吉林大学材料力学课程设--HZ140TR2后置旅游车底盘车架

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1、吉林大学汽车工程学院材力课程设计吉林大学材料力学课程设计学院：汽车工程学院学号：指导老师：姓名：吉林大学汽车工程学院材力课程设计吉林大学材料力学课程设计--HZ140TR2后置旅游车底盘车架一.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

2、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

3、置旅游车底盘车架简化后如下图所示。吉林大学汽车工程学院材力课程设计满载时，前部受FA重力作用，后部FB受到重力作用，乘客区均布载荷为（含部分车身重），梁为变截面梁。计算过程重忽略圆角的影响。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]及有关数据由下面数表给出。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fmax的值及所发生的截面，画

4、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。三，设计计算过程以下计算q=16000N/mFA=2680NFB=5300N1，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吉林大学汽车工程学院材力课程设计处的支座反力。由题意和图形克制，此结构为三次超静定，由于水平方向力为零，故可化为二次超静定。如图0，去掉C处的约束，建立静定基：（图0）由于C处的竖直位移为零，所以有f0=0;分别作出FA,FB,FC,FG,q单独作用下引起的弯矩图，并作

5、出C点单位力作用下的弯矩图，利用公式，对弯矩图的每一个部分分别应用图乘法，然后求出其总和。于是可得：①Fa单独作用（图1）（图1）②q单独作用（图2）（图2）③Fc单独作用（图3）（图3）④Fb单独作用（图4）吉林大学汽车工程学院材力课程设计（图4）⑤Fg单独作用（图5）（图5）⑥作用在C点的单位力单独作用（图6）（图6）由所画图形，结合图乘法，即图1，2,3,4,5分别于图6相乘可得：∆1=7236×1.6×(1-0.407)2×23×1.6+7236×1.6×0.407×0.5×1.6+723

6、6×3.1×0.5×23×1.6EI=-19394.82EI∆2=-32120.5EI∆3=1.6×1.6×Fc×0.5×23×1.6+1.6×1.6×Fc×3.1×1/3×1.6EI=4FcEI∆4=Fg×1.6×3.1×12×13×3.1EI=1.3FgEI∆5=Fb1.6+2.1×3.1×0.5×13×1.6EI=-16211EIƒC=∆1+∆2+∆3∆4+∆5=0所以：1.3Fg+4Fc=67727.32……………………………………..同理，在G点加载一单位力，作出其力矩图（图7）吉林大学

7、汽车工程学院材力课程设计（图7）将图1~5分别和图7图乘可得：∆’1=7236×3.1×0.5×13×1.6EI×(-1)=5981.76EI∆’2=19200÷3+1260×3.1×0.8+20480×1.6×13×34×1.6EI=32120.53EI∆’3=1.6Fc×3.1×0.5×13×1.6EI=1.3FcEI∆’4=4FgEI∆’5=-53908EIƒG=∆’1+∆’2+∆’3+∆’4+∆’5=0所以：1.3FC+4FG=92010.29……………………………………….联立以上两个方

8、程，解得：FC=10572.5NFG=19566.5N由F=0Mf=0得，解得FD=43158NFF=35483N1，画出车架的剪力图，如图所示（图7）吉林大学汽车工程学院材力课程设计（图7）车架弯矩图（图8）（图8）3.画出截面上正应力最大值沿轴线方向的变化曲线。因为吉林大学汽车工程学院材力课程设计所以σ的变化曲线与M图相似，但由于C点和G点处截面面积有突变，故在这两点应力有突变，变化曲线如下图（图9）所示：（图9）4.用能量法求出车架最大挠度fmax的值以及所发生的截面，画出车