[工学]材料力学课程设计.docVIP

材料力学课程设计 汽车底盘车架静力分析和强度计算 学院：交通学院 专业：土木路桥 学号设计者：潘鹏刚 指导老师：李锋 目录 1 材料力学课程设计目的 2材料力学课程设计任务和要求 3 材料力学课程设计过程与结果 （1）设计题目 （2） 设计题目已知条件及具体任务 a已知条件和数据 b 具体要求 (3)设计计算求解过程 a 支反力求解 b 车架内力图 c截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线 d 车架最大挠度fmax求解与所在截面确定 e 车架挠曲线 f按给定条件车架截面尺寸设计 (4) 结果分析及讨论 4参考文献 5附录（程序设计） 1 材料力学课程设计目的 本课程设计的目的在于系统的学完材料力学这门课后，能运用其基本原理与计算方法，在实际工程问题的研究中，独立的分析计算工程中典型零件的受力情况，以达到综合运用材料力学知识解决工程实际问题的目的。同时，在解决实际问题的过程中既将材料力学的基本理论语现代的计算方法融为一体，又锻炼了分析解决实际问题的能力；既综合运用之前所学的知识（高数 工图 理力 材力 ）并得以巩固加强，又为之后专业课（结构力学，弹性理学）学习打下坚实的基础。具体化为以下三点： 1 系统化完整化所学的材料力学知识，进一步巩固所学知识； 2 在复习的基础上，结合对实际工程问题的研究解决得以深化，将理论与实践结合； 3 巩固并灵活运用之前所学几门课程的知识，有机结合这几门学科并为之后的课程学习打下基础。 2 材料力学课程设计的任务和要求 要求参加者系统复习材料力学的基本理论和方法，独立分析判断课程设计已知的数据 条件和具体要求。画出受力分析简图和内力图，列出理论依据和计算得出结果的详细过程。对结果进行分析与讨论，写下心得体会，并完成课程设计说明书。 3 材料力学课程设计过程与结果 (1) 设计题目： HZ140TR2后置旅游车底盘车架的静力分析及强度刚度计算 (2) 设计题目已知条件及具体任务 a 已知条件和数据 HZ140TR2后置旅游车底盘车架简化后如图（1）所示。满载时前部受重力FA 作用，后部受重力FB作用，乘客区均布载荷为q（含部分车身重），梁为变截面梁。计算过程中忽略圆角的影响，并把梁抽象为等厚度闭口薄壁矩形截面的阶梯梁。材料的弹性模量E，许用应力[σ]及有关数据由下表给出： L1/m L2/m L3/m L4/m L5/m h1/m b1/m h2/m b2/m 1.1 1.6 3.1 1.6 2.1 0.1 0.06 0.12 0.08 h3/m B3/m t/m E/GPa [σ]/MPa FA/N FB/N q/N/mm 0.11 0.07 0.005 210 160 2680 4400 15.1 FA q FB A C D F G B 1 2 3 L1 L2 L3 L4 L5 h1 h2 h3 b1 b2 b3 b 具体要求 1 计算前簧固定端C处，前簧滑板D处，后簧固定端F处，后簧滑板G处的支反力。 2 画出支架的内力图。 3 画出各截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线。 4 用能量法求出车架最大挠度fmax的值及所发生的截面，画出车架挠曲线的大致形状。 5若壁厚t不变，取h/b=1.5，按等截面梁重新设计车架截面尺寸。 (3) 数据处理与计算过程 a 支反力求解 计算前簧固定端C处，前簧滑板D处，后簧固定端F处，后簧滑板G处的支反力。由静不定知识可知此结构为二次静不定结构，去掉C G两处多余约束，悬梁AB作为静定基。 FA q FB C G A D F B PC PG 由于C处G处原为铰链约束所以其垂直位移都为0， fC=0 fG=0 。 在C G两点分别施加沿PC，PG方向的单位力1，做其分别单独作用下的弯矩图，然后再做FA FB PC PG PD PF分别单独作用下的弯矩图。利用图乘法 分别计算。 FA单独作用 -7236 C点单位力和PC分别单独作用 1.6PC 1.6 G点单位力和PG分别单独作用 1.6PG 1.6 FB单独作用 -16280 q单独作用 -19328 -19328 fC=PC11+1FA+1q+12+1PG+1FB 单位力1与单位力1图乘 11=1c1/EI+2Mc2/EI =()/EI =4.011/EI 单位力1与FA图乘 1FA=1c1/EI2Mc2/EI =()/EI =-19396.064/EI 单位力1与均布载荷q图乘 1q=1mc1/EI =-12288/EI-17847.715/EI =-30217.62/EI 单位力1与单位力2图乘 12