材料力学课程设计168
材料力学(刘鸿文_第5版)
第十四章 习题
2012年11月5日星期一
常州大学机械学院力学教研室
第五章 习题
第六章 弯曲变形
§6-1、工程中的弯曲变形问题 §6-2、挠曲线的微分方程 §6-3、用积分法求弯曲变形 6.1和连续性条件 6.3(a) Page 196 §6-4、用叠加法求弯曲变形 6.9(a) 6.10(b) Page 200 §6-5、简单超静定梁 Page 208 6.36 §6-6、提高弯曲刚度的一些措施
第十三章 习题
§13-1、概述 §13-2、杆件应变能的计算104 Page §13-3、应变能的普遍表达式 §13-4、互等定理 Page 106 §13-5、卡氏定理 Page 107 §13-6、虚功原理 §13-7、单位载荷法 Page 109 莫尔积分 §13-8、计算莫尔积分的图乘法 Page 109
第一章 绪论
§1-1、材料力学的任务 §1-2、变形固体的基本假设 §1-3、外力及其分类 §1-4、内力、截面法和应力的概念 §1-5、变形与应变 §1-6、杆件变形的基本形式
第一章 绪论习题
Page 11 1.2 Page 11 1.4 1.6
第二章 拉伸、压缩与剪切 第二章 习题
§2-1、轴向拉伸与压缩的概念和实例 §2-2、轴向拉伸与压缩时横截面上的内力和应力 2.2 Page 53 2.1(a)(c) §2-3、直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 Page 54 2.6 §2-4、材料拉伸时的力学性能 §2-5、材料压缩时的力学性能 §2-7、失效、安全因数与强度计算54 2.7 Page 54 2.12 Page §2-8、轴向拉伸或压缩时的变形 58 2.19 Page 61 2.30 Page
附录 I 平面图形的几何性质
材料力学课程设计7.2
材料力学课程设计7.2一、教学目标本节课的学习目标包括：1.知识目标：学生需要掌握材料力学的基本概念、原理和公式，如应力、应变、弹性模量等；了解材料力学在工程中的应用。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行简单的材料力学计算，如计算材料的应力、应变等；能够分析材料力学问题，提出合理的解决方案。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到材料力学在工程中的重要性，培养对材料力学的兴趣和热情；培养学生的团队合作意识和自主学习能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括：1.材料力学的基本概念和原理，如应力、应变、弹性模量等；2.材料力学公式的推导和应用，如应力公式、应变公式等；3.材料力学在工程中的应用案例，如建筑结构、机械设计等；4.材料的力学性能实验，如应力-应变曲线实验等。
三、教学方法本节课的教学方法包括：1.讲授法：讲解材料力学的基本概念、原理和公式；2.案例分析法：分析材料力学在工程中的应用案例，让学生了解材料力学的实际应用；3.实验法：进行材料的力学性能实验，让学生直观地了解材料力学的特性；4.小组讨论法：分组讨论材料力学问题，培养学生的团队合作意识和自主学习能力。
四、教学资源本节课的教学资源包括：1.教材：为学生提供系统的材料力学知识，作为学习的主要参考资料；2.参考书：提供更多的材料力学相关知识，供学生拓展学习；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，帮助学生直观地理解材料力学概念和原理；4.实验设备：提供实验所需的设备，如万能试验机、应变片等，让学生进行实验操作，巩固所学知识。
五、教学评估本节课的评估方式包括：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关的材料力学作业，评估学生对知识的理解和应用能力；3.考试：进行材料力学考试，评估学生对知识的掌握程度和解决问题的能力；4.实验报告：评估学生在实验中的操作技能和分析问题的能力；5.小组项目：评估学生在团队合作中的表现和解决问题的能力。
材料力学第二版第Ⅰ册课程设计
材料力学第二版第Ⅰ册课程设计
1. 引言
材料力学是材料科学的基本学科之一，常用于研究材料的结构、性质、变形和破坏行为。
本课程设计主要以材料力学第二版第Ⅰ册为教材，通过实验和分析，帮助学生更深入地了解材料力学的基本知识和理论，并提高学生的实验操作技能和数据处理能力。
2. 实验目的
本次课程设计的主要目的如下：
1.掌握材料的力学性能测试方法；
2.熟练运用力学分析方法，分析材料在受力下的变形和破坏行为；
3.了解材料物理性能和结构对力学性能的影响。
3. 实验内容
3.1 实验一：拉伸试验
3.1.1 实验安排
采用万能试验机进行拉伸试验，通过测试样品的载荷-变形曲线，计算出材料的力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度和伸长率等。
3.1.2 实验步骤
1.制作标准试样，并记录试样的尺寸和质量；
2.将试样夹紧在试验机上，并调整试验机的夹具位置；
3.启动试验机进行拉伸试验，并记录试样的载荷-变形曲线；
4.计算出试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率等力学性能参数。
1。
材料力学课程设计
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。
材料力学性能课程实验教学大纲(课程实验类) - 东南大学分析测试中心
材料力学性能课程实验教学大纲（课程实验类）所属课程名称：材料力学性能英文名称：Material Mechanical Properties of Materials所属课程编号：1202302面向专业：材料类各专业(金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先进材料及成形)课程总学时：32+16 ；实验学时16 ；课程学分： 2.5 ；本大纲主撰人：王仕勤、秦鸿根（Tel：52090661，E—mail: wsqwyd@）一、实验目的材料力学性能实验是《材料力学性能》课程中重要的教学环节。
通过实验教学，验证、巩固和补充课堂中讲授的理论知识，使学生掌握材料力学性能的测试原理和测试方法；了解测试设备及基本操作规范；并培养学生对实验数据和实验结果进行正确分析判断的能力以及科学认真的态度和实事求是的工作作风。
为今后的课程设计、毕业设计及工程实践工作打下坚实的基础。
三、教学管理模式与注意事项1、学生在实验前必须认真预习实验指导书的相关内容。
2、教师在实验前进行必要的讲解和指导。
3、学生应严格按照操作规程对仪器设备进行正确操作，确保人身安全和设备安全。
四、成绩评定与占课程总成绩的比例1、指导老师根据学生实验预习情况及实验报告的完成情况进行成绩评定。
2、将实验成绩报给任课教师，以占课程总成绩的15～20%的比例纳入课程的总成绩。
五、设备与器材配置1、电子万能试验机2台7、冲击试验机1台2、液压万能试验机2台8、温度计10只3、布氏硬度计2台9、冷却保温装置6套4、洛氏硬度计1台10、游标卡尺2只5、维氏硬度计1台11、钢筋划线仪2台6、读数放大镜2只12、实验耗材若干六、实验任务书与参考资料1、王仕勤、秦鸿根等材料力学性能实验指导书. 南京：东南大学讲义，2006.112、高建明等材料力学性能. 武汉：武汉大学出版社，2004.83、秦鸿根建筑材料实验指导书. 南京：东南大学讲义，2003.103、伍洪标等无机非金属材料试验. 化学工业出版社，2002.6。
材料力学课程设计2015
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5142130908邹雄汽车工程学院421309男5242130909张宇汽车工程学院421309男5342130910余维刚汽车工程学院421309男5442130911梁艺凡汽车工程学院421309男5542130912张武汽车工程学院421309男5642130913徐嘉酉汽车工程学院421309男5742130914郭航语汽车工程学院421309男5842130915陈泓延汽车工程学院421309男5942130916林文辉汽车工程学院421309男6042130917申天成汽车工程学院421309男6142130918娄泽华汽车工程学院421309男6242130919江子正汽车工程学院421309男6342130920所显赫汽车工程学院421309男6442130921孙永鑫汽车工程学院421309男6542130922任思汽车工程学院421309男6642130923戚昱宸汽车工程学院421309男6742130924刘晓君汽车工程学院421309男6842130925王哲元汽车工程学院421309男6942130926蔡海锋汽车工程学院421309男7042130927黄诗琦汽车工程学院421309女7142130928杨丹汽车工程学院421309女7242130929高原汽车工程学院421309女7342130930段嘉雯汽车工程学院421309女7442130931韩璧泽汽车工程学院421310女7542130932崔瑛钰汽车工程学院421309女7642130933邹雪娇汽车工程学院421309女7742130934李旭汽车工程学院421309女7842130935艾荣汽车工程学院421309女7942130936王佳宁汽车工程学院421309女8042131001王楠汽车工程学院421310女8142131101景曦瑶汽车工程学院421311男8242131102马伏新汽车工程学院421311男8342131103杨思远汽车工程学院421311男8442131104孙锦汽车工程学院421311男8542131105朱红涛汽车工程学院421311男8642131106娄来鹏汽车工程学院421311男8742131107吕文博汽车工程学院421311男8842131108孔铭鑫汽车工程学院421311男8942131109温明潼汽车工程学院421311男9042131110杨航汽车工程学院421311男9142131112陈子桓汽车工程学院421311男9242131113韩敬一汽车工程学院421311男9342131114张新宇汽车工程学院421311男9442131115高若峰汽车工程学院421311男9542131116敬志清汽车工程学院421311男9642131117何金明汽车工程学院421311男9742131119王海汽车工程学院421311男9842131120李文浩汽车工程学院421311男9942131121杨旭辉汽车工程学院421311男10042131123吴丽专汽车工程学院421311女10142131124张雪莲汽车工程学院421311女10242131125杨乐汽车工程学院421311女10342131201王梓旭汽车工程学院421312男10442131202胡宝宝汽车工程学院421312男10542131203逯云隆汽车工程学院421312男10642131204高万雨汽车工程学院421312男10742131205李擎汽车工程学院421312男10842131207李志尚汽车工程学院421312男10942131208邵致远汽车工程学院421312男11042131209李思宇汽车工程学院421312男11142131210强嘉鹏汽车工程学院421312男11242131211印海鹏汽车工程学院421312男11342131212高卓贤汽车工程学院421312男11442131213于宁汽车工程学院421312男11542131214张源博汽车工程学院421312男11642131215朱艳龙汽车工程学院421312男11742131216彭泰汽车工程学院421312男11842131218毕超博汽车工程学院421312男11942131219赵智强汽车工程学院421312男12042131220李权汽车工程学院421312男12142131221张乾坤汽车工程学院421312男12242131222王帅皓汽车工程学院421312男12342131223莫湘芸汽车工程学院421312女12442131224张可欣汽车工程学院421312女12542131225董颖汽车工程学院421312女12642131301白光磊汽车工程学院421313男12742131302覃燕华汽车工程学院421313男12842131303徐浩成汽车工程学院421313男12942131304宋昊鹏汽车工程学院421313男130********邵明志汽车工程学院421313男131********任文兴汽车工程学院421313男132********孙许生汽车工程学院421313男133********宋桂禹汽车工程学院421313男134********肖达汽车工程学院421313男135********罗正刚汽车工程学院421313男136********徐圣汽车工程学院421313男137********潘阳汽车工程学院421313男138********张权汽车工程学院421313男139********何昭满汽车工程学院421313男14042131315曹健豪汽车工程学院421313男14142131316范立超汽车工程学院421313男14242131317魏猛汽车工程学院421313男14342131318朱明月汽车工程学院421313男14442131319马志博汽车工程学院421313男14542131320郑佳庆汽车工程学院421313男14642131321林连全汽车工程学院421313男14742131322费孝恒汽车工程学院421313男14842131323李远哲汽车工程学院421313男14942131324梁靖奇汽车工程学院421313男150********韩云飞汽车工程学院421313男151********张烨汽车工程学院421313男152********白杰汽车工程学院421313男153********韩子良汽车工程学院421313男15442131329张馨文汽车工程学院421313女155********闫嘉瑶汽车工程学院421313女156********李文欣汽车工程学院421313女157********曹俐汽车工程学院421313女158********梁正阳汽车工程学院421314男159********马文举汽车工程学院421314男16042131404王雨鑫汽车工程学院421314男16142131406杨春旭汽车工程学院421314男16242131407程加林汽车工程学院421314男16342131408孟长波汽车工程学院421314男16442131409胡晨晖汽车工程学院421314男16542131410朴恩龙汽车工程学院421314男166********解昕撙汽车工程学院421314男16742131412刘禹汽车工程学院421314男16842131413温浩然汽车工程学院421314男16942131414罗杨汽车工程学院421314男17042131415徐懿璠汽车工程学院421314男17142131416李凯汽车工程学院421314男17242131417赵业成汽车工程学院421314男173********苏思源汽车工程学院421314男17442131419蔡佳铭汽车工程学院421314男175********郭海平汽车工程学院421314男176********林泽容汽车工程学院421314男177********曲智铎汽车工程学院421314男178********林智杰汽车工程学院421314男17942131424姚超捷汽车工程学院421314男180********晋源汽车工程学院421314男181********刘贵宾汽车工程学院421314男182********蒋佳峻汽车工程学院421314男183********姚伟汽车工程学院421314男184********朱亭诺汽车工程学院421314女185********刘年慧汽车工程学院421314女186********郑慧达汽车工程学院421314女187********张驰汽车工程学院421315男188********钟智杰汽车工程学院421315男189********孙文汽车工程学院421315男19042131504武文生汽车工程学院421315男19142131505李潇汽车工程学院4213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材料力学课程设计样本
材料力学课程设计样本一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，能够运用所学的知识分析、解决材料力学问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解材料力学的基本概念和基本原理；（2）掌握弹性理论和塑性理论的基本内容；（3）熟悉材料力学实验方法和测试技术。
2.技能目标：（1）能够运用材料力学理论分析、解决实际问题；（2）具备一定的实验操作能力和数据处理能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学素养，提高对材料力学的兴趣；（2）培养学生勇于探索、积极思考的科学精神；（3）强化学生的团队合作意识，培养良好的职业道德。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.材料力学基本概念和基本原理：力学基础、应力、应变、弹性模量、塑性模量等；2.弹性理论：轴向拉伸、压缩、弯曲、剪切等基本变形；3.塑性理论：屈服准则、塑性变形、塑性极限等；4.材料力学实验方法和测试技术：实验设备、实验方法、数据处理等。
三、教学方法为了达到教学目标，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：系统地传授知识，引导学生理解材料力学的基本概念和基本原理；2.讨论法：学生分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神；3.案例分析法：分析实际案例，提高学生运用材料力学知识解决实际问题的能力；4.实验法：进行材料力学实验，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的学习材料；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识视野；3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高课堂教学效果；4.实验设备：保证实验教学的顺利进行，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和思考能力；2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试：进行期中和期末考试，全面测试学生的知识掌握和应用能力。
材料力学课程设计(底盘车架的静力分析及强度、刚度计算)
（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力 图。
q 单独作用在 DF 段时：
图 3-17 qdf 单独作用示意图
图 3-18 qdf 单独作用弯矩图 利用图乘法（后述图乘法只给出最终化简结果）：
2qCF
2qCD
2qDF
ql 3
24EI
6l22l3
8l 2
l2 3
4l 2l 24
8l l l 234
3l 3 3
4l 2l 34
2
○6 q 单独作用在 FG 段时：
2
3
43
234
6EI
2
图 3-7 X2 处单位力单独作用示意图
图 3-8 X2 处单位力单独作用弯矩图
○3
F A
单独作用时：
图 3-9 FA 单独作用示意图
图 3-10 FA 单独作用弯矩图
第 9 页 共 39 页
利用图乘法，可以得到：
1FA
1 EI
[FAl1
(l 2
(l
l) 3
2
l ) (l l )2
2F 2FA 2FB 2qCF 2qFG
将上述求得
、
11
、
12
、
21
、
22
、
1F
2F
代入前述力法正则方程，可
得到：
X 1
F c
10516.722N
X 2
材料力学课程设计
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。
材料力学课程设计
材料力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等；2. 培养学生运用材料力学知识分析简单构件受力情况的能力；3. 使学生了解不同材料力学性能的特点，并能进行简单的力学性能比较。
技能目标：1. 培养学生运用材料力学原理解决实际问题的能力；2. 培养学生通过实验、图表等方法收集、分析、处理材料力学数据的能力；3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料力学的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，树立正确的价值观；3. 使学生认识到材料力学在工程领域的应用，增强学生的社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业性较强的学科课程，旨在帮助学生建立材料力学的知识体系，培养实际应用能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理基础和逻辑思维能力，对专业学科有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
通过课程目标分解，实现教学设计和评估的针对性，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 应力与应变的概念及其计算方法；2. 弹性模量、剪切模量、泊松比等力学性能指标；3. 材料的弹性、塑性和韧性特点；4. 轴向拉压、扭转、弯曲等基本受力形式及其计算；5. 材料力学实验方法及数据处理；6. 材料力学在实际工程中的应用案例分析。
教学内容安排与进度：第一周：应力与应变的概念及其计算方法；第二周：弹性模量、剪切模量、泊松比等力学性能指标；第三周：材料的弹性、塑性和韧性特点；第四周：轴向拉压、扭转、弯曲等基本受力形式及其计算；第五周：材料力学实验方法及数据处理；第六周：材料力学在实际工程中的应用案例分析。
教材章节关联：1. 《材料力学》第一章：应力与应变；2. 《材料力学》第二章：材料的力学性能；3. 《材料力学》第三章：轴向拉压与扭转；4. 《材料力学》第四章：弯曲；5. 《材料力学》第五章：实验方法与数据处理；6. 《材料力学》第六章：应用案例分析。
材料力学课程设计
一、静定部分梁的强度和刚度计算（一）目的：对梁进行强度和刚度计算，并对梁截面上各点进行应力状态分析。
（二）力学简图，如下图1.1图1.1（三）已知条件：[σ]=140Mpa，[w]=a/150，E=210GPa a(m) F(kN) q(kN/m) M e(kN/m) 8 35 11 14 （四）1.1列出剪力和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。
求A、B处的支座反力，其受力分析如下图由静力平衡方程ΣM A=0, M e+q•2a•a-F RB•2a+F•3a=0ΣM B=0, M e+F RA•2a - q•2a•a +F•a=0解得F RA=141.375kN F RB=69.625kN剪力和弯矩方程进行分段分析，选取坐标如上图在CA(0m≤x<8m)段上：F s（x）=0M（x）=M e=14在AB(16m≤x<24m)段上：F s（x）=F RA-q(x-a)=157.625-11xq(x−a)2 M（x）=M e+F RA(x-a)-12=-5.5x2+157.625x-895 在BD(24≤x<32)段上：F s（x）=F=0M（x）= 35x-1120令F s（x）=F RA-q(x-a)=157.625-11x=0，解出x=14.33(m)则M（x）=M e+F RA(x-a)-1q(x−a)2=-5.5x2+157.625x-895=243.68 ，2即为抛物线顶点，再带入x=24,可得M B=-280 kN•m绘制剪力图与弯矩图如下：1.2根据正应力强度条件选择工字钢型号。
抗弯截面系数W=M B [σ]=280×103140×106=2000cm 3查表可得 取50c 型号工字钢，且50c 型号钢的各尺寸及参数如下所示： 型号 hbdtI z cm 4截面面积cm 2W z cm 3 I z :S z50c500 163 16.0 14.0 50600 139.304 2080 41.81.3 给出危险截面上正应力、切应力的分布规律图。
材料力学课程设计单缸柴油机曲轴
四、曲轴设计及校核
1.设计曲轴颈直径 d，主轴颈直径 D 主轴颈为弯扭组合变形，根据第三强度理论
r3
1 W
M
2 z3
M
2 y3
M x22
32 D3
219.062 438.122 481.272
代入公式得
Me
9549
P n
9549
17.0 410
395.93N
m
Ft
Me r
395.93 0.07
5656.20N
Fr Ft / 2 2828.10N
l3 1.2r 0.084m
以单缸柴油机曲轴为研究对象，由平衡条件得
Mx 0 My 0 Mz 0 Fx 0 Fy 0 Fz 0
表 1 固定表格
l1 / m l2 / m E / GPa
/ MPa 1 / MPa r
0.11 0.18 150 0.27 120
180 0.05 0.78
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.校核主轴颈 H-H 界面处的疲劳强度，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。 5.用能量法计算 A-A 截面的转角 y ， z 。
解平衡方程，代入数据得
Fax 0
Ffx 0
Fay
l2 l1 l2
Fr
0.18 0.11 0.18
4010.58
2489.33N
F fy
l1
l1 l2
Fr
0.11 0.11 0.18
材料力学课程设计
材料力学是1_科院校的一门重要技术基础课。
尤其对机械类专业学‘}来说该门课程至关重要。
高等学校在讲授材料力学时,往往将构件的变形分成儿种基本形式并针对这J七种基本变形在各自范I一山j.j分别独立的给予解答。
这虽然便于学生人门,但学生很难从整体上把握材料力学的全貌使学生难于利用材料力学知识去解决工一程实际问题。
为此我们针对工科院校不同专业的特点和要求在工程实际中选取了一些较为复杂的构件作为学生课程设计的题目。
要求学生从全面的整体的角度进行分析、计算、设士十、完成题目。
这样既可以提高学生学习的主动性和积极性,深化课堂上的知识,使其系统化,同时也培养了学生分析和解决工程实际问题的方法和能力。
使学生所学过的知识(高等数学、工程图学、理论力学、计算机、算法语言、材料力学)系统的综合运用、融会贯通,又为后继课程的学习和设计打下了良好的基础。
我们于1987年率先进行了材料力学课程设计的试点工作。
于1991年通过校级鉴定,并于1993年5月获吉林省优秀教学成果一等奖,得到了校内外专家的充分肯定。
经过不断的完善、提高,现已在产品设计类、热加工等专业全面推开。
已成为提高学生素质的一个重要环节材料力学是1_科院校的一门重要技术基础课。
尤其对机械类专业学‘}来说该门课程至关重要。
高等学校在讲授材料力学时,往往将构件的变形分成儿种基本形式并针对这J七种基本变形在各自范I一山j.j分别独立的给予解答。
这虽然便于学生人门,但学生很难从整体上把握材料力学的全貌使学生难于利用材料力学知识去解决工一程实际问题。
为此我们针对工科院校不同专业的特点和要求在工程实际中选取了一些较为复杂的构件作为学生课程设计的题目。
要求学生从全面的整体的角度进行分析、计算、设士十、完成题目。
这样既可以提高学生学习的主动性和积极性,深化课堂上的知识,使其系统化,同时也培养了学生分析和解决工程实际问题的方法和能力。
使学生所学过的知识(高等数学、工程图学、理论力学、计算机、算法语言、材料力学)系统的综合运用、融会贯通,又为后继课程的学习和设计打下了良好的基础。
材料力学的课程设计
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．在系统复习的根底上，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根底。
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〉设计题目的条件，所求与零件图。
〈2〉画出构件的受力简图，按比例标明尺寸，载荷与支座等。
〈3〉静不定要画出所选择的根本静定系统与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与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与主平面位置。
〈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，公式的推导过程以与必要的说明。
〈9〉对变形与刚度分析要写明所用的能量法计算过程与必要的内力图和单位力图。
〈10〉疲劳强度计算局部要说明循环特征。
2．分析讨论与说明局部的要求：〈1〉分析计算结果是否合理，并分析其原因，改良措施。
〈2〉提高改良设计的初步方案与设想。
〈3〉提高强度，刚度与稳定性的措施与建议。
3．程序计算局部的要求：〈1〉程序图框。
〈2〉计算机程序〔含必要的语言说明与标识符说明〕。
〈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[σ]=80MPa，经高频淬火处理，σb=650MPa，σ1-=300MPa，τ1-=155MPa。
轴的外表，键的槽均为端铣加工，阶梯轴的过渡圆弧r 为2mm ，疲劳安全系数n=2. 要求：1. 绘出传动轴的受力简图。
简明材料力学第三版课程设计
简明材料力学第三版课程设计一、课程设计背景简明材料力学是材料科学与工程专业的一门基础课程，也是后续课程的基石。
本课程旨在介绍材料的结构、力学和变形行为，以及与之相关的数学和物理概念。
本课程适用于材料科学与工程、机械工程、土木工程、化学工程等专业的本科生。
第三版的简明材料力学在前两版的基础上进行了全面更新和修订，涵盖了更广泛的材料，更深入的理论和更多的应用。
本次课程设计旨在帮助学生深入理解和掌握材料力学的基本概念、原理和应用，并提高自主学习和解决实际问题的能力。
二、课程设计目标本次课程设计旨在达到以下目标：1.掌握材料的基本力学和变形行为；2.理解材料的结构和组织对其性能的影响；3.熟悉常用的材料测试和分析方法；4.熟练运用材料力学知识解决实际问题。
三、课程内容与安排本课程设计主要包括以下内容：第一章引言介绍材料力学的基本概念和研究对象，以及材料力学在工程中的重要性。
第二章材料结构介绍晶体结构和非晶态结构，涵盖原子结构、晶体类型、晶格常数、晶体缺陷和非晶态结构等内容。
第三章应力和应变介绍应力和应变的基本概念和定义，以及应力分析中常用的静力学方法。
第四章弹性力学介绍弹性力学的基本概念和应用，涵盖应变-应力关系、杨氏模量、泊松比、剪切变形和弹性模量计算等内容。
第五章塑性变形介绍金属的塑性变形行为和强化机制，涵盖硬化、断裂、应力松弛、变形加工和冷加工等内容。
第六章粘弹性和断裂力学介绍粘弹性和断裂力学的基本概念和应用，包括粘弹性模型、弹性模量、应变速率效应、断裂机制和断裂韧性等。
第七章材料测试和分析介绍常用的材料测试和分析方法，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、扭转试验和冲击试验等。
第八章案例分析通过实际案例分析，巩固和应用所学的知识。
根据以上内容，课程设计的安排如下：章节内容学时第一章引言1第二章材料结构4第三章应力和应变5第四章弹性力学6第五章塑性变形8第六章粘弹性和断裂力学7第七章材料测试和分析6第八章案例分析3总计40四、教学方法与活动设计本课程设计采用多种教学方法，包括：1.讲授：通过PPT、教材和板书讲解材料力学的基本概念、理论和方法。
材料力学课程设计168
材料力学课程设计168材料力学课程设计设计题目：传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算学院班级：汽车学院发动机12班姓名学号：王富强（168）42101203指导教师:李峰目录1．材料力学课程设计的目的 (3)2．材料力学课程设计的任务和要求 (3)3．材料力学课程设计的题目 (3)3－1 设计题目 (3)3—2传动轴的零件图 (4)3—3设计数据 (4)4.材料力学课程设计的具体设计方案 (4)4—1绘出传动轴的受力简图 (4)4—2 作扭矩图及弯矩图 (6)4—3根据强度条件设计等直轴的直径 (8)的等直杆计算） (11)4—4计算齿轮处轴的挠度（均按直径Φ14—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） (13)4—6对所取数据的理论根据作必要的说明 (20)4—7设计所使用软件名称 (20)附录：本题所编写的C程序 (20)参考文献 (30)材料力学课程设计的体会和收获 (30)2012 年9 月21 日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。
材料力学课程设计分析
材料力学课程设计分析一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握材料力学基本概念，如应力、应变、弹性模量等，并理解其物理意义。
2. 使学生了解不同材料的力学性能，包括金属、非金属和复合材料，并能够比较和分析它们的优缺点。
3. 引导学生掌握材料力学的基本公式及其应用条件，能进行简单的力学计算。
技能目标：1. 培养学生运用材料力学知识解决实际问题的能力，如分析简单结构元件的受力情况。
2. 提高学生运用力学原理进行实验设计和数据处理的能力，能对实验结果进行合理分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料力学学科的兴趣，激发他们的学习热情，形成积极探索的科学态度。
2. 引导学生关注材料力学在工程领域的应用，认识到材料力学对工程技术发展的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业基础课，以理论教学为主，实验为辅，旨在培养学生掌握材料力学的基本知识和技能。
学生特点：学生处于大学二年级，已具备一定的力学基础，具有较强的逻辑思维能力和实验操作能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的知识运用能力和实验技能。
通过具体的学习成果分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 材料力学基本概念：- 应力、应变、胡克定律- 弹性模量、泊松比、剪切模量- 教材第二章：基本概念及物理意义2. 材料力学性能：- 金属、非金属和复合材料的力学性能特点- 力-应变曲线、弹性极限、屈服极限- 教材第三章：材料的力学性能及测试方法3. 材料力学基本公式及运用：- 杆件拉伸与压缩、剪切与扭转、弯曲应力与应变- 能量法、力法及其应用- 教材第四章：基本公式及其应用实例教学大纲安排如下：第一周：材料力学基本概念，引入应力、应变等基本概念，讲解胡克定律。
第二周：材料的力学性能，分析不同材料的力学性能特点，学习力-应变曲线。
第三周：基本公式及运用，讲解杆件拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲的应力与应变。
《材料力学》教学大纲
《材料力学》教学大纲一、课程概述材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性等力学性能的学科。
它是工科学生必修的专业基础课程之一，为后续的机械设计、结构力学、工程力学等课程提供必要的理论基础。
通过本课程的学习，学生应掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，具备对工程构件进行强度、刚度和稳定性分析的能力，为今后从事工程设计和科学研究工作打下坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料力学的基本概念，如内力、应力、应变、弹性模量、泊松比等。
理解拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形形式下的应力和应变分布规律。
掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能，如屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
熟悉梁的弯曲理论，包括弯曲内力、弯曲应力和弯曲变形的计算方法。
了解组合变形和压杆稳定的基本概念和分析方法。
2、能力目标能够对简单的工程构件进行受力分析，绘制内力图。
能够根据材料的力学性能和构件的受力情况，进行强度、刚度和稳定性的计算和校核。
具备运用材料力学知识解决工程实际问题的能力。
培养学生的逻辑思维能力和创新能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作作风。
提高学生的工程意识和创新意识，培养学生的团队合作精神。
三、课程内容1、绪论材料力学的任务和研究对象。
变形固体的基本假设。
内力、截面法和应力的概念。
应变的概念和线应变、切应变的计算。
2、拉伸、压缩与剪切轴向拉伸和压缩的概念。
轴向拉伸和压缩时横截面上的内力和应力计算。
材料在拉伸和压缩时的力学性能，包括低碳钢和铸铁的拉伸试验、应力应变曲线、屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
轴向拉伸和压缩时的变形计算，胡克定律。
剪切和挤压的实用计算。
3、扭转扭转的概念。
圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩和扭矩图。
圆轴扭转时横截面上的应力计算。
圆轴扭转时的变形计算，扭转角和单位长度扭转角的计算。
扭转时的强度和刚度条件。
4、弯曲内力弯曲的概念和梁的分类。
材料力学课程设计报告
（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2t 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 。
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材料力学课程设计设计题目：传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算学院班级：汽车学院发动机12班姓名学号：王富强（168）42101203指导教师:李峰目录1．材料力学课程设计的目的 (3)2．材料力学课程设计的任务和要求 (3)3．材料力学课程设计的题目 (3)3－1 设计题目 (3)3—2传动轴的零件图 (4)3—3设计数据 (4)4.材料力学课程设计的具体设计方案 (4)4—1绘出传动轴的受力简图 (4)4—2 作扭矩图及弯矩图 (6)4—3根据强度条件设计等直轴的直径 (8)的等直杆计算） (11)4—4计算齿轮处轴的挠度（均按直径Φ14—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） (13)4—6对所取数据的理论根据作必要的说明 (20)4—7设计所使用软件名称 (20)附录：本题所编写的C程序 (20)参考文献 (30)材料力学课程设计的体会和收获 (30)2012 年9 月21 日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3－1 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，1P为直径为D1的皮带轮传递的功率。
3—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1.1433221===φφφφφφ图号如下：3—3设计数据本次课程设计采用第16组数据，如下：4.材料力学课程设计的具体设计方案4—1绘出传动轴的受力简图分析传动轴的零件图（下图）和受力图（右图），P为直径D的皮带轮传递的功率，所P/kW 1P/kW n/(r/min) D/mm 1D/mm 2D/mm 2G/N 1G/N a/mm a(º) 33.1 16.1 1500 900 300 220 960 250 300 25以直径D的皮带轮传递的力矩M=9549nP=210.715Nm ,1P为直径为D1的皮带轮传递的功率，所以直径D2的皮带轮传递的力矩M1=9549nP1=102.493Nm。
在传动轴旋转方向上由力矩守衡可得平衡方程F×D2/2+(2F1-F1)×D1/2+(F2-2F2)×D2/2=0其中M=(2F2-F2)D/2 , M1=(2F1-F1)D1/2故可解得F=2(M-M1)/D2=983.836N传动轴的受力图：传动轴的零件图：现绘出传动轴的受力简图（如下图所示）：4—2 作扭矩图及弯矩图由传动轴的受力简图可求支反力得Fy1=(4Fcosα+2G1+6F1+G2)/5=1825.286NFz1=(4Fsinα+3F2)/5=613.583NFy2=(Fcosα+3G1+9F1+4G2)/5=2326.243NFz2=(4Fsinα+12F2)/5=1456.441N并作出传动轴各截面的内力图：沿y轴方向的剪力图：沿z轴方向的剪力图：扭矩图：沿y轴方向的弯矩图：沿z 轴方向的弯矩图：4—3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=W1422=+τσ []σ<++222Mz My Mx 其中 3231πφ=W由扭矩图与弯矩图可确定危险截面在D 截面右侧与E 截面左侧。
在D 截面右侧Nm M Dy 829.1387=，Nm M Dz 646.352=，Nm M Dx 715.210=，则有NmNm Nm Nm M M M M Dx Dz Dy D 352.1447)715.210()646.352()829.1387(222222max ,=++=++=在E 截面左侧Nm M Ey 873.697=，Nm M Ez 932.436=，Nm M Ex 715.210=，则有Nm Nm Nm Nm M M M M Ex Ez Ey E 903.1248)715.210()932.436()873.697(222222max ,=++=++=m ax ,m ax ,E D M M >，所以等直轴只需要满足D 截面右侧即可。
因此[]MPa Nm M W D D 80352.144732131max ,max ,=<⨯==σπφσ 解得mm 906.561=φ，取mm 571=φ。
由1.1433221===φφφφφφ得 mm 733.512=φ，取mm 522=φ； mm 030.473=φ，取mm 483=φ；mm 755.424=φ，取mm 434=φ；II ．校核2φ是否满足静强度条件。
此时需对U 截面左侧进行校核。
其中32322πφφ=W ；在U 截面左侧Nm M Uy 767.1177=，Nm M Uz 504.310=，Nm M Ux 222.108=，则有 NmNm Nm Nm M M M M Ux Uz Uy U 808.1222)222.108()504.310()767.1177(222222max ,=++=++=因此[]MPa Nm M W U U 80808.122232132max ,2max ,=<⨯==σπφσφ 解得mm mm 52797.532>=φ，所以2φ不满足静强度条件。
取mm 542=φ，由1.1433221===φφφφφφ得 mm 176.591=φ，取mm 601=φ； mm 906.483=φ，取mm 493=φ；mm 460.444=φ，取mm 454=φ.III ．校核3φ是否满足静强度条件。
此时需对Q 截面左侧，V 截面右侧和E 截面左侧进行校核。
很明显max ,max ,Q V M M >，其中32333πφφ=W 。
在V 截面左侧Nm M Vy 851.1042=，Nm M Vz 789.394=，Nm M Vx 715.210=，则有 NmNm Nm Nm M M M M Vx Vz Vy V 812.1134)715.210()789.394()815.1042(222222max ,=++=++=在E 截面左侧Nm M Ey 873.697=，Nm M Ez 932.436=，Nm M Ex 715.210=，则有Nm Nm Nm Nm M M M M Ex Ez Ey E 904.849)715.210()932.436()873.697(222222max ,=++=++=Ey Vy M M >，因此[]MPa Nm M W V V 80812.113432133max ,3max ,=<⨯==σπφσφ 解得mm mm 49474.523>=φ，所以3φ不满足静强度条件。
取mm 533=φ，由1.1433221===φφφφφφ得 mm 494.631=φ，取mm 641=φ； mm 721.572=φ，取mm 582=φ；mm 704.474=φ，取mm 484=φ。
IV ．校核φ4是否满足静强度条件。
由III.中数据对比可知，4φ满足静强度条件。
综上所述，mm 641=φ，mm 582=φ，mm 533=φ，mm 484=φ。
4—4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D2的轮为齿轮。
I ．可以在该轮处（图中B 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》(第二版)（机械工业出版社）P29页表2-2)，6441πφ==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 a M M a M M M a M M a M M M a M M a M EI f Ey Ey Dy Ey By Dy By By z y 144.1]6121125)(2183322)(214323221[1=⋅⋅+⋅-⋅+⋅+⋅-⋅+⋅+⋅⋅=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弯矩图M 图。
沿z 轴方向的弯矩图：M 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mmM a M M a M M M a M M a M EI f Ez Bz Ez Bz Bz y z 438.0]6121213)(218533221[1=⋅⋅+⋅-⋅+⋅+⋅⋅=III ． mm mm f f f z y 225.1896.1012.42222=+=+=4—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）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》（第二版）（机械工业出版社）P369页图13-10a 可查得σK =1.8，根据《材料力学》（第二版）（机械工业出版社）P369页图13-10b 可查得τK =1.48。