【摘 要】
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摘要：构件横截面上的应力分布、应力计算公式和变形的计算公式是材料力学拉压、扭转和弯曲变形教学中的重点内容。但是，这些理论知识非常抽象，学生较难理解。本文以三种不同截面的扭转变形为例，将有限元的数值计算结果，通过图形的方式引入到教学中，不仅验证了圆截面杆件扭转时的平面假设，也形象地说明了矩形截面杆件扭转时的翘曲变形，加深了学生对扭转的感性认识。 关键词：材料力学；ANSYS；有限元；教学 中图分
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摘要：构件横截面上的应力分布、应力计算公式和变形的计算公式是材料力学拉压、扭转和弯曲变形教学中的重点内容。但是，这些理论知识非常抽象，学生较难理解。本文以三种不同截面的扭转变形为例，将有限元的数值计算结果，通过图形的方式引入到教学中，不仅验证了圆截面杆件扭转时的平面假设，也形象地说明了矩形截面杆件扭转时的翘曲变形，加深了学生对扭转的感性认识。
关键词：材料力学；ANSYS；有限元；教学
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0272-01
材料力学教学中，拉压、扭转和弯曲等都主要围绕构件的强度和刚度两大问题展开，掌握构件横截面上的应力分布、应力计算公式和变形的计算公式是教学的重点内容［1］。但是，这些理论知识非常抽象，学生较难理解。本文以薄壁圆筒、实心圆轴和矩形截面等三种不同截面的扭转变形为例，将有限元的数值计算结果，通过图形的方式引入到教学中，不仅验证了圆截面杆件扭转时的平面假设，也形象地说明了矩形截面杆件扭转时的翘曲变形，加深了学生对扭转的感性认识。
在利用ANSYS软件［2］进行计算时，对三种不同截面的扭转构件，一端固定，一端施加载荷扭矩。在有限元建模时将扭矩等效于作用在结点的力，这些力对轴心的矩之和为载荷扭矩。
一、薄壁圆管的扭转
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