吉大材力课程设计

《吉大材力课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学号：62090617答辩成绩:设计成绩：材料力学课程设计设计计算说明书设计题目：解放CA-10B汽车前桥在满载行驶工况下的强度设计、疲劳校核及刚度计算图号及数据号：7-5-1-18教学号：62090617学院：汽车工程学院热动学生姓名：指导教师：-30-目录一．材料力学课程设计的目的及意义-3-二、问题重述-3-三.外力分析-6-四、内力分析-8-五、应力分析-9-六、引起疲劳破坏的原因-15-七、疲劳计算及改进方法-16-八、变形计算-19-九、定性分析四种工况下前桥的变形特点-23-十、材料力学课程设计心得体会-2

2、4-附件---程序框图及程序-25--30-一．材料力学课程设计的目的及意义本课程设计的目的是在于系统学完材料力学之后，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，独立地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工程实际问题之目的。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；既把以前所学的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机和材料力学等）综合运用，又为后继课程（机械设计、专业课等）打下

3、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．在系统全面复习的基础上，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和专业需要结合起来；4．综合运用了以前所学的个门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等等）使相关学科的知识有机地联系起来；5．初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法；6．为后继课程的教学打下基础。二、问题重述-30-解放CA-10B载货汽车前桥的结构和尺寸如

4、图所示（不及圆角、空、槽的影响），汽车的前轮距为L,前钢板弹簧中心距为R，汽车轮胎半径（负载下或行驶中）为r,前轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），薄壁截面的厚度均为t，有关数据见下表。l/mmR/mmr/mml1/mml2/mml3/mml4/mml5/mmHA/mmR1/mmR2/mm17007404901901202808083.511013292b/mmh/mma1/mmb1/mmh1/mma2/mmb2/mmh2/mma3/mmt/mm[s]/mm-30-658370658312052859524180[τ]

5、/MPaηs-1/MPa-1/MPaεsετKsKτβψσψτ7022001200.840.781.81.60.80.10.05动载工况序号Fz1/kNFy1/kN180.2915.99汽车满载静止时前轴左右钢板弹簧座的载荷为F1：动载工况：-30-汽车行驶在不平路面时受到垂直冲击，每个轮胎的支反力变为Fy1，前轮的行驶阻力为Fz1：完成下列问题：1．画出前桥的内力图。2．计算危险截面的主应力及方位，依据强度条件进行校核。3．定性分析静载、动载工况下前桥的变形特点。4．按图示简化后的变截面结构，计算前桥AK两截面的相对垂

6、直位移和在xOy平面内的相对转角。5．计算m-m截面的疲劳强度，疲劳安全系数n=3。三.外力分析由于汽车前桥受到的外力远远大于前桥自重，所以忽略前桥自重。阻力及轮胎支反力Fy,Fz作用在车轮上。由于车轮与前桥是通过轴承连接的，因此没有力矩，将力直接等效移动到前桥上即可。如图所示：-30-前桥拐角α=arctanHA/l1≈20.77°将支反力和行驶阻力分别移至A、D点，将Fay分解成沿AC方向和垂直于AC方向的两力，如图下所示。Fa=FAy·Sinα≈5.67kNFb=FAy·Cosα≈14.95kN对前桥进行受力分析：

7、-30-ΣFy=0；ΣMA=0有对称性知：FAy=FDy;FKy=FHy则FAy=FDy=FKy=FHy=15.99kN同理:FAz=FDz=FKz=FHz=0.29kN四、内力分析1、拉力Fn2、Fy3、Mz4、Fz-30-5、My6、Me五、应力分析计算危险截面的主应力及方位，依据强度条件进行校核。将前桥按照截面形状分成四段，分别为AG段、GS段、SJ段、JO段。1、AG段截面为矩形。危险界面面在G处。受力状态为拉及两向弯曲组合。Gy=14.15KNGz=0.29KN-30-MGz=Mcz·≈1.92KN·mMGy=

8、Mcy·≈37.22N·mWGz=≈7.463083×WGy=≈5.844583×σGz=≈25.73MpaσGy=≈0.64Mpaσ拉=≈1.05Mpa由于MGz、MGy、Fn使前桥产生的线应变均沿AG方向，故σmax=σGz+σGy+σ拉=27.42Mpa<[σ]=180Mpa安全。由矩形截面应力分布图知:在矩形