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)[1]

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1、材料力学课程设计一.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

2、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22材料力学课程设计作用，乘客区均布载荷为q（含部分车身重），梁为变截面梁。计算过程重忽略圆角的影响，并

3、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。1.11.63.11.62.10.10.060.12t/mE/GPa[σ]/MPa/N0.080.110.070.00521016026801.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，画出车架挠曲线的大致形状。5.若壁厚t不变，取h/b=1.5，

4、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=15300,=2680N,=4100N.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。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。22材料力学课程设计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

5、原来的外载荷作用下的弯矩图如下图所示。为便于计算，令。由此可得，w1=w2=w3=由上图可知，各个部分形心位置22材料力学课程设计a1=/2,a2=b2=/2,b3=/2.梁在左端和右端分别有外伸部分，根据三弯矩方程：对跨度L1和L2写出三弯矩方程为：对跨度L2和L3写出三弯矩方程为：解上面的方程组可得：M1=-10348.69M2=-8910.73求得M1和M2以后，连续连三个跨度的受力情况如图所示22材料力学课程设计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

6、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=可得到,Nd1=16865.43N，Nc=10294.57N同理可得：Nd2=29927.72NNf2=17502.28NNf1=12427.95NNg=16152.05N其中Nd=Nd1+Nd2=46793.15N，Nf=Nf1+Nf2=29930.24N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）22

7、材料力学课程设计（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。22材料力学课程设计弯曲正应力的最大值为：其中可由公式：求得各截面上弯曲正应力最大值沿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。22材料力学课程设计根据上图，作出每个载荷单独作用时的弯矩图：Fa单独作用

8、时Fb单独作用时Nc单独作用时22材料力学课程设计Ng单独作用CD部分均布载荷单独作用时DF段均布载荷单独作用时FG段单独作用时22材料力学课程设计（1）求A点挠度在A端加单位力，弯矩图如上图所示。由图乘法可知：Fa单独作用下A点挠度：Fb单独作用下A点挠度：Nc单独作用下A点挠度：Ng单独作用下A点挠度CD部分均布载荷单独作用时A点挠度：22材料力学课程设计DF段均布载荷单独作用时A点挠度：FG段均布载荷单独作用时A点挠度：综上得：（2）求CD中点E挠度，在E处加单位力1。Fa单