《吉林大学材料力学课程设计说明书(hz140tr2后置旅游车底盘车架)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林大学材料力学课程设计说明书(hz140tr2后置旅游车底盘车架)（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 材料力学课程设计1一一. .设计目的设计目的本课程设计的目的是在于系统学习完材料力学之后，能结合工程中的实际 问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立的计算工程中的典型零部件， 以达到综合运用材料力学的知识解决实际问题的目的。同时，可以使学生将材 料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和 现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力，又为后继课程（零件、 专业课等）打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作 能力有所提高。具体的有以下六项： 1. 使学生的材料力学知识系统化完整化； 2. 在全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程中的实际
2、问题； 3. 由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学知识与专业需 要结合起来； 4. 综合运用以前所学习的各门课程的知识，使相关学科的只是有机的联系起 来； 5. 初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法； 6. 为后续课程的教学打下基础。二，设计题目HZ140TR2 后置旅游车底盘车架简化后如下图所示。满载时，前部受重力作用，后部受到重力作用，乘客区均布载FAFB荷为 q（含部分车身重） ，梁为变截面梁。计算过程重忽略圆角的影材料力学课程设计2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、许用应力及有关数据由下面数表给出。1/lm2/lm3/lm4/l
3、m5/lm1/hm1/bm2/hm1.11.63.1 1.6 2.1 0.1 0.06 0.122/bm3/hm3/bmt /mE/GPa/MPa/NFA0.08 0.11 0.07 0.005210 160 26801.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.画出车架的内力图。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的值及所发生的截面，画出车架挠maxf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。三，设计计算过程以下计算 q=15500N/m, =268
4、0N, =4130N.FAFB1，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。解：由题得，此连续梁为三次静不定结构，但由于水平方向外力为0，所以此机构可认为是二次静不定结构。这样此结构梁就满足多跨梁及三弯矩方程的条件。左边第一支座为固定绞支座，其余均为可动绞支座。材料力学课程设计3支座编号从左向右依次为 0，1，2，3。以中间的两个支座的约束反力矩为多余约束，取静定基的每个跨度皆为简支梁。这些简支梁在原来的外载荷作用下的弯矩图如下图所示。为便于计算，令。0112233445,Ll Ll Ll Ll Ll由此可得，w1=3 111211 3812qLL
5、qLw2=3 222211 3812qLLqLw3=3 333211 3812qLLqL由上图可知，各个部分形心位置材料力学课程设计4a1=/2,a2=b2=/2,b3=/2.1L2L3L梁在左端和右端分别有外伸部分，M1=L0=26801.1=2948N.mFAM3=FbL4=41302.1=8673N.m根据三弯矩方程：11 1111 126()nnnn nnnnnnn nnw awbMlMllMlll 对跨度 L1 和 L2 写出三弯矩方程为：1 122 0111222 1226()waw bM LMLLM LLL 对跨度 L2 和 L3 写出三弯矩方程为：3 322 1222333 2
6、326()w bw aM LMLLM LLL 解上面的方程组可得：M1=10488.21N.m M2=9034.21N.m求得 M1 和 M2 以后，连续连三个跨度的受力情况如图所示材料力学课程设计5可以把它们看成三个静定梁，而且载荷和端截面上的弯矩（多余约束力）都是已知的，即为原结构的相当系统。对每一跨度都可以求出支反力和弯矩图，把这些图连起来就是连续梁的剪力图和弯矩图。如图左端部分：Mc= 2 01111102MMqlNdl可得到,Nd1=4002.37N，Nc= 23477.63N11aFq lNd同理可得：Nd2=23555.97N Nf2=24494.03NNf1=1332.99N
7、Ng=27597.01N其中 Nd=Nd1+Nd2=27558.34N，Nf=Nf1+Nf2=25827.02N从而求出前簧固定端 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，画出车架的内力图。（1）剪力图。单位（N）材料力学课程设计6（2）弯矩图：单位（N.m）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。材料力学课程设计7弯曲正应力的最大值为：max max zMyI其中可由公式：求得zI33(2 ) (2 ) 12zb hbthtI6 11.9625 10zI6 23.755833 10zI6 32.76417 10zI各截面上弯曲正应力最大值沿
8、轴线方向的变化曲线如下图。4，.用能量法求出车架最大挠度的值及所发生的截面，画出车架maxf挠曲线的大致形状。解：求出车架上特殊点的挠度，其中最大的就是车架最大挠度所在截面。为了便于计算，作出每一个载荷作用下的弯矩图，然后利用图乘法和叠加原理求其总和。材料力学课程设计8根据上图，作出每个载荷单独作用时的弯矩图：Fa 单独作用时max12()FaMFa llFb 单独作用时max45()FbMFb llNc 单独作用时材料力学课程设计9Ng 单独作用CD 部分均布载荷单独作用时2 2 max2qCDq lMDF 段均布载荷单独作用时2 3 max8qDFq lMFG 段单独作用时2 4 max2
9、qFGq lM材料力学课程设计10（1）求 A 点挠度max12fAMll在 A 端加单位力，弯矩图如上图所示。由图乘法可知：1n iCiiiwM EI Fa 单独作用下 A 点挠度：1 1111 11maxmax2maxmax 1121221212221 2 maxmax1maxmax 2121211212 EI23EI2 11123 EI223AfAFafAFa zzfAFafAFa zlllllflMMlMMlllllllllllMMl MMllll Fb 单独作用下 A 点挠度：23maxmax 2111 EI23AfAFb zfl MMNc 单独作用下 A 点挠度：2 1322max
10、32max 2122 11123 EI223AfAfA zll flNc lMlNc lMll Ng 单独作用下 A 点挠度434max 2111 EI23AfA zflNg lM CD 部分均布载荷单独作用时 A 点挠度：材料力学课程设计112 15max 2max3maxmax 2123 11124 EI323AqCDfAfAqCD zll fMlMl MMllDF 段均布载荷单独作用时 A 点挠度：6max 3max 2121 EI32AqDFfA zfMlM FG 段均布载荷单独作用时 A 点挠度：73maxmax 2111 EI23AfAqFG zfl MM综上得： 1234A567
11、+5.3AAAAAAAffffffffmm（2）求 CD 中点 E 挠度，在 E 处加单位力 1。max2/ 2fEMlFa 单独作用下 CD 中点挠度：2 1 2 1maxmax3maxmax 2125 11126 EI2 223EfEFafEFa zlllfMMl MMllFb 单独作用下 CD 中点挠度：23maxmax 2111 EI23EfEFb zfl MMNc 单独作用下 CD 中点挠度：2 3max232max 211512 EI2 2623EfEfE zlfMNc llNc lM 材料力学课程设计12Ng 单独作用下 CD 中点挠度434max 2111 EI23EfE zf
12、lNg lM CD 部分均布载荷单独作用时 CD 中点挠度：2 max2/8qEDMq l2 max23/8qCEMq l为便于计算，将 CD 部分一分为二，分别画出其弯矩图。然后图乘。2 5maxmax3maxmax 2222 max23maxmax113121 EI32423EI1712 2 22423EqEDfEqEDfE zzfEqCEfElfMMlMMlMq llMMDF 段均布载荷单独作用时 CD 中点挠度：6max 3max 2121 EI32EqDFfE zfMlM FG 段均布载荷单独作用时 CD 中点挠度：73maxmax 2111 EI23EqFGfE zlMM材料力学课
13、程设计13综上得：1E2E3E4E5E6E7+0.794EEffffffffmm （3）求 DF 中点 O 挠度，在 O 处加单位力 1。max3/ 4fOMlFa 单独作用下 DF 中点挠度：13maxmax 2111 EI22OfOFa zflMM Fb 单独作用下 DF 中点挠度：23maxmax 2111 EI22OfOFb zflMM Nc 单独作用下 DF 中点挠度：33max2 2111 EI22OfO zflMNc lNg 单独作用下 DF 中点挠度43max4 2111 EI22OfO zflMNg lCD 部分均布载荷单独作用时 DF 中点挠度：53maxmax 2111
14、EI22OfOqCD zflMM DF 段均布载荷单独作用时 DF 中点挠度：3 6maxmax 21252EI328OqDFfO zlfMMFG 段均布载荷单独作用时 DF 中点挠度：材料力学课程设计1473maxmax 2111 EI22OfOqFG zflMM 综上得：1234567+19.06OOOOOOOOffffffffmm（4）求 FG 中点 K 挠度，在 K 处加单位力 1。max4/ 2fKMlFb 单独作用下 DF 中点挠度：13maxmax 2111 EI23KfKFa zfl MMFa 单独作用下 DF 中点挠度：4 5 4 2maxmax3maxmax 2545 11126 EI2 223KfKFbfKFb zlllfMMl MMllNc 单独作用下 DF 中点挠度：332max 2111 EI23KfK zflNg lM Ng 单独作用下 DF 中点挠度4 4max434max 211512 EI2 2623KfKfK zlfMNg llNg lM CD 部分均布载荷单独作用时 DF 中点挠度：53maxmax 2111 EI23KqCDfK zflMMDF 段均布载荷单独作用时 DF 中点挠度：材料力学课程设计156max 3max
