端是显而易见的。用“截面法”作图时，频繁地作截面不但降低了作图速度，且使错误增多，降低了作图的准确性。尤其是当梁上作用的载荷较多时，更是要频繁地作截面，分段列出多个剪力方程、弯矩方程后才能作图，因此学生

4、难于掌握，常产生畏难情绪，学习的积极性被挫伤。这时如果再往下学习载荷集度、剪力和弯矩间的关系，学习剪力图和弯矩图的“简易法”，其教学效果就可想而知了。对于少学时的材料力学，将这一节教学内容删除，学生就更加难于掌握快速准确作剪力图、弯矩图的方法。2优化教学方法2．1载荷集度、剪力和弯矩间的关系在教学中的地位学生如果理解了载荷集度、剪力和弯矩间的关系，就可以很快掌握用“简易法”作剪力图和弯矩图。另外，学生也可利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系去检验自己所作的剪力图和弯矩图是否正确，同时也可加深对“截面法”作剪

5、力图和弯矩图的理解。学生如果没有理解载荷集度、剪力和弯矩问的关系，单纯利用“截面法”列剪力方程、弯矩方程的方法作图，的确费时费力。另外，由于对所作的剪力图、弯矩图缺乏整体把握，作图带有一定的盲目性，偶尔在计算中的一些错误也就很难发现。可见，载荷集度、剪力和弯矩间的关系在弯曲内力的教学中非常重要，是学生能否熟练掌握作剪力图和弯矩图方法的关键。对于多学时的材料力学，这一节的内容要讲深讲透；对于少学时的材料力学，这一节的内容不仅不能删，反而要重点讲解，所占课时可适当由删除其它一些工程实际中应用不多的内容补充。

6、2．2载荷集度、剪力和弯矩间的关系易理解、记忆载荷集度、剪力和弯矩间的关系可用如下3个公式表示：_dQ(x)-q(x)；iaM(x)：Q(z)；—d2—Mr(x)-q(x)。这3个公式的推导并不难，而且大多数现有的材料力学教材都对这3个公式作了洋细推导，只要具备了基本的高等数学知识和理论力学知识就可以理解。收稿日期：2005—12—11作者简介：陈莘苹(1975一)，男，江西赣县人，株洲工学院教师，硕士，丰要从事工程力学和运输包装方面的教学与研究万方数据128株洲工学院学报2005矩另外，这3个公式非常

7、简单，记忆也并不困难。只要理解了这3个公式的含义，掌握了它的应用，那么这3个公式就是一个非常有用的工具，在剪力图、弯矩图的绘制和检验中将发挥重要作用。所以这一节内容应该作为一个教学重点来讲授。2．3优化教学内容的顺序载荷集度、剪力和弯矩间的关系既然在剪力图、弯矩图的绘制中起着举足轻重的作用，那么我们在教学中就应该让学生尽早接触，从而贯穿于弯曲内力的整个教学过程，不断强化其应用，从而达到学生能熟练掌握其应用的目的。为此，笔者在教学实践中对弯曲内力这一章教学内容的顺序进行了优化，即：①弯曲变形与平面弯曲等基

8、本概念；②梁的横截面上的剪力和弯矩的定义、剪力和弯矩的正负号的规定及其计算；③载荷集度、剪力和弯矩间的关系，分析载荷图、剪力图和弯矩图3者之问的关系，以及如何根据载荷图、剪力图和弯矩图3者之间的关系用“简易法”来作剪力图和弯矩图；④“截面法”列出梁的剪力方程和弯矩方程，从而再作出剪力图和弯矩图。将第③部分与第④部分教学内容的顺序颠倒，主要基于以下两点理由：第一，“截面法”思想在材料力学中讲轴力图、扭矩图的绘制时已经多次接触，现已基本掌握其内