1、材料力学课程设计设计题目：HZ140TR2 后置旅游车底盘 车架的静力及强度刚度分析 1目 录一、课程设计的目的 2二、设计题目 2三、设计计算过程 31、计算 C、D、F、G 处支反力32、画出车架内力图 63、画出截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线 84、求最大挠度并画出挠度曲线 95、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202一 、 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
2、，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； 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
3、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，乘客区均布载荷为 q（含FAFB3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、许用应力及有关数据由下面数表给出。 1/lm2/l3/lm4/l5/lm1/h1/bm2/h1.1 1.6 3.1 1.6 2.1 0.1 0.06 0.122/b3/h3/bt /m E/GPa /MPa /NFA0.08 0.11 0.07 0.005 210 160 26801.计算前簧固定端 C 处，前
4、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maxf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, =2680N, =4800NFAB1.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
5、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 。012345,LllLl由上图可知，各个部分形心位置a1= /2,a2=b2= /2,b3= /2.1L23L由此可得，w1= 311238qw2= 322Lw3= 3318q由上图可知，各个部分形心位置a1= /2,a2=b2= /2,b3= /2.1L23L梁在左端和右端分别有外伸部分 mNKFMBA 108.80.429416300根据三弯矩方程： 1111
6、26()nnnnnwabllMlll对跨度 L1 和 L2 写出三弯矩方程为：1201122()MLLL对跨度 L2 和 L3 写出三弯矩方程为：532122336()wbaMLLML解上面的方程组可得： mN40.91752求得 M1 和 M2 以后，连续连三个跨度的受力情况如图所示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。对 AD 段受力分析：021210dCACNqlFYllM对 DF 段受力分析：02132 32qlNYlfdfD对 BF 段受力分析：0
7、214432BfgFFqlNYglM6解上述方程组可得各点支反力如下表：受力 CN21ddN21fffNg大小（N） 10500.19 43164.10 36405.96 18209.752画出车架的内力图（1） 剪力图。单位（KN）（2） 弯矩图：单位（N.m）73画出截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线弯曲正应力的最大值为： maxaxzMyI其中 可由公式： 求得z33(2)1zbhtht61.9250zI3781z6.4zI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。84.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maxf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。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 )(21maxlFM9Fb 单独作用时 max45()FbMlNc 单独作用时 Ng 单独作用 CD 部分均布载荷单独作用时2maxqCDlM
