材料力学课程设计--车架的静力及强度刚度分析

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1、 材料力学课程设计材料力学课程设计 设计题目：设计题目：HZ140TR2 后置旅游车底盘 车架的静力及强度刚度分析 1 目目 录录 一、课程设计的目的 2 二、设计题目 2 三、设计计算过程 3 1、计算 C、D、F、G 处支反力3 2、画出车架内力图 6 3、画出截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线 8 4、求最大挠度并画出挠度曲线 9 5、按等截面梁重新设计车架截面尺寸17 四、程序设计17 五、设计体会20 六、参考书目录20 2 一、课程设计的目的 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

2、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

3、； 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FA作用，后部受到重力FB作用，乘客区均布载荷为 q（含部 3 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、许用应力及有关数据由下 面数表给出。 1 /lm 2 /lm 3 /lm 4 /lm 5 /lm 1 /hm 1 /bm 2 /hm 1.1 1.6 3.1 1.6 2.1 0.1 0.06 0.12 2 /bm 3 /hm 3 /bm

4、 t /m E/GPa /MPa FA/N 0.08 0.11 0.07 0.005 210 160 2680 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 m ax f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。 三、设计计算过程 以下计算 q=16000, FA=2680N, FB=4800N 1.1.计算前簧固定端计算前簧固定端 C C 处，前簧滑板

5、处，前簧滑板 D D 处、后簧固定端处、后簧固定端 F F 处、后簧滑板处、后簧滑板 G G 处的支处的支 反力。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。 4 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 ,LlLlLlLlLl。 由上图可知，各个部分形心位置 a1= 1 L/2,a2=b2= 2 L/2,b3= 3 L/2. 由此可得， w1= 3 111 211 3812 qLLqL w2= 3 222 211 3812 qLLqL w3= 3 333 211 3812 qLLqL 由上图可知，各个部分形心位置 a1= 1 L/2,a2=b2= 2 L/2,b3= 3 L/2. 梁在左端和右端分别有外伸部分 mNmKNLFM mNmKNLFM B A 100801.2800.4 29481.1680.2 43 00 根据三弯矩方程： 11 1111 1 26() nnnn nnnnnnn nn w awb Ml