2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  一.設(shè)計目的</b></p><p>  本課程設(shè)計的目的是在于系統(tǒng)學(xué)習(xí)完材料力學(xué)之后,能結(jié)合工程中的實際問題,運(yùn)用材料力學(xué)的基本理論和計算方法,獨立的計算工程中的典型零部件,以達(dá)到綜合運(yùn)用材料力學(xué)的知識解決實際問題的目的。同時,可以使學(xué)生將材料力學(xué)的理論和現(xiàn)代計算方法及手段融為一體。既從整體上掌握了基本理論和現(xiàn)代的計算方法,又提高了分析問題、解決問題的能力,又

2、為后繼課程(零件、專業(yè)課等)打下基礎(chǔ),并初步掌握工程中的設(shè)計思想和設(shè)計方法,對實際工作能力有所提高。具體的有以下六項:</p><p>  使學(xué)生的材料力學(xué)知識系統(tǒng)化完整化;</p><p>  在全面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用材料力學(xué)知識解決工程中的實際問題;</p><p>  由于選題力求結(jié)合專業(yè)實際,因而課程設(shè)計可以把材料力學(xué)知識與專業(yè)需要結(jié)合起來;</p&g

3、t;<p>  綜合運(yùn)用以前所學(xué)習(xí)的各門課程的知識,使相關(guān)學(xué)科的只是有機(jī)的聯(lián)系起來;</p><p>  初步了解和掌握工程實踐中的設(shè)計思想和設(shè)計方法;</p><p>  為后續(xù)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)。</p><p><b>  二,設(shè)計題目</b></p><p>  HZ140TR2后置旅游車底盤車架簡

4、化后如下圖所示。</p><p>  滿載時,前部受重力作用,后部受到重力作用,乘客區(qū)均布載荷為q(含部分車身重),梁為變截面梁。計算過程重忽略圓角的影響,并把梁抽象為等厚度閉口薄壁矩形截面的階梯梁。材料的彈性模量E、許用應(yīng)力[σ]及有關(guān)數(shù)據(jù)由下面數(shù)表給出。</p><p>  1.計算前簧固定端C處,前簧滑板D處、后簧固定端F處、后簧滑板G處的支反力。</p><p&

5、gt;  2.畫出車架的內(nèi)力圖。</p><p>  3.畫出各截面上彎曲正應(yīng)力最大值沿軸線方向的變化曲線。</p><p>  4.用能量法求出車架最大撓度的值及所發(fā)生的截面,畫出車架撓曲線的大致形狀。</p><p>  5.若壁厚t不變,取h/b=1.5,按等截面梁重新設(shè)計車架截面尺寸。</p><p><b>  三,設(shè)計計

6、算過程</b></p><p>  以下計算q=15300, =2680N, =4100N.</p><p>  1,計算前簧固定端C處,前簧滑板D處、后簧固定端F處、后簧滑板G處的支反力。</p><p>  解:由題得,此連續(xù)梁為三次靜不定結(jié)構(gòu),但由于水平方向外力為0,所以此機(jī)構(gòu)可認(rèn)為是二次靜不定結(jié)構(gòu)。這樣此結(jié)構(gòu)梁就滿足多跨梁及三彎矩方程的條件。左邊

7、第一支座為固定絞支座,其余均為可動絞支座。</p><p>  支座編號從左向右依次為0,1,2,3。以中間的兩個支座的約束反力矩為多余約束,取靜定基的每個跨度皆為簡支梁。這些簡支梁在原來的外載荷作用下的彎矩圖如下圖所示。為便于計算,令。</p><p><b>  由此可得,</b></p><p><b>  w1=</b&

8、gt;</p><p><b>  w2=</b></p><p><b>  w3=</b></p><p>  由上圖可知,各個部分形心位置</p><p>  a1=/2,a2=b2=/2,b3=/2.</p><p>  梁在左端和右端分別有外伸部分,</p&g

9、t;<p><b>  根據(jù)三彎矩方程:</b></p><p>  對跨度L1和L2寫出三彎矩方程為:</p><p>  對跨度L2和L3寫出三彎矩方程為:</p><p>  解上面的方程組可得:</p><p>  M1=-10348.69 M2=-8910.73 </p><

10、p>  求得M1和M2以后,連續(xù)連三個跨度的受力情況如圖所示</p><p>  可以把它們看成三個靜定梁,而且載荷和端截面上的彎矩(多余約束力)都是已知的,即為原結(jié)構(gòu)的相當(dāng)系統(tǒng)。對每一跨度都可以求出支反力和彎矩圖,把這些圖連起來就是連續(xù)梁的剪力圖和彎矩圖。</p><p><b>  如圖左端部分:</b></p><p><b&

11、gt;  Mc= </b></p><p>  可得到,Nd1=16865.43N,Nc= 10294.57N</p><p>  同理可得:Nd2=29927.72N Nf2=17502.28N</p><p>  Nf1=12427.95N Ng=16152.05N</p><p>  其中Nd=

12、Nd1+Nd2=46793.15N,Nf=Nf1+Nf2=29930.24N</p><p>  從而求出前簧固定端C處,前簧滑板D處、后簧固定端F處、后簧滑板G處的支反力。</p><p>  2,畫出車架的內(nèi)力圖。</p><p>  (1)剪力圖。單位(N)</p><p> ?。?)彎矩圖:單位(N.m)</p><

13、;p>  3, 畫出各截面上彎曲正應(yīng)力最大值沿軸線方向的變化曲線。</p><p>  彎曲正應(yīng)力的最大值為:</p><p><b>  其中可由公式:求得</b></p><p>  各截面上彎曲正應(yīng)力最大值沿軸線方向的變化曲線如下圖。</p><p>  4,.用能量法求出車架最大撓度的值及所發(fā)生的截面,畫出

14、車架撓曲線的大致形狀。</p><p>  解:求出車架上特殊點的撓度,其中最大的就是車架最大撓度所在截面。為了便于計算,作出每一個載荷作用下的彎矩圖,然后利用圖乘法和疊加原理求其總和。</p><p>  根據(jù)上圖,作出每個載荷單獨作用時的彎矩圖:</p><p><b>  Fa單獨作用時</b></p><p>&

15、lt;b>  Fb單獨作用時</b></p><p><b>  Nc單獨作用時</b></p><p><b>  Ng單獨作用</b></p><p>  CD部分均布載荷單獨作用時</p><p>  DF段均布載荷單獨作用時</p><p><

16、b>  FG段單獨作用時</b></p><p><b> ?。?)求A點撓度</b></p><p>  在A端加單位力,彎矩圖如上圖所示。由圖乘法可知:</p><p>  Fa單獨作用下A點撓度:</p><p>  Fb單獨作用下A點撓度:</p><p>  Nc單獨作

17、用下A點撓度:</p><p>  Ng單獨作用下A點撓度</p><p>  CD部分均布載荷單獨作用時A點撓度:</p><p>  DF段均布載荷單獨作用時A點撓度:</p><p>  FG段均布載荷單獨作用時A點撓度:</p><p><b>  綜上得: </b></p>

18、<p> ?。?)求CD中點E撓度,在E處加單位力1。</p><p>  Fa單獨作用下CD中點撓度:</p><p>  Fb單獨作用下CD中點撓度:</p><p>  Nc單獨作用下CD中點撓度:</p><p>  Ng單獨作用下CD中點撓度</p><p>  CD部分均布載荷單獨作用時CD中點

19、撓度:</p><p>  為便于計算,將CD部分一分為二,分別畫出其彎矩圖。然后圖乘。</p><p>  DF段均布載荷單獨作用時CD中點撓度:</p><p>  FG段均布載荷單獨作用時CD中點撓度:</p><p><b>  綜上得:</b></p><p> ?。?)求DF中點O撓度

20、,在O處加單位力1。</p><p>  Fa單獨作用下DF中點撓度:</p><p>  Fb單獨作用下DF中點撓度:</p><p>  Nc單獨作用下DF中點撓度:</p><p>  Ng單獨作用下DF中點撓度</p><p>  CD部分均布載荷單獨作用時DF中點撓度:</p><p>

21、;  DF段均布載荷單獨作用時DF中點撓度:</p><p>  FG段均布載荷單獨作用時DF中點撓度:</p><p><b>  綜上得:</b></p><p> ?。?)求FG中點K撓度,在K處加單位力1。</p><p>  Fb單獨作用下DF中點撓度:</p><p>  Fa單獨作用

22、下DF中點撓度:</p><p>  Nc單獨作用下DF中點撓度:</p><p>  Ng單獨作用下DF中點撓度</p><p>  CD部分均布載荷單獨作用時DF中點撓度:</p><p>  DF段均布載荷單獨作用時DF中點撓度:</p><p>  FG段均布載荷單獨作用時DF中點撓度</p>&

23、lt;p><b>  綜上得:</b></p><p>  (5)求B端撓度,在B處加單位力1。</p><p>  Fa單獨作用下B點撓度:</p><p>  Fb單獨作用下B點撓度:</p><p>  Nc單獨作用下B點撓度:</p><p>  Ng單獨作用下B點撓度</p&

24、gt;<p>  CD部分均布載荷單獨作用時B點撓度:</p><p>  DF段均布載荷單獨作用時B點撓度</p><p>  FG段均布載荷單獨作用時B點撓度:</p><p><b>  綜上得:</b></p><p>  由以上計算,可以得到車架在B端得撓度最大</p><p&

25、gt;<b>  55.2mm</b></p><p>  車架撓曲線如下圖所示,單位mm.</p><p>  5.若壁厚t不變,取h/b=1.5,按等截面梁重新設(shè)計車架截面尺寸。</p><p>  解:根據(jù)彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件</p><p>  由彎矩圖可知,最大彎矩發(fā)生在DF段距D點1.956m處的截面:<

26、;/p><p>  根據(jù)上述方程組,經(jīng)mathematica軟件求得:</p><p>  其中b,h>0,所以按等截面梁重新設(shè)計的車架截面尺寸為:</p><p>  h=0.162m,b=0.108m.</p><p><b>  四,程序計算部分</b></p><p><b>

27、  程序框架圖</b></p><p><b>  程序如下:</b></p><p>  #include<stdio.h></p><p>  #define PA 2680</p><p><b>  main()</b></p><p>  {

28、double l0=1.1,l1=1.6,l2=3.1,l3=1.6,l4=2.1;</p><p>  double A1=l1/2,A2=l2/2,B2=l2/2,B3=l3/2;</p><p>  double M0,M1,M2,M3,w1,w2,w3,H,G;</p><p>  double NC,ND,NF,ND1,ND2,NF1,NF2,NG,PB,

29、q;</p><p>  double lz1,lz2,lz3;</p><p>  double b1=0.06,h1=0.1,b2=0.08,h2=0.12,b3=0.07,h3=0.11,t=0.005;</p><p><b>  int n;</b></p><p>  lz1=(b1*h1*h1*h1-(b1

30、-2*t)*(h1-2*t)*(h1-2*t)*(h1-2*t))/12;</p><p>  lz2=(b2*h2*h2*h2-(b2-2*t)*(h2-2*t)*(h2-2*t)*(h2-2*t))/12;</p><p>  lz3=(b3*h3*h3*h3-(b3-2*t)*(h3-2*t)*(h3-2*t)*(h3-2*t))/12;</p><p>  

31、printf("lz1=%e\nlz2=%e\nlz3=%e\n",lz1,lz2,lz3);</p><p>  for(n=1;n<=10;n++)</p><p>  {printf("Enter q,PB:\n");</p><p>  scanf("%lf,%lf",&q,&

32、PB);</p><p>  printf("q=%e,PB=%e\n",q,PB);</p><p>  w1=q*l1*l1*l1/12;</p><p>  w2=q*l2*l2*l2/12;</p><p>  w3=q*l3*l3*l3/12;</p><p>  M0=-PA*l0;&l

33、t;/p><p><b>  M3=PB*l4;</b></p><p>  H=-6*(w2*A2/l2+w3*B3/l3)-M3*l3;</p><p>  G=-6*(w1*A1/l1+w2*B2/l2)-M0*l1;</p><p>  M1=(H*l2-G*2*(l1+l2))/(l2*l2-4*(l1+l2)*(

34、l1+l2));</p><p>  M2=(H-M1*l2)/(2*(l1+l2));</p><p>  ND1=-(-M0-q*l1*l1/2+M1)/l1;</p><p>  NC=PA+q*l1-ND1;</p><p>  NF1=-(-M3-q*l3*l3/2+M2)/l3;</p><p>  NG=

35、PB+q*l3-NF1;</p><p>  ND2=-(-q*l2*l2/2+M1+M2)/l2;</p><p>  NF2=q*l2-ND2;</p><p>  ND=ND1+ND2;</p><p>  NF=NF1+NF2;</p><p>  printf("The result is:\n&q

36、uot;);</p><p>  printf("M1=%e\nM2=%e\n",M1,M2);</p><p>  printf("NC=%e\nND=%e\nNF=%e\nNG=%e\n",NC,ND,NF,NG);}</p><p><b>  }</b></p><p>&

37、lt;b>  結(jié)果執(zhí)行如下圖:</b></p><p><b>  五.設(shè)計體會</b></p><p>  經(jīng)過本次材料力學(xué)課程設(shè)計,使我更好的掌握了所學(xué)的材料力學(xué)知識,并且進(jìn)一步的鞏固了C語言程序設(shè)計、CAD軟件、mathematica軟件的應(yīng)用。能夠?qū)⑦@些知識有機(jī)的結(jié)合起來解決工程中的實際問題,達(dá)到了理論聯(lián)系實際的目的。以后必將更加努力進(jìn)行這方

38、面的練習(xí)和實踐。</p><p><b>  六,參考書目錄。</b></p><p>  《材料力學(xué)》 聶毓琴 孟廣偉 主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>  《材料力學(xué)實驗與課程設(shè)計》 聶毓琴 吳宏 主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>  《計算機(jī)繪圖實用教程》 侯洪生 主編

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