材料力学课程设计
时间:2025-02-21
时间:2025-02-21
吉林大学材料力学课程设计
目录
一、 关于材料力学课程设计…………………………………………… 2 二、 设计题目…………………………………………………………… 2 三、 设计内容…………………………………………………………… 3
3.1 柴油机曲轴的受力分析……………………………………… 3 3.2 设计曲轴颈直径d,主轴颈直径D…………………………… 6 3.3 设计h和b,校核曲柄臂强度………………………………… 6 3. 4 校核主轴颈H—H截面处的疲劳强度,取疲劳安全系数n=2。键
槽为端铣加工,主轴颈表面为车削加工……………………… 6 3.5 用能量法计算A—A截面的转角 y, x……………………… 7 3.6对计算过程的几点必要说明…………………………………… 9 3.7 改进方案……………………………………………………… 10 四、 计算机程序设计………………………………………………… 10
4.1程序框图……………………………………………………… 10 4.2计算机程序………………………………………………………11 4.3输出结果…………………………………………………………12 五、 设计体会……………………………………………………………12 六、 参考书目……………………………………………………………12
吉林大学材料力学课程设计
一、 关于材料力学课程设计
1.材料力学课程设计的目的
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多门课程的知识(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 2.材料力学课程设计的任务和要求
参加设计者要系统地复习材料力学的全部基本理论和方法.独立分析、判断、设计题目的已知条件和所求问题.画出受力分析计算简图和内力图.列出理论依据和导出计算公式.独立编制计算程序.通过计算机给出计算结果.并完成设计计算说明书. 3.材料力学课程设计的一般过程
材料力学课程设计与工程中的一般设计过程相似.从分析设计方案开始到进行必要的计算并对结构的合理性进行分析.最后得出结论.材料力学设计过程可大致分为以下几个阶段:
(1)设计准备阶段:认真阅读材料力学课程设计指导书.明确设计要求.结合设计题目复习材料力学课程设计的有关理论知识.制定设计步骤、方法以及时间分配方案等;
(2)从外力变形分析入手,分析及算内力、应力及变形,绘制各种内力图及位移、转角曲线;
(3)建立强度和刚度条件.并进行相应的设计计算及必要的公式推导; (4)编制计算机程序并调试; (5)上机计算,记录计算结果;
(6)整理数据,按照要求制作出设计计算说明书;
(7)分析讨论设计及计算的合理性和优缺点,以及相应的改进意见和措施; 二、设计题目
某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构,材料为球墨铸铁(QT450—5),弹性常数为E、 ,许用应力[ ],G处输入转矩为Me,曲轴颈中点受切向力Ft、径向力Fr的
Fthh
。曲柄臂简化为矩形截面,1.4 1.6,2.5 4,l3=1.2r,有2Db
关数据如下表:
作用,且Fr
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注:P、n、r为独立的一组设计计算数据,与他人不相同。
三、设计内容
3.1 柴油机曲轴的受力分析 (1)外力分析:
画出曲轴的计算简图,计算外力偶矩
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Me 9549
P15.0 9549 477.45N m n300
计算切向力Ft、径向力Fr
MeF
7957.50N Fr t 3978.75N r2再由平衡条件计算反力: Ft
在xOy平面:FAy
Frl2Fl
2469.57N,FFy r1 1509.18N l1 l2l1 l2FlFlt2
4939.14N,FFz t1 3018.36N l1 l2l1 l2
在xOz平面:FAz
(2)内力分析:
画出内力图。不计弯曲切应力(故未画剪力图),弯矩图画在纤维受压侧。根据内力图确定危险截面。
Mx图
My图
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Mz图
FN图
① 主轴颈以EF段的左端(1—1)截面最危险,受扭转和两向弯曲 M1x Me 477.45N
l
M1y FFz (l2 3) 434.64N m
2l
M1z FFy (l2 3) 217.32N m
2
② 曲柄臂以DE段的下端(2—2)截面最危险,收扭转、两向弯曲及压缩 …… 此处隐藏:4122字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……