后置旅游车底盘车架材料力学课程设计说明word精品文档10页Word文件下载.docx
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0.1
0.06
0.12
t/m
E/GPa
[σ]/MPa
/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
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=15500N/m,
=2680N,
=4130N.
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。
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
。
由此可得，
w1=
w2=
w3=
由上图可知，各个部分形心位置
a1=
/2,a2=b2=
/2,b3=
/2.
梁在左端和右端分别有外伸部分，
M1=－
×
L0=－2680×
1.1=－2948N.m
M3=－Fb×
L4=－4130×
2.1=－8673N.m
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=－10488.21N.mM2=－9034.21N.m
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。
如图左端部分：
Mc=
可得到,Nd1=4002.37N，Nc=
23477.63N
同理可得：
Nd2=23555.97NNf2=24494.03N
Nf1=1332.99NNg=27597.01N
其中Nd=Nd1+Nd2=27558.34N，Nf=Nf1+Nf2=25827.02N
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）
（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。
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
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
Fb单独作用时
Nc单独作用时
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
（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：
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单独作用下CD中点挠度：
Fb单独作用下CD中点挠度：
Nc单独作用下CD中点挠度：
Ng单独作用下CD中点挠度
CD部分均布载荷单独作用时CD中点挠度：
为便于计算，将CD部分一分为二，分别画出其弯矩图。
然后图乘。
DF段均布载荷单独作用时CD中点挠度：
FG段均布载荷单独作用时CD中点挠度：
（3）求DF中点O挠度，在O处加单位力1。
Fa单独作用下DF中点挠度：
Fb单独作用下DF中点挠度：
Nc单独作用下DF中点挠度：
Ng单独作用下DF中点挠度
CD部分均布载荷单独作用时DF中点挠度：
DF段均布载荷单独作用时DF中点挠度：
FG段均布载荷单独作用时DF中点挠度：
（4）求FG中点K挠度，在K处加单位力1。
FG段均布载荷单独作用时DF中点挠度
（5）求B端挠度，在B处加单位力1。
Fa单独作用下B点挠度：
Fb单独作用下B点挠度：
Nc单独作用下B点挠度：
Ng单独作用下B点挠度
CD部分均布载荷单独作用时B点挠度：
DF段均布载荷单独作用时B点挠度
FG段均布载荷单独作用时B点挠度：
由以上计算，可以得到车架在B端得挠度最大
55.2mm
车架挠曲线如下图所示，单位mm.
根据弯曲正应力的强度条件
由弯矩图可知，最大弯矩发生在DF段距D点1.520m处的截面：
根据上述方程组，经mathematica软件求得：
其中b,h>
0,所以按等截面梁重新设计的车架截面尺寸为：
h=0.162m,b=0.108m.
四，程序计算部分
程序框架图
程序如下：
#include<
stdio.h>
#definePA2680
main（）
{doublel0=1.1,l1=1.6,l2=3.1,l3=1.6,l4=2.1;
doubleA1=l1/2,A2=l2/2,B2=l2/2,B3=l3/2;
doubleM0,M1,M2,M3,w1,w2,w3,H,G;
doubleNC,ND,NF,ND1,ND2,NF1,NF2,NG,PB,q;
doublelz1,lz2,lz3;
doubleb1=0.06,h1=0.1,b2=0.08,h2=0.12,b3=0.07,h3=0.11,t=0.005;
intn;
lz1=（b1*h1*h1*h1-（b1-2*t）*（h1-2*t）*（h1-2*t）*（h1-2*t））/12;
lz2=（b2*h2*h2*h2-（b2-2*t）*（h2-2*t）*（h2-2*t）*（h2-2*t））/12;
lz3=（b3*h3*h3*h3-（b3-2*t）*（h3-2*t）*（h3-2*t）*（h3-2*t））/12;
printf（"
lz1=%e\nlz2=%e\nlz3=%e\n"
lz1,lz2,lz3）;
for（n=1;
n<
=10;
n++）
{printf（"
Enterq,PB:
\n"
）;
scanf（"
%lf,%lf"
&
q,&
PB）;
q=%e,PB=%e\n"
q,PB）;
w1=q*l1*l1*l1/12;
w2=q*l2*l2*l2/12;
w3=q*l3*l3*l3/12;
M0=-PA*l0;
M3=-PB*l4;
H=-6*（w2*A2/l2+w3*B3/l3）-M3*l3;
G=-6*（w1*A1/l1+w2*B2/l2）-M0*l1;
M1=（H*l2-G*2*（l1+l2））/（l2*l2-4*（l1+l2）*（l1+l2））;
M2=（H-M1*l2）/（2*（l1+l2））;
ND1=-（-M0-q*l1*l1/2+M1）/l1;
NC=PA+q*l1-ND1;
NF1=-（-M3-q*l3*l3/2+M2）/l3;
NG=PB+q*l3-NF1;
ND2=-（-q*l2*l2/2+M1+M2）/l2;
NF2=q*l2-ND2;
ND=ND1+ND2;
NF=NF1+NF2;
Theresultis:
M1=%e\nM2=%e\n"
M1,M2）;
NC=%e\nND=%e\nNF=%e\nNG=%e\n"
NC,ND,NF,NG）;
}
结果执行如下图：
五．设计体会
经过本次材料力学课程设计，使我更好的掌握了所学的材料力学知识，并且进一步的巩固了C语言程序设计、CAD软件、mathematica软件的应用。
能够将这些知识有机的结合起来解决工程中的实际问题，达到了理论联系实际的目的。
以后必将更加努力进行这方面的练习和实践。
六，参考书目录。
《材料力学》聂毓琴孟广伟主编机械工业出版社
《材料力学实验与课程设计》聂毓琴吴宏主编机械工业出版社
《计算机绘图实用教程》侯洪生主编科学出版社
《C程序设计》谭浩强主编清华大学出版社
希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：
1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。
2、君子之交淡如水，要有好脾气和仁义广结好缘，多结识良友，那是积蓄无形资产。
很多成功就是来源于无形资产。
3、一棵大树经过一场雨之后倒了下来，原来是根基短浅。
我们做任何事都要打好基础，才能坚固不倒。
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