长理材料力学课程设计.doc
基本一样，谨慎参考。材料力学，课程设计。 工字钢梁 FMe q C A B D 1/2L L 1/2L 目的：对梁进行强度、刚度的计算及梁上一点的应力状态分析。已知条件：=140Mpa,W=L/300,e=210Gpa,L=10m,F=35KN,q=11KN/m,Me=12KNm. 力学简图 FMe q c A B D 1/2L L 1/2L FRA FRB（1） 列出Fs.M方程并作出梁Fs.M的图。ma=0FRB=3/2LF+1/2ql²Me =525+550+12FRB=108.7KNFRA+FRB=qL+FFRA=36.3KNFs 简力图 36.3KN 35KN 35KN + + C A E B D X _ 72.7KN 设AE之间的距离为X则：ME=-1/2qx²+FRAx+Me dME/dX=0 qx=FRAX=3.3mE点的弯矩为ME =70.895KNm A点的弯矩为Ma=Me=12KNmB点的弯矩为Mb=F*1/2L=-175KNmC点的弯矩为Mc=Me=12KNmD点的弯矩为Md=0Fs 弯矩图 70.895KNm 12KNm C A E B D X 175KNm Mmax/Wz<= 175/Wz<=140Wz>=1250cm³所以工字钢的型号应为45a号工字钢。正应力 剪力危险截面应力分布图dM/dX=Fs M=Mb Fs=35KNmax=FS/Izbh²/8-(b-b0)h0²/8max=9.7Mpamin= FS/Izbh²/8-bh0²/8min=7.53Mpa1点应力：外= MY1/Iz=-122.2MPa2点应力：内 MY2/Iz=-108.69Mpa3点应力：=04点应力：内 MY2/Iz=108.69Mpa5点应力：外= MY1/Iz=122.2MPa12 y13 y2 45 1 外 122.2MPa<140MPatg20=-2xy/x-y 0=+3.9446°2 min内 =109.7MPa109.7MPa140MPa 3 max 0=45° tg20=-2xy/x-y 0=-3.9446°4 3 4 内5外 -122.2MPa<140MPa D点的挠度计算 力学简图 F 3 2 1Me q c A B D2 1 1 1/2L L 1/2L FRA FRBM1=FDx1 M2=FRBx2-qx2x2 /2-FD(l/2+x2) M3=MeWd=/=+= X5 x2 x1C点的挠度M1=FDx1 M2=FRBx2-qx2x2 /2-FD(l/2+x2) M3=Me FcX3= 力学简图 F 3 2 1Me q c X3 A X2 B X1 D2 1 1/2L L 1/2L FRA FRB FC 3 力学简图 FMe 3 2 q 1 c A B D X3 3 2 X2 1 X1 1/2L L 1/2L FRA FRBA点的转角M1=-FX1M2=FRBX2-FD(X2+l/2)-qX2·X2/2M3=Me所以梁的刚度符合要求。曲轴的强度计算以知=120Mpa,Me=1.2KN.m,a=340mmb=300mm,c=360mm=60º（1）求出曲轴的Fs,FN,T,M并绘出曲轴的内力图 Y F (1) X Me C Z (2) a b/2 b/2 a F分解为Fz和Fy两向 Fz=Me·C Fz=3.3KN Fy=tg·Fz轴力FN -2.885KNFs Y方向 2.885KN 2.885KNFs Z方向 1.65KN 1.65KN T扭距0. 561KNm 0. 6KNm 1.2KNm 1.414KNmMy0. 9809KNm 0.9809KNmMz0. 8415KNm0. 594KNm 0.6KNm0. 57KNm1. 2KNm（2）根据第3或第4强度理论确定危险截面直径1点的合弯距M1=1.64512点的合弯距 0.9809KNm 0.57KNmM2=1.53 0.9809KNm 根据第3强度理论 1.2KNmM²+T²/W1点D=52.9mm 53mm2点 D=54.824mm55mm （3） 校核强度用地3强度理论校核M²+T²/W=119.567MPa120Mpa如果不考虑外界因素的干扰轴的直径可确定为55mm根据工程需要有外界因素的干扰和加工精度轴的直径确定为60mm3 超静定部分 转动轴的强度计算(一)目的:通过对机械中常用的传动轴进行强度计算综合训练分析组合变形问题的能力;包括力的简化，内力图的绘制，危险截面的选择急复杂应力状态下强度的校核方法等：机械图如图所示A D2 B D1 C D a a a a a FT FT F FT1 FT1 已知:P=16KW P1=6KW n=600r/minD=900mm D1400mm D2=230mm W=0.85KN W1=0.35KN a=300mmD轮：Me=P×9549/n=254.64Nm2 FT·0.45- FT·0.45=254.64Nm FT=656ND1轮：Me1=P1×9549/n=95.49NmFT1·0.2-2 FT1·0.2=95.49NmFT1=477.45N把F力分解Z.Y为两个方向上的力Fz.FyFz×0.115=Me- Me1=254.64-95.49Fz=1383.913NFy/Fz=tg Fy=tg·Fz=503.703N转动轴力学简图：分为力在Y方向上的力学简图和力在Z方向上的力学简图.Y方向上的力 Y Fra Fy A D2 B D1 C D Frb X1 W Z X4 X3 X2 X5 X1 W1 3FT1将点约C束去掉换成一个力X1用力法解超静定问题则MA=0 Fy=0FRB=4546.69NFRA=2418N Y Fra Fy A D2 B D1 C D Frb Frc W Z W1 3FT1FRC=X1=1064.32NMA=0 Fy=0FRB=2418NFRA=1353.673NY方向弯矩图Y A D2 B D1 C D X 190.704 255 406.109 661.0891Z方向上的力 Fra Fz 3Ft A D2 B D1 C D Frb X2 X4 X3 X2 X1 Y Z MA=0 Fy=0FRB=3545.54N FRA=3234.46N将点约C束去掉换成一个力X2用力法解超静定问题 Fra Fz 3Ft A D2 B D1 C D Y Frb Frc Z MA=0 Fy=0FRB=2418N FRA=1353.673NZ方向弯矩图 Z 508.5 181.79445 A D2 B D1 C D X Y 51.63 T图 Y 254.64 159.15 A D2 B D1 C D X 根据第三强度理论选择轴的直径D2,B点T为159.15NmC,D点T为254.64Nm所以点B,C为危险点B点：C点：所以轴的直径确定为45mm
