001 縱樑強度計算 幻燈片

2023-01-11 00:24:06 字數 2265 閱讀 9102

縱樑強度計算

陝西車設定條件引數:空車自重 25t=25*103 kg=250*103 n;載重極限 180t=180*103 kg=1800*103 n;車架總長 17000mm=17m;半掛車前懸 1700mm=1.7m;

按照汽車傳統設計理論,縱樑設計時把縱樑看作為支承在牽引銷和半掛車車輪上的簡支梁,進行簡化的彎曲強度計算,以確定縱樑的截面尺寸。

1、 軸荷分配(對整個車架而言)

圖中:qa ——車架承受縱向單位線長度均勻載荷(n/m);

fa——牽引銷所受力(n);

fb——後軸中心處所受力(n);

l1——半掛車前懸(m);【陝西車1.7】

l2——牽引銷到中間車軸的距離(m);【陝西車11.05】

l3——中間車軸到車架尾部的距離(m);【陝西車4.25】

l——車架總長(m)。【陝西車17】

空載時:

滿載時:

2、強度計算(對單根縱樑而言)

(1) 滿載條件下,縱樑的強度校核

式中:——縱樑上的單位長度線載荷;

l ——縱樑總長,(取一根縱樑計算)

(2) 彎矩的計算公式及計算結果:

ca段: m = -q x2/20≤x<1.74)

ab段: m = ra(x-1.7)- q x2/2 (1.7≤x≤12.755)

bd段: m = - q(l-x)2/212.75<x≤176)

ca段: m = -q x2/2 = -60.3*103 * 1.72 /2 = -87*103 n m

bd段: m = -q(l-x)2/2 = -60.3*103 *[17 –(1.7+11.05)]2 = -545*103 n m

ab段: 1)求最大彎矩在何處,即x = ?

對此段彎矩公式進行一階導數,並令其為零,可得公式:x = ra/q

代入資料,得:

x = ra/q = 394 *103/60.3*103 = 6.534 m ≈ 6.5 m

m︱x=6.5 = ra(x-1.7) - q x2/2 = 394 *103*(6.

5 - 1.7) - 60.3*103 * 6.

52/2 = 617*103 n m

(3) 強度校核:

1)計算三個截面處的抗彎截面係數w,工字型截面的抗彎截面係數公式:

陝西車車架縱樑共有三個不同的截面尺寸,分別如下:

ce段:h=0.27m h1=0.02m h2=0.025m b=0.18m b=0.016m

ef段:h=0.36m h1=0.02m h2=0.025m b=0.18m b=0.016m

最大截面段:h=0.55m h1=0.02m h2=0.025m b=0.18m b=0.016m

代入資料,得:

2)計算三個截面處的彎矩:

m1︱x=2.15 = ra(x-1.7) - q x2/2 = 394 *103*(2.

15 - 1.7) - 60.3*103 * 2.

152/2 = 38*103 n m

m2︱x=3.85 = ra(x-1.7) - q x2/2 = 394 *103*(3.

85 - 1.7) - 60.3*103 * 3.

852/2 = 400*103 n m

m3︱x=6.5 = ra(x-1.7) - q x2/2 = 394 *103*(6.

5 - 1.7) - 60.3*103 * 6.

52/2 = 617*103 n m

3)用彎曲應力公式 σ=m/w 來計算三個截面處的彎曲應力:

1mpa=1000000 n/m2 =106 n/m2

4)再對f點進一步分析:

a)當h=0.32m時,可計算出 w2=0.001295m3 , σ2=309 mpa

b) 當h=0.34m時,可計算出 w2=0.001404m3 , σ2=285 mpa

5)材料的許用應力 [σ]=σs/n 式中:σs——材料的屈服極限;n——安全係數

q345b屬於低合金鋼,在常溫下做衝擊實驗,屈服極限是345 mpa ,約合34.5kg/mm ;抗拉強度510-600mpa,約合51-60kg/mm。

取n=1.3,則[σ]=σs/n =345/1.3 = 265 mpa

計算說明:本計算是按照汽車傳統設計理論進行的,即把縱樑看作為支承在牽引銷和半掛車車輪上的簡支梁,進行簡化的彎曲強度計算,沒有考慮其他載荷,如:在裝載過程中的載荷分配不均勻,貨物重心的偏移,以及汽車行駛中的動載荷和慣性力等均未考慮。

這些可以用安全係數來考慮。

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