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165.32一.设计目的

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，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FA作用，后部受到重力FB作用，乘客区均布载荷为q（含部分车身重），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[σ]及有关数据由下面数表给出。 1.1 0.08 1.6 0.11 3.1 0.07 1.6 2.1 t /m 0.005 0.1 0.06 0.12 E/GPa 210 [σ]/MPa FA/N 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。

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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fmax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=15200, FA=2680N, FB=4250N.

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。为简便计算将支座进行编号。

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

L0?l,,l2L?,l3L?3,l4?L l。1L1?22页

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由此可得，

w1=×qL1×L21=qL13

w2=×

2

qL2×L2=

qL23

w3=×qL3×L23=qL33 由上图可知，各个部分形心位置 a1=L1/2,a2=b2=L2/2,b3=L3/2. 梁在左端和右端分别有外伸部分，

M0=FA×L0=2680×1.1KN·m=-2948KN·m M3= -FB×L4＝-4250×2.1KN·m=-8925KN·m 根据三弯矩方程：

Mn-1Ln+2Mn(Ln+Ln+1)+Mn+1Ln+1=-6(wnan/Ln+wn+1bn+1/Ln+1) 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=—10300.76KN?m M2=—8782.792KN?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=M0+M1—qL12+Nd1·L1=0

可得到,Nd1，Nc 同理可得：Nd2，Nf2，Nf1， Ng其中

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