吉大材力课程设计.doc

学号 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： 学 院： 汽车工程学院热动 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 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 - 24 - 附件---程序框图及程序 - 25 - 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 解放CA-10B载货汽车前桥的结构和尺寸如图所示（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 /mm R /mm r /mm l1 /mm l2 /mm l3 /mm l4 /mm l5 /mm HA /mm R1 /mm R2 /mm 1700 740 490 190 120 280 80 83.5 110 132 92 b /mm h /mm a1 /mm b1 /mm h1 /mm a2 /mm b2 /mm h2 /mm a3 /mm t /mm [(] /mm 65 83 70 65 83 120 52 85 95 24 180 [τ] /MPa η (-1 /MPa -1 /MPa ε( ετ K( Kτ β ψσ ψτ 70 2 200 120 0.84 0.78 1.8 1.6 0.8 0.1 0.05 动载工况 序号 Fz1/kN Fy1/kN 18 0.29 15.99 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： 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： 前桥拐角α=arctan HA/ l1≈20.77° 将支反力和