吉林大学材料力学课程设计说明书--单缸柴油机曲轴(doc)

1、答辩成绩设计成绩材料力学课程设计说明书设计题目单缸柴油机曲轴强度设计及刚度计算、疲劳强度校核题 号7.2数据II-8学 号作业编号姓 名指导教师吉林大学汽车工程学院 车辆工程3班 程浩 (学号:42110315) 材料力学课程设计说明书前言材料力学课程设计的目的材料力学课程设计的任务和要求材料力学课程设计的一般过程1.外力分析2.内力分析3.设计d和D 4.设计h和b并校核曲柄臂强度5.H-H截面处疲劳强度校核6.能量法计算A-A截面转角y和z7.改进措施 合理安排施加在曲轴让的载荷,在机械结构允许的情况下,将集中载荷适当分散,或者让集中力尽量靠近支座;改善结构形式,合理设计和布置支座并尽量缩

2、小曲轴的跨度;选择和里的截面形状以及材料.这些都可以提高曲轴的弯曲刚度.材料力学6-5 减少应力集中,在设计时尽量避免出现带尖角的孔、槽等结构,而应采用圆角过渡.尤其是曲柄臂与主轴颈/曲轴颈的连接处容易发生破坏,所以应当用曲率半径较大的圆角. 增大构件的表层强度,以提高构建疲劳强度.这可以从两个方面实现:一是提高加工质量,以降低表面粗糙度,并避免工艺缺陷(夹渣、气孔、裂缝等)引起的严重应力集中;二是对曲轴应力集中的部位如键槽处进行表面热处理或化学处理,如采取表面高频淬火、渗碳、滚压、喷丸等工艺,是构件表层产生残余压应力,减少表面出现裂纹的机会.材料力学13-9设计体会与总结经过长时间的努力,我

3、在力学老师的指导和课本的参考下,完成了全部设计过程.通过此次课程设计,我加深了对材料力学知识的理解和实际运用能力,巩固了之前学习的课程知识;熟练掌握了对办公软件LibreOffice 、三维CAD软件CATIA、二维CAD软件DraftSight和C语言的应用;了解了论文的标准格式;学习了答辩的相关知识及技巧.为日后的学习工作打下了基础.9吉林大学汽车工程学院 车辆工程3班 程浩 (学号:42110315) 材料力学课程设计说明书 附录 计算机程序设计根据材料力学表3-1,由线性插值法得出、关于h/b的大致函数关系式:由强度条件和题目要求,设计程序框图如下由Structorizer生成:关于变

4、量符号的说明:题目中的符号程序中的符号alphabetanusigma_D1sigma_D2sigma_D3题目中的符号程序中的符号tau_D2tau_D3sigma_safesigma2sigma3程序如下:#include #include /*本程序只用于在其它所需值已经算出的情况下计算h和b*/void main()void calculate(double,double,double *,double *,double *);/*声明计算,的函数*/double convert_integer(double);/*声明将h,b化整的函数*/double D,sigma_safe,F_

5、N,M_x,M_y,M_z;/*所需的值*/double h,b,alpha,beta,nu,sigma_D1,sigma_D2,sigma_D3,tau_D2,tau_D3,sigma2,sigma3;double S,h1,b1,alpha1,beta1,nu1,S_min;double *_alpha=&alpha,*_beta=&beta,*_nu=νdouble *_alpha1=&alpha1,*_beta1=&beta1,*_nu1=&nu1;char i;doprintf(请输入计算所需要的数据n);printf(主轴颈直径D(单位mm)tt);scanf(%lf,&D)

6、;printf(许用应力(单位MPa)tt);scanf(%lf,&sigma_safe);printf(危险截面处的轴力F_N(单位N)t);scanf(%lf,&F_N);printf(危险截面处的弯矩M_x(单位Nm)t);scanf(%lf,&M_x);printf(危险截面处的弯矩M_y(单位Nm)t);scanf(%lf,&M_y);printf(危险截面处的弯矩M_z(单位Nm)t);scanf(%lf,&M_z);printf(nD=%.0fmm,=%.1fMPa,F_N=%.1fN,M_x=%.1fNm,M_y=%.1fNm,M_z=%.1fNmn,D,sigma_safe,

7、F_N,M_x,M_y,M_z);printf(确认输入无误？Y/Ntt);scanf(%s,&i);printf(n*n);while(!(i=Y|i=y);D=D/1000;sigma_safe=sigma_safe*1000000;/*计算过程中的所有物理量都化为标准单位(N,Nm,m,Pa).*/h=1.4*D;b=h/4;S_min=h*b;/*给S_min存入一个初值*/for(h=1.4*D;h=1.6*D;h+=0.0001)/*精确到0.1mm*/for(b=h/4;b=h/2.5;b+=0.0001) calculate(h,b,_alpha,_beta,_nu); sig

8、ma_D1=F_N/(b*h)+6*M_z/(b*b*h)+6*M_x/(b*h*h) ;sigma_D2=F_N/(b*h)+6*M_z/(b*b*h); sigma_D3=F_N/(b*h)+6*M_x/(b*h*h) ; tau_D2=M_y/(b*b*h*alpha) ; tau_D3=nu*tau_D2;sigma2=sqrt(sigma_D2*sigma_D2+4*tau_D2*tau_D2);sigma3=sqrt(sigma_D3*sigma_D3+4*tau_D3*tau_D3);if(sigma_D1=sigma_safe&sigma2=sigma_safe&sigma3=

9、sigma_safe)S=h*b;/*double型可以保证小数点后14位准确*/if(SS_min) S_min=S; h1=convert_integer(h);b1=convert_integer(b);/*h,b化整*/ calculate(h1,b1,_alpha1,_beta1,_nu1); printf(合适的h,b取值分别为:nth=%.0fmmtb=%.0fmmn对应的尺寸系数分别为:ntalpha=%.5ftbeta=%.5ftnu=%.5fn,h1*1000,b1*1000,alpha1,beta1,nu1);void calculate(double h,double

10、b,double *_alpha,double *_beta,double *_nu)/*计算alpha,beta,nu的子程序*/if(h/b=3) *_alpha=0.213+0.018*h/b;*_beta=0.179+0.028*h/b;*_nu=0.837-0.028*h/b; else *_alpha=0.222+0.015*h/b;*_beta=0.209+0.018*h/b;*_nu=0.777-0.008*h/b;double convert_integer(double x)/*将h,b化整的子程序*/ int y;double z; x=x*1000;/*单位换成,mm*/ y=(int)(x+0.5);/*转换为整数，加0.5是为了四舍