吉林大学材料力学课程设计-单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核

吉林大学材料力学课程设计-单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核内容摘要：

i1+∑ωi ciMGIpni1 = 1EI1[12(− )(1− + )+12(− ) 23]+ 1EI2[+ + 12 (− )(− + )+ + + 12(−)(−− )]+ 1GIp(+ )= 10。 3rad 方向与单位力偶相同。 求 θz： 在截面 A 加 一 单 位 力 偶 矩 zM。 15 图 8 外力分析图 单位力偶矩作用下的内力图与外载荷作用下的内力图如下（弯矩画在受压的一侧）： 图 9 内力图 EA = Ehb = 150109 10。 6 = 108Pa∙m2 EI3 = Ehb312 = 150 109 3 10。 1212 = ∙m4 θz = ∑ωi ciMEIini1+ ∑ωi ciMEAni1 16 = 1EI1[12(− )(1− + )+12(− )23]+ 1EI2[+ + 12 (− )(− + )+ + + 12(−)(−− )]+ 1EI3( +)+ 1EA(+ )= 10。 3rad 方向与单位力偶相同。 在本次设计中，做以下几点说明： （ 1）在画内力图时， 忽略 弯曲切应力，故未画剪力图。 （ 2）在强度计算方面，由于材料是球墨铸铁（ QT4505），其性质与塑性材料相近，故 用第三强度理论而不用第一或第二强度理论。 （ 3） 在校核曲柄臂 画内力分布时 忽略了圆孔对其的影响。 （ 4） 在疲劳强度校核 HH 截面时，忽略键槽对 τmin的影响。 提高曲轴的弯曲强度 提高弯曲强度的主要措施有，合理安排构件的受力情况及设计合理的截面。 但对于该曲轴 可以通过合理布置支座的形式合理安排曲轴的受力情况；也可以 在结构允许的情况下将集中载荷适当分散 让在和尽量靠近支座。 提高曲轴的弯曲刚度 提高弯曲刚度的主要措施有， 改善结构形式，减少弯矩的数值、选择合理的截面及合理选材等。 对于该曲轴可以 通过 改善结构形式， 尽量减小跨度，选择合理的截面形状， 减少弯矩的数值并且合理选材 等形式提高曲轴的弯曲刚度。 提高曲轴的疲劳强度 提高疲劳强度主要有 减缓应力集中 和 提高构件表面强度 两种方式。 为了消除和缓解应力集中，再设计曲轴时，应尽量避免出现方形直角或带有尖角的孔和槽，即在主轴颈和曲柄臂相连处应采用半径较大的过度圆角。 提高曲轴表面的强度可通过两方面实现，一是从加工入手提高表面加工质量，可采用精细加工，降低表面粗糙度，尤其对高强度钢更重要 ；二是增加表层强度，对曲轴中应力集中的部位如键槽处应 采取某些工艺措施，即表面热处理或化学处理，如表面高频淬火、渗碳 等或表层用滚压等冷加工办法。 材料力学是一门被各个工程广泛应用的学科，是通过理论与实验来进行强度、刚度、稳定性以及材料的力学性能的研究。 在保证安全、可靠、经济节省的前提下，为构件选择适当17 的材料，确定合理的截面形状和尺寸提供基本理论和计算方法。 通过这次的课程设计，我对材料力学有了更深一层的认识， 基本学会了运用所学材料力学知识分析和解决实际问题的能力，达到了学以致用的目的。 同时加强了对上学期所学材料力学知识的理解以及对 AutoCAD、C++等软件的运用能力，使相关学科思想和知识有机的联系起来。 但是 发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。 对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。 让我知道了学无止境的道理。 我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。 挫折是一份财富，经历是一份拥有。 这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆 通过这次的课程设计。 对于本次课程设计中的不足之处，还希望老师批评指正。 谢谢老师长期以来的 辛勤教导与帮助。 [1]聂毓琴等，《材料力学实验与课程设计》，北京，机械工业出版社， [2]聂毓琴，孟广伟，《材料力学》，机械工业出版社 [3]谭浩强，《 C 程序设计（第三版）》，北京，清华大学出版社， 9 附录 h、 b 程序 include include define PI int main() { double Mex,Mey,Mez,FN2。 double h,b,S=120e6,S1,S2,S3。 int D=39。 double Z1,Z2,Z3,Q2,Q3。 double h1,b1。 double a,r。 double s,max=(*D)*(**D)。 /*面积最大值 */ Mex=。 Mey=。 Mez=。 FN2=。 printf(***********机械学院 ******赵宪卓 ******41111316*************\n)。 printf(** **\n)。 18 printf(** 所用数据： P= n=300r/min r= **\n)。 printf(** **\n)。 for(h=*D。 h=*D。 h+=) for(b=*h。 b=*h。 b+=) { if(h/b=amp。 amp。 h/b=3) /*利用插入法确定 a,r*/ {a=+*h/b。 r=*h/b。 } else {a=+*h/b。 r=*h/b。 } Z1=1e6*FN2/(b*h)+6e9*Mex/(b*h*h)+6e9*Mez/(b*b*h)。 /*D1 点正应力 */ Z2=1e6*FN2/(b*h)+6e9*Mez/(b*b*h)。 /*D2 点正应力 */ Z3=1e6*FN2/(b*h)+6e9*Mex/(b*h*h)。 /*D3 点正应力 */ Q2=1e9*Mey/(b*b*h*a)。 /*D2 点切应力 */ Q3=r*Q2。 /*D3 点切应力 */ S1=Z1。 S2=sqrt(Z2*Z2+4*Q2*Q2)。 S3=sqrt(Z3*Z3+4*Q3*Q3)。 if(S1Samp。 amp。 S2Samp。 amp。 S3S) { s=b*h。 if(smax) {max=s。 h1=h。 b1=b。 } } } h=h1,b=b1。 if(h/b=amp。 amp。 h/b=3) /*带回，利用插入法求 a,r*/ {a=+*h/b。