吉林大学材料力学A
材料力学
课程设计说明书
学院机械学院
专业机械工程及自动化
班级411008班
学号 41100818
设计者余俊
指导教师董心
2012年09 月01 日
目录
封面 (1)
一、设计目的 (4)
二、设计任务与要求 (5)
三、设计题目 (6)
四、具体设计方案 (7)
1、绘出传动轴的受力简图 (7)
2、作扭矩图及弯矩图 (8)
3、根据强度条件设计等直轴的直径 (11)
4、计算齿轮处轴的挠度（按直径
的等直杆计算） (13)
1
5、对阶梯传动轴进行疲劳强度计算（若不满足，采取改进措施使
其满足疲劳强度） (16)
6、对计算所取数据的理论根据作必要的说明 (20)
五、分析与讨论 (21)
六、C语言程序 (25)
1、本设计所使用的软件 (25)
2、针对本题所设计的程序框图 (26)
3、针对本题所编写的C语言程序。 (27)
七、感想与体会 (36)
设计题目五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算
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个门课程的知识（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
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题目
传动轴的强度、变形及疲劳强度计算6－1 设计题目
传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa，经高频淬火处理，其σb=650MPa，σ-1=300MPa,τ
磨削轴的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过渡圆弧r均-1=155MPa,
为2，疲劳安全系数n=2，要求：
1）绘出传动轴的受力简图;
2）作扭矩图及弯矩图；
3）根据强度条件设计等直轴的直径；
4）计算齿轮处轴的挠度；（按直径Φ1的等直杆计算）
5）对阶梯传动轴进行疲劳强度计算；（若不满足，采取改进措施使其满足疲劳强度）；
6）对所取数据的理论根据作必要的说明。
说明 ：
a) 坐标的选取均按下图6—1所示； b) 齿轮上的力F 与节圆相切；
c) 数据表中P 为直径D 的皮带轮传递的功率，1
P 为直径为D 1的皮
带轮传递的功率。
图6-1 传动轴力学简图
图6—2传动轴的零件图
Φ1 为静强度条件所确定的轴径，尺寸最后一位数准确到mm ，并取偶数。 设
1.14
33
22
1==
=
φφφφφφ
本次课程设计采用第02组数据。数据如下：
4.材料力学课程设计的具体设计方案据
（一） 绘出传动轴的受力简图
此传动轴受弯扭组合变形，将各力分解，使每组力只产生一种变形，如上图。
如图，据题意，有：
F 点：N F Nm n P D F M x
21.79208.2979549222=?==?= A 点：N F Nm n P D F M x 4.61822.1089549211111=?==?=
D 点：2cos 22D F M x ?=α Nm
M
M
M
M
M
M x x
x x x x 86.1881
2
2
1
=-=?+=∴
N
F
40.1894=∴（二）作扭矩图及弯矩图
由传动轴的受力简图可得
0cos 3211=---++=∑αF G G F F F F
Ey By y
∑=--+=03sin 2F F F F F Ez Bz z
α
035sin 242=?-?-?+?=∑F a F a F a F a M Ez Bz y α 0
cos 2542=?-?-?+?=∑αF a G a F a F a M Ey By z
由以上四式联立可得支反力
N
F N F N F N F Dz Bz Dy By 71.343547.25837.205766.1045=-==-=
扭矩图如下：
沿y 轴方向的剪力图：
沿Z 轴方向的剪力图：
沿y轴方向的弯矩图：
沿z轴方向的弯矩图：
（三）根据强度条件设计等直轴的直径
I ．由于传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），因此需要选用第三强度理论进行强度计算。
根据第三强度理论3r σ=
W
142
2
=
+τ
σ
[]σ<++2
2
2
Mz
My
Mx
其中 32
3
1
πφ=
W
由扭矩图与弯矩图可确定危险截面可能在为B,C,E 截面处。 在B 截面处：
Nm
M
Nm M
Nm M
Bx
Bz
By
22.108;0;56.436===
Nm
M
M
M
M
Bz
By
BX
B 77.449222max
=++=
∴
在C 截面右侧:
Nm
M
Nm M
Nm M
Cx
Cz
Cy
08.297;54.77;42.559===
Nm
M
M
M
Mc Cz
Cy
CX
14.638222max =++=
∴
在E 截面处：
Nm
M
Nm M
Nm M
Ex
Ez
Ey
08.297;99.712;225===，
Nm
M
M M
M
Ex
Ez
Ey
E 51.804222max
=++=∴
max
max
max
B C E M
M
M
>>∴
所以等直轴只需要满足E 截面处即可。因此
[]MPa M
W
E E 8051.80432
13
1
max
max
=
=
σπφσ
解得:
mm
80.461=φ，取mm
501
=φ。由
1.14
33
22
1==
=
φφφφφφ得
mm
45.452=φ，取mm
mm mm 5405.1561.1,46112
===φφφ；；
II ．再校核2φ是否满足静强度条件。
此时需对截面C 的11.1φ进行校核。其中()
32
1.13
1φπ=
C
W ；
在C 截面处：
Nm
M
Cy
=，Nm
F z
0=，Nm
M Fx
08.297=，则有
Nm
M M M
M
x
z
y
B 41.456222222max
=++=
[]MPa
MPa Nm M
W B B
B 8021.3741.45632
13
1
max
max
=<=?=
=
∴σπφσ
所以1φ满足静强度条件。 综上所述，mm
501
=φ，mm
462
=φ,mm
561.11
=φ ,mm
5405.11
=φ。
（四）计算齿轮处轴的挠度（均按直径Φ1的等直杆计算） 图中直径为2D 的轮为齿轮。
可以在该轮处（图中C 点位置）沿y 轴方向加一单位力F=1,并作出单位力作用下的弯矩图M 图。 沿y 轴方向的弯矩图：
M
图：
其中E=200GPa(数据来源：《材料力学》（机械工业出版社）P29页表2-2)，32
4
1
πφ=
=z y
I I
此时可以利用图形互乘法求齿轮处该轴沿y 轴方向的挠度
()mm
m EI
f z
y 273.010
73.232050.014.31020043
.3320191.0172.0225-21524.0428.042.5592
2.03.056.436322.023.056.436-42.55914
-4
9
=?=???
?
?????=
??????
??????????+??+????=
II ．再在该轮处沿z 轴方向加一单位力F=1，并作出单位力作用下的M 图：
沿z 轴方向的弯矩图：
此时可以利用图形互乘法求齿轮处该轴沿z 轴方向的挠度
()mm
m EI
f y
z 154.0-10
54.13205.014.31020018.9122
-22.06.054.77322.06.054.77-99.712322.023.054.7714
4
9
=?-=???
?
?
????=
???
?????+???+????-=-
III ． mm
mm f f f z
y
31.0154
.0273
.02
2
2
2
=+=+=
（五）对阶梯传动轴进行疲劳强度计算（若不满足，采取改进措施使其满足疲劳强度）
I ．首先对传动轴键槽进行疲劳强度计算
因为该轴键槽为端铣加工，σb =650MPa ，所以根据《材料力学》（机械工业出版社）P355页图13-10a 可查得σK =1.80，根据《材料力学》（机械工业出版社）P355页图13-10b 可查得τK =1.51。
因为该轴经高频淬火处理，σb =650MPa ，σK =1.8，51
.1=τ
K =所以
根据《材料力学》（机械工业出版社）P356页表13-4可查得β=2.4。
由于此传动轴工作在弯扭组合交变应力状态下，因此在进行疲劳强度计算时疲劳强度条件可写成2
2
2
=≥+=
n n n n n n τ
σ
τσστ
。
W
M
M
W
M
z
y
22max
max +=
=
σ，P
x
W M
=
max
τ，32
4
πφ=
W
，16
3
πφ=
P
W 。
max
min σσ-=，故弯矩循环系数r=-1,循环特征为对称循环；
0min =τ，故扭矩循环系数r=0,循环特征为脉动循环。
所以max
1
σβ
εσσσ
σ
K n -=
，m
a K n τψτβ
εττττ
τ
+=
-1
。
其中max 2
1ττ
=
a
，max
2
1ττ=
m ，2
2
001τττψτ
-=
-。
参照《材料力学》（机械工业出版社）P359页表13-5可选取
10
.0=τψ。
在C 截面右侧处
mm
561.11=φ，传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），根
据《材料力学》（机械工业出版社）P355页表13-2可查得：
Nm
M
Nm M
Nm M
Cx
Cz
Cy
08.297,54.77,42.55976.081.0=====，，τσεε
Nm
Nm M
M
M
Mc x
z
y
14.63808.29754
.7742
.5592
2
2
222max =++=++=
MPa
M
M
W c cz
cy
c
76.3254
.7742
.559)
1.1(32
12
2
3
122max =+=
+=
φπσ
MPa
W M
C
cx
C 62.808.297)
1.1(16
3
1max =?=
=
φπτ 则89
.976.324
.281.08.1300max
1
=??=
=
-MPa
MPa K n σβ
εσσσ
σ
53.372
62.810.02
62.84.276.051.11551
=?
+?=
+=
-MPa
MPa
MPa
K n m
a τψτβ
εττττ
τ
256.953
.3789
.953.3789.92
2
2
2
=≥=+?=
+=
n n n n n n τ
σ
τ
σστ，安全。
在B 截面右侧和E 截面左侧处，mm
501
=φ
，传动轴的材料为优质碳素
结构钢（牌号45），根据《材料力学》 机械工业出版社）P369页表13-2可查得81.0=σε，76
.0=τε。
在A 截面右侧处：
Nm
M
Ay
0=，Nm
M Az
0=，Nm
M Ax
22.108=
则10
.571
=+=
-m
a K n τψτβ
εττττ
τ
>2=n ，安全。
在F 截面左侧处：
由于此处只售扭转力作用，故只校核切应力即可。
Nm
M
Fy
0=，Nm
M Fz
0=，
Nm
M Fx 08.297=,mm
462
=φ,84
.0=σ
ε,78
.0=τ
ε
MPa
M
M
W Fz
Fy
F
F 012
2
max ,=+=
σ
MPa
Nm W M
P Fx
F 54.1508.29716
32
2
max ,=?=
=
πφ
τ
则n
MPa
MPa
MPa
K n m
a =>=?
+?=
+=
-229.212
54.1510.02
54.154
.278.080.11551
τψτβ
εττττ
τ，
安全。
II ．再对传动轴阶梯轴进行疲劳强度计算
由于σb =650MPa ，mm
501
=φ，mm
462
=φ，mm
561.11
=φ，mm 54105.1=φ,
1.14
33
22
1==
=
φφφφφφ，阶梯轴过渡圆弧r 均为2mm ，根据《材料力学》（机
械工业出版社）P368页图13-9a ，图13-9c ，图13-9d ，图13-9e 可查得数据如下表：
在P 截面处：
mm
462=φ，传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），根据《材
料力学》（机械工业出版社）P355页表13-2可查得84
.0=σ
ε，78
.0=τ
ε。
Nm
M
Py
28.238=，Nm
M Pz
0=，Nm
M Px
22.108=
MPa
M
M
W Pz
Py
p
P 94.24028.23832
12
2
32
2
2
max ,=+=
+=
πφ
σ
MPa
W M
P Px
P 66.522.10816
32
4
max ,=?=
=
πφ
τ
则70
.1494.244
.284.065.1300max
1
=??=
=
-MPa
MPa K n σβ
εσσσ
σ
28
.632
66.510.02
66.54
.278.038.11551
=?
+?
?=
+=
-MPa
MPa
MPa
K n m
a τψτβ
εττττ
τ
232.1428
.6370
.1428.6370.142
2
2
2
=≥=+?=
+=
n n n n n n τ
σ
τ
σστ，安全。
在Q 截面处：
mm
501=φ，传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），根据《材
料力学》（机械工业出版社）P355页表13-2可查得81
.0=σ
ε，
76
.0=τε。
Nm
M
Qy
99.497=，Nm
M
Qz
77.38=，Nm
M
Qx
22.108=
MPa
M
M
W Qz
Qy
Q 70.4077
.3899
.49732
12
2
3
1
2
2
1
max ,=+=
+=
πφσ
MPa
W M
P Qx
Q 41.422.10816
3
1
1
max ,=?=
=
πφτ
则43
.870.404
.281.070.1300max
1
=??=
=
-MPa
MPa K n σβ
εσσσ
σ
93
.782
41.410.02
41.44
.276.039.11551
=?
+?=
+=
-MPa
MPa
MPa
K n m
a τψτβ
εττττ
τ
2
38.893
.7843.893.7843.82
2
2
2
=≥=+?=
+=
n n n n n n τ
σ
τσστ，安全。
在U 截面处：
mm
54105.1=φ，传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），根据
《材料力学》（机械工业出版社）P355页表13-2可查得81
.0=σ
ε，
76
.0=τε。
Nm
M Uy 36.363=，Nm
M Uz
40.236=，Nm
M Ux
08.297=
MPa
M M W Uz
Uy U
U 04.2840.23636
.36332
12
2
3
05
.12
2
max ,=+=
+=
πφσ
MPa
W M P Ux U 61.908.29716
3
05
.105
.1max ,=?=
=
πφτ
则38
.1204.284
.281.068.1300max
1
=??=
=
-MPa
MPa K n σβ
εσσσ
σ
99
.352
61.910.02
61.94.276.040.11551
=?
+?=
+=
-MPa
MPa
MPa
K n m
a τψτβ
εττττ
τ
2
71.1199
.3538
.1299
.3538.122
2
2
2
=≥=+?=
+=
n n n n n n τ
σ
τ
σστ，安全。
在V 截面处：
mm
501=φ，传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），根据《材
料力学》（机械工业出版社）P355页表13-2可查得81
.0=σ
ε，
76
.0=τε。
Nm
M Vy 30.167=，Nm
M Vz
36.515=，Nm
M Vx
08.297=
MPa
M M W Vz
Vy V 15.4436.51530.16732
12
2
3
1
2
2
1
max ,=+=
+=
πφσ
MPa
W M P Vx V 10.1208.29716
3
1
1
max ,=?=
=
πφτ
则77
.715.444
.281.070.1300max
1
=??=
=
-MPa
MPa K n σβ
εσσσ
σ
75
.282
10.1210.02
10.124.276.039.11551
=?
+?=
+=
-MPa
MPa
MPa
K n m
a τψτβ
εττττ
τ
2
50.775
.2877
.775.2877.72
2
2
2
=≥=+?=
+=
n n n n n n τ
σ
τ
σστ，安全。
在W 截面处：
mm
462=φ，传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），根据《材
料力学》（机械工业出版社）P355页表13-2可查得84
.0=σ
ε，
78
.0=τε。
Nm
M Wy 50.112=，Nm
M Wz
50.356=，Nm
M Wx
08.297=
MPa
M M W Wz
Wy W 12.395.3565.11232
12
2
32
2
2
2
max ,=+=
+=
πφ
σMPa
W M P Wx W 54.1508.29716
32
2
max ,=?=
=
πφ
τ
则37
.912.394
.284.065.1300max
1
=?=
=
-MPa
MPa K n σβ
εσσσ
σ
05
.232
54.1510.02
54.154.278.038.11551
=?
+?=
+=
-MPa
MPa
MPa
K n m
a τψτβ
εττττ
τ
2
68.805
.2337
.905.2337.92
2
2
2
=≥=+?=
+=
n n n n n n τ
σ
τ
σστ，安全。
各校核截面计算结果如下：
综上所述，阶梯传动轴各个截面符合疲劳强度条件。
由于阶梯传动轴各个截面均符合疲劳强度条件，故本题不需要采取改进措施来改善疲劳强度。
（六）对所取数据的理论根据作必要的说明
本次课程设计所取的数据均选取于参考文献（1）。
在根据强度条件设计传动轴的直径时，选用了第三强度理论。有关第三强度理论的具体内容请参见《材料力学》（机械工业出版社第二版）P201页；
材料力学课程设计 班级： 作者： 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核 指导老师： 2007.11.05
班级 姓名 一、 课程设计的目的 材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，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，可以使我们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综合应用，又为后继课程打下基础，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。 1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。 二、 课程设计的任务和要求 要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，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。 三、 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 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F = 2t F 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4, 3l =1.2r,已知数据如下表：
教学号：答辩成绩： 设计成绩： 材料力学课程设计 设计计算说明书 设计题目：车床主轴设计 题号: 7—8—Ⅰ—12 教学号: 姓名： 指导教师： 完成时间：
目录 一、材料力学课程设计的目的 --------------------------------------------------3 二、材料力学课程设计的任务和要求 --------------------------------------------------3 三、设计题目 --------------------------------------------------3 四、对主轴静定情况校核 --------------------------------------------------5 1.根据第三强度理论校核 ---- ----------------------------------------7 2.根据刚度进行校核 ---------------------------------------------8 3.疲劳强度校核 ------------------------------------------- 12 五、对主轴超静定情况校核 -------------------------------------------------13 1.根据第三强度理论校核 ---------------------------------------------15 2.根据刚度进行校核 ---------------------------------------------16 3.疲劳强度校核 ----------------------------------------------19 六、循环计算程序 ---------------------------------------------------19 七、课程设计总结 ----------------------------------------------------26
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 θ，x θ (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) 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 、μ，许用应力[σ],G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4，3l =1.2r ，有关数据如下表：
材料力学课程设计--曲柄轴的强度设计及变形计算
(导师好，课程设计是我这两天赶工的，质量不怎么好，你帮我改改，其中1.2，4.2，4.3没有完成，不知道怎么写，您帮我看看想一下，3.1的第三强度公式我感觉有点不会，您也帮着看一下。。。幸好有您这个导师，嘻嘻，感谢呀。。。祝勇哥圣诞元旦双节快乐，新春快乐假期美好。。———学生：东禹 材料力学课程设计 题目：曲柄轴的强度设计及变形计算 单位：理学院
班级：力学 11-1 姓名：宫东禹 指导教师：宋志勇 目录 一、绪论 二、力学模型与内力分析 三、强度分析。 四、变形计算与刚度分析。 五、总结。
一、绪论 1.1、课程设计目的意义： 材料力学课程设计是材料力学课程的重要实践性环节。 通过结合工程实际，自行设计结构形式，并对杆件结构进行内力、应力变形位移计算等，校核杆件结构的强度和刚度、稳定性，并对结构进行改进。进一步巩固和加深材料力学课程中的基本理论知识，初步掌握对材料力学中分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力、通过自由设计结构、锻炼创新思维能力。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；既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下几方面： 1、对之前学过的相关力学知识的全面复习，使学生的力学知识系统化、完整化； 2、综合运用力学理论知识解决工程中的实际问题。 3、本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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知识解决工程实际问题的目的。 4、由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以为学生后续的毕业设计打下基础，进行提前锻炼。 5、初步了解和掌握工程实践中的分析思想和计算方法。 1.2、结构的工程应用背景简介： （简单的介绍你所设计的结构在工程的使用，比如哪些领域，有何作
材料力学课程设计指导书 聂毓琴修订 吉林大学 2005年6月
前言 材料力学是工科院校一门重要的学科基础课，高等学校中使用的各种材料力学教材，往往将杆件的变形分成几种基本形式。并针对这几种基本变形形式在各自的范围内分别独立地给予解答。我们在教学中体会到这种做法的优越性。但同时也感到这种孤立地研究某一问题的方式也有其自身的弱点。其中最为突出的，就是学生很难从整体上把握材料力学的全貌，更难于利用材料力学的知识去解决工程实际问题。为此，我们试图针对学生的专业特点和不同专业的要求，从强度、刚度、稳定性的观点出发，在工程实际中选取一些较为复杂的构件，要求学生从全面的、整体的角度予以解答，这样就既可以深化课堂上的知识，使知识系统话，同时也培养了学生解决实际问题的能力，既把所学过的基础课（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）系统应用。又为后继课程的学习打下基础，使各教学环节和教学内容有机地联系起来。对学生来说，通过材料力学课程设计可初步了解工程中的设计思想和设计方法，也激发了学习积极性和创造精神。对教师来说，在拓宽知识面，改进教学方法、教学态度，提高教学水平上都有一定的益处。在总体上可以使教学质量有所提高。作为教学改革的内容之一，我们的工作还只是探索性。我们的目的不仅于课程设计本身，更着眼于材料力学课程本身的建设和改革。 材料力学课程设计这一崭新的教学环节是我校于1987年率先开始试点，并在以后的几年中进行了集中安排一周另四天分散和分散五周安排等方式的实践，取得了宝贵的经验，并在全校产品类专业中逐步推广成为材料力学课程建设的主要内容之一。材料力学课程设计做为教改研究项目已于1991年4月通过校级鉴定。得到校内、外专家的充分肯定与赞扬，1993年3月，获校优秀教学成果奖；也得到国家教委理工科院校材料力学课程指导小组组长、副组长的高度评价。并于1993年5月获吉林省优秀教学成果一等奖。“材料力学课程设计”作为附加项目及创新点，使材料力学课程的教学改革与实践在2001年获吉林大学教学成果二等奖；以此为特色，2002年材料力学课程被评为吉林大学精品课程；材料力学课程的教学改革与创新于2005年获吉林大学教学成果一等奖；获吉林省教学成果二等奖。 本次修订引入了部分工程实际构件的零件图，抽象的力学简图全部由CAD绘制，采用了最新国家标准规定的物理量的名称和符号，常用金属材料的牌号也采用了最新标准。 本书的前期工作有初日德、聂毓琴、刘寒冰、魏媛、卢衍榕、郭学东等老师参加，特别是已退休的初日德及卢衍榕教授对“材料力学课程设计”这一教改课题做了大量的工作，对此表示忠心感谢。 修订者：聂毓琴 2005年6月
材料力学课程设计设计题目五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算
1．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，可以使我们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综合运用，又为后继课程打下基础，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。 1．使所学的材料力学知识系统化、完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2．综合运用了以前所学的各门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等）使相关学科的知识有机地联系起来。 3．使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后继课程的教学打下基础。 2．课程设计的任务和要求 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．课程设计的题目 传动轴的强度、变形及疲劳强度计算 6－1 设计题目 传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa，经高频淬火处理，其σb=650MPa，σ-1=300MPa,τ-1=155MPa,磨削轴的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过渡圆弧r均为2，疲劳安全系数n=2，要求： 1）绘出传动轴的受力简图; 2）作扭矩图及弯矩图； 3）根据强度条件设计等直轴的直径； 4）计算齿轮处轴的挠度；（按直径Φ1的等直杆计算） 5）对阶梯传动轴进行疲劳强度计算；（若不满足，采取改进措施使其满足疲劳强度）； 6）对所取数据的理论根据作必要的说明。 说明： a) 坐标的选取均按下图6—1所示； b) 齿轮上的力F与节圆相切； c) 数据表中P为直径D的皮带轮传递的功率， P为直径为D1的皮带轮传递的功率。 1
材料力学课程设计 说明书
目录 一、课程设计目的---------------03 二、课程设计任务和要求---------------03 三、课程设计题目---------------04 四、课程设计计算过程 1.画出力学简图，求出外力 ---------------05 强度计算 ---------------07刚度计算 ---------------08 B截面的实际位移 ---------------16 2.疲劳强度校核 ---------------19 3.超静定校核设计 超静定校核设计 ---------------20校核疲劳强度 ---------------22 五、循环计算程序---------------24 六、课程设计总结---------------30 七、参考文献---------------30
材料力学课程设计的目的是在于系统的学习材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学设计的基本原理和计算方法，独立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的目的。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代的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；既是对以前学到的知识（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）的综合运用，又为以后学习的课程（机械设计、专业课等）打下了基础，并初步掌握了工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体有以下六项： 1.使我们的材料力学知识系统化，完整化。 2.在系统的全面的复习的基础上，运用材料力学的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的知识和专业需要结合起来。 4.综合运用以前所学的各门课程知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），是相关学科知识有机的联系起来。 5.初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。 6.为以后课程的学习打下基础。 二、课程设计任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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，列出理论依据并导出计算公式，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。
设计题目 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa ，经高频淬火处理， 650b MPa σ=，1300MPa σ-=，1155MPa τ-=。磨削轴的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴 过渡圆弧r 均为2mm ，疲劳安全系数n=2。 要求： 1. 绘出传动轴的受力简图。 2. 做扭矩图及弯矩图。 3. 根据强度条件设计等直轴的直径。 4. 计算齿轮处轴的挠度（均按直径1φ的等直杆计算）。 5. 对阶梯传动轴进行疲劳强度计算。（若不满足，采取改进措施使其满足疲劳强度要求）。 6. 对所取数据的理论根据做必要的说明。 说明： （1） 坐标的选取均按图所示。 （2） 齿轮上的力F 与节圆相切。 （3） 表中P 为直径为D 的带轮传递的功率，1P 为直径为1D 的带轮传递的功率。1G 为小 带轮的重量，2G 为大带轮的重量。 （4） 1φ为静强度条件所确定的轴径，以mm 为单位，并取偶数。 设 312 243 1.1φφφφφφ=== 设计计算数据
传动轴零件图 设计计算数据表 设计过程 1.传动轴受力简图 首先对传动轴进行受力分析，轴共受 7 个力作用，分别为皮带轮 D 对传动轴的力2和，皮带轮1对传动轴的力1和 21，齿轮2对传动轴的力 F，还有皮带轮 D 的 重力2和皮带轮1的重力G 1，且M1与M2方向相反， P/kW 1P/kW n/(r/min ) D/mm 1 D/mm 2 D/mm 2 G/N 1 G/N a/mm a(o ) 6.6 2.9 150 700 350 100 800 400 500 30
受力简图如下图所示 列公式求得： M 1=184.61NM M 2=420.16NM M= M 2- M 1=235.55NM 2.弯矩图及扭矩图 1)在 XOY 面上传动轴受力简图如下: 2)在 XOZ 面上传动轴受力简图如下: F AY
一、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个门课程的知识（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。 二、材料力学课程设计的任务和要求 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。 1．设计计算说明书的要求 设计计算说明书是该题目设计思想、设计方法和设计结果的说明。要求书写工整，语言简练，条理清晰、明确，表达完整。具体内容应包括： （1） 设计题目的已知条件、所求及零件图； （2） 画出构件的受力分析计算简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等； （3） 静不定结构要画出所选择的基本静定系统及与之相应的全部求解过程； （4） 画出全部内力图，并标明可能的各危险截面； （5） 危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图； （6） 各危险点的主应力大小及主平面位置； （7） 选择强度理论并建立强度条件； （8） 列出全部计算过程的理论根据、公式推导过程以及必要的说明； （9） 对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图； （10） 疲劳强度计算部分要说明循环特征，a m r σσσσ,,,,min max 的计算，所查βσ,,k 各系 数的依据，并绘出构件的持久极限曲线，疲劳强度校核过程及结果。 2．分析讨论及说明部分的要求 （1） 分析计算结果是否合理，并分析其原因，改进措施； （2） 提出改进设计的初步方案及设想； （3） 提高强度、刚度及稳定性的措施及建议。 3．材料力学课程设计中的体会和收获、希望、要求、建议等。 4．程序计算部分的要求： （1） 程序框图；
材料力学课程设计 班级：441006班 作者：刘百川44100608 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计 及刚度计算、疲劳强度校核题号：4 数据号：24 指导老师：李锋
课程设计的目的 材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学课程之后，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；既是对以前所学的知识的综合应用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体有以下六项： 1.使所学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实际中的问题。 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.综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 5.使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。 6.为后续课程的学习打下基础。 课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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，列出理论依据并导出计算公式，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。
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 μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4 1.6h D ≤≤，2.54h b ≤≤, 3 1.2l r =。
材料力学课程设计 汽车工程学院420505班 一材料力学课程设计的目的 1．使学生的材料力学知识系统化，完整化。 2．在系统复习的基础上，运用材料力学的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的知识和专业需要结合起来。 4．综合了以前所学的各门课程的知识，是相关学科的知识有机的结合起来。 5．初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。 6．为后续课程的教学打下基础。 二材料力学课程设计的要求 1．设计计算说明书的要求 设计说明书是该题目的设计思想，设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰，明确，表达完整。 具体内容如下： 〈1〉设计题目的已知条件，所求及零件图。 〈2〉画出构件的受力简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等。 〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全部求解过程。 〈4〉画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。 〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。 〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。 〈7〉选择强度理论并建立强度条件。 〈8〉列出全部计算过程的理论根据，公式的推导过程以及必要的说明。 〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图。 〈10〉疲劳强度计算部分要说明循环特征。 2．分析讨论及说明部分的要求： 〈1〉分析计算结果是否合理，并分析其原因，改进措施。 〈2〉提高改进设计的初步方案及设想。 〈3〉提高强度，刚度及稳定性的措施及建议。 3．程序计算部分的要求： 〈1〉程序图框。 〈2〉计算机程序（含必要的语言说明及标识符说明）。 〈3〉打印结果（结果数据要填写到设计计算说明书上）。 设计题目 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[ ]=80MPa，经高频淬火处理，
111130510苏锦楠汽车工程学院421311男231130621王楠汽车工程学院421309女332120214曹翰卿汽车工程学院421311男441131311李永强汽车工程学院421308男542130208李如冰汽车工程学院421302男642130211胡峰伟汽车工程学院421302男742130235朱虹烨汽车工程学院421302男842130311许浩欣汽车工程学院421303男942130801解禹豪汽车工程学院421308男1042130802邱承波汽车工程学院421308男1142130803高明亮汽车工程学院421308男1242130804王垚汽车工程学院421308男1342130805孔祥增汽车工程学院421308男1442130806孙健汽车工程学院421308男1542130807廖锦修汽车工程学院421308男1642130808杨天硕汽车工程学院421308男1742130809阮新建汽车工程学院421308男1842130810张扬辉汽车工程学院421308男1942130811陆炳全汽车工程学院421308男2042130812张海龙汽车工程学院421308男2142130813刘韬汽车工程学院421308男2242130814周浩然汽车工程学院421308男2342130815章众鑫汽车工程学院421310男2442130816陈小强汽车工程学院421308男2542130817韩志良汽车工程学院421308男2642130818黄耀钢汽车工程学院421308男2742130819程任辉汽车工程学院421308男2842130820涂思国汽车工程学院421308男2942130821李天辉汽车工程学院421308男3042130822殷骐汽车工程学院421308男3142130823贺冠杰汽车工程学院421308男3242130824黄英杰汽车工程学院421308男3342130825宇昊汽车工程学院421310男3442130826张馨月汽车工程学院421308女3542130827李媛媛汽车工程学院421308女3642130828周颖汽车工程学院421308女3742130829何佳为汽车工程学院421308女3842130830曲辰汽车工程学院421308女3942130831韩睿汽车工程学院421308女4042130832于典汽车工程学院421308女4142130833王星月汽车工程学院421308女4242130834姜哲汽车工程学院421308女4342130835李松蔓汽车工程学院421308女4442130901陈卓毅汽车工程学院421310男4542130902赵仕牧汽车工程学院421309男4642130903侯天奇汽车工程学院421309男4742130904邱玉龙汽车工程学院421309男4842130905向雷娃汽车工程学院421309男4942130906李升凯汽车工程学院421309男5042130907吴昊汽车工程学院421309男
材料力学课程设计五种传动轴静强度、变形及疲劳强度计算 (b) 班级：11级机械城轨二班 姓名：林胜军 学号：20116552 指导老师：任小平 2013年6月
目录 一.设计目的： (3) 二.材料力学课程设计的任务和要求 (3) 三．设计题目： (3) 四．设计内容 (5) 五．程序设计 (20) 六、课程设计总结 (23)
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.材料力学课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出输出结果，并完成设计计算说明书。 三．设计题目： 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ] =80MPa,经高频淬火处理，σb =650MPa,σ-1 =300MPa，τ-1 =155MPa。磨削面的表面，键槽均为
. 材料力学课程设计 设计计算说明书 设计题目：龙门刨床门架计算 图号：7-9 数据号：Ⅱ-27 指导教师：麻凯 学号：44080709
目录 1.设计的目的、任务及要求。 2.课程设计题目。 3.超静定部分分析求解。 4.门架强度的校核。 5.求解门架上加力点的水平、垂直位移。 6.C程序部分。 7.设计体会。
1. 设计的目的、任务及要求。 1.1 材料力学课程设计的目的。 本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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知识解决工程实际问题的目的。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，即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；既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下六项： （1）使所学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实际中的问题。 （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）综合运用以前所学的各门课程的知识，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）为后续课程的教学打下基础。 1.2 材料力学课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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，列出理论依据并导出计算公式，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。 （1）.设计计算说明书的要求 设计计算说明书是该题目设计思路、设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰、明确，表达完整。具体内容应包括： ①.设计题目的已知条件、所求及零件图。 ②.画出结构的受力分析计算简图，按比例标明尺寸、载荷及支座等。 ③.静不定结构要画出所选择的基本静定系统和及与之相应的全部求和过程。 ④.画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。 ⑤.危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图。 ⑥.各危险点的主应力大小及主平面的位置。 ⑦.选择强度理论并建立强度条件。 ⑧.列出全部计算过程的理论依据、公式推导过程以及必要的说明。 ⑨.对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位
材料力学课程设计 设计计算说明书 设计题目：龙门刨床门架计算 图号：7-9 数据号：II -27 指导教师：麻凯 学号：44080709
目录 1. 设计的目的、任务及要求。 2. 课程设计题目。 3. 超静定部分分析求解。 4. 门架强度的校核。 5. 求解门架上加力点的水平、垂直位移 6. C程序部分。 7. 设计体会。
1. 设计的目的、任务及要求。 1.1材料力学课程设计的目的。 本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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知识解决工程实际问题的目的。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，即从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，乂提高了分析问题、解决问题的能力；既是对以前所学知识的综合运用，乂为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下六项： (1) 使所学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实际中的问题。 (3) 由丁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) 综合运用以前所学的各门课程的知识，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) 为后续课程的教学打下基础。 1.2材料力学课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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，列出理论依据并导出计算公式， 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。 (1) .设计计算说明书的要求 设计计算说明书是该题目设计思路、设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理活晰、明确，表达完整。具体内容应包括： ①.设计题目的已知条件、所求及零件图。 ②.画出结构的受力分析计算简图，按比例标明尺寸、载荷及支座等。 ③.静不定结构要画出所选择的基本静定系统和及与之相应的全部求和过 ④.画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。 ⑤.危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态 I ⑥.各危险点的主应力大小及主平■面的位置。 ⑦.选择强度理论并建立强度条件。 ⑧.列出全部计算过程的理论依据、公式推导过程以及必要的说明。 ⑨.对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位
材料力学课程设计 HZ140TR2后置旅游车底盘车架的静力分析 及强度、刚度计算 姓名：吴博宇 学院：汽车工程学院 专业：工科试验班（车辆工程） 学号：42160702 序号：190 题号：7.1题,数据Ⅱ，序号5 指导教师：郭桂凯 日期：2018.10.13
目录 1、设计目的 (3) 2、设计任务和要求 (3) 3、设计题目 (4) 4、心得体会 (30) 5、参考文献 (31) 6、附录 (32)
1、设计目的 本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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，以达到综合利用材料力学知识解决工程实际问题的目的。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计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力；既是对以前所学知识（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）的综合运用，又为后续课程(机械设计、专业课等)的学习打下基础，并初步掌握工程设计思路和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下六项： （1）使所学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实际中的问题。（3）由于选题力求结合专业实际，因而课程设计把材料力学与专业结合起来。（4）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），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际中的设计思路和设计方法。 （6）为后续课程的教学打下基础。 2、设计任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程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，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算机程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。 2.1设计计算说明书的要求 设计计算说明书是该题目设计思路、设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰、明确，表达完整。具体内容应包括： （1）设计题目的已知条件、所求及零件图。 （2）画出结构的受力分析计算简图，按比例标明尺寸、载荷及支座等。 （3）静不定结构要画出所选择的基本静定系统及与之相应的全部求和过程。（4）画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。
吉林大学 《材料力学》课程设计说明书 题目：传动轴静强度、变形及疲劳强度计算 作者姓名： 班级： 学号： 指导教师： 数据号：7.6-a-23
目录 一、设计目的 (1) 二、设计的任务和要求………………………………………X 三、设计题目…………………………………………………X 四、设计方法…………………………………………………X 五、设计结果…………………………………………………X 六、分析讨论…………………………………………………X 七、程序计算…………………………………………………X 八、理论与程序结果对比……………………………………X 九、设计结论与展望…………………………………………X
一、设计目的 本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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知识解决工程实际问题的目的。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，即从整体上掌握了基本理论和现代计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力，既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力提高。 1.使所学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，因而课程设计可以吧材料力学知识与专业所需结合起来。 4.综合运用所学知识(高等数学，工程图学，理论力学，算法语言，计算机等），使相关学科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.为后续课程的教学打下基础。
（左侧装订，封皮标题居中） 材料力学课程设计报告 课设题目：曲柄轴强度设计与变形计算 单位：理学院 专业/班级：工程力学
一、前言 1、材料力学课程设计的目的意义 本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，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知识解决工程实际问题的目的。与此同时，进一步加强对以前所学知识（高等数学、工程图学、理论力学、计算机等）的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。 2、工程背景 柴油机自十九世纪发明以来，经过一百多年的不断研究和改进，已经发展到了比较完善的程度。它以热效率高功率和转速范围宽广，比重量较小的优点，在动力机械中占有及其重要的地位，广泛应用于国民经济和国防的各个领域中，尤其在船舶领域。 曲轴是柴油发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度。 3、课程设计主要任务及要求 （1）查阅相关文献，介绍课程设计选题的工程背景 （2）根据设计题目建立课程设计选题计算简图 （3）绘制选题结构的内力图
（4）列出理论依据和导出的计算公式 （5）进行强度分析、变形计算 （6）完成设计说明书。 二、力学模型建立与内力分析 1、设计题目简介 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 、μ，许用应力[σ]，G 处输入传矩为M e ，曲轴颈中点受切向力 F t 、径向力F r 的作用，且2 t r F F =。 曲柄臂简化为矩形截面，且满足： h=1.4D, h/b=3/2，r l 2.13= 有关数据见表1，表2。 表1 固定数据 表2 设计计算数据I3 题目要求： （1）画出曲轴的内力图。 （2）设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D 。 （3）校核曲柄臂的强度。 （4）用能量法计算A-A 截面的转角θy ，θz 。 2、模型简化
材料力学课程设计MATLAB编程部分说明书 编程题目：右端外伸梁 设计者 班级： 指导教师： 成绩： 年月日
一．载荷图 二．主程序clear; clc; L2=2 x=[0,2,4,6] MPQ = [2.5 2 0 4
3 -3 2 0 3.5 4 6 0] XQM=QMYW(x,L2,MPQ); 三，次主程序 function XQM=QMYW(x,L2,MPQ) [n,m]=size(x); L=x(m); x1=[]; for i=1:m-1 x1=[x1,linspace(x(i),x(i+1),50)]; end MM=zeros(size(x1)); QQ=zeros(size(x1)); [m,t]=size(MPQ); [t,n]=size(x1); for i=1:m switch MPQ(i,1); case 1 a=MPQ(i,3); M=MPQ(i,2); RA=-M/(L-L2); RB=-RA; QQ=QQ+RA; MM=MM+RA*x1;
if a>= 0&a
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