MATLAB轴的强度与刚度校核.docx

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1、Matlab三级工程用matlab实现轴强度刚度的校核专业:工程设计与分析学号：姓名:杨晨指导老师:孙建亮传统校核过程的相对固定，以及冗繁的计算量使得程序化的实现成为了我的首选。为简化计算，在“工欲善其事，必先利其器思想的指导下，我尝试写了这个多参数函数，与传统机械设计中的强度刚度校核理论相结合验证，结果无误。理论根底?材料力学?中提到了扭转剪应力、弯曲剪应力、弯曲正应力的各自计算方法。？机械设计？中关于轴的设计及刚度强度的校核过程。常见的轴有转轴，心轴和传动轴。在上学期的机械设计课程设计中的减速器中所用的都为转轴。轴的材料主要采纳碳素钢和合金钢，其中最常用的事45钢，应进展调质和正火处理，根

2、本界面确定之后将用45钢进展调整和试运行。本次课程设计为了实现广泛性将不确定材料，因此所用系数因详细的材料，毛坯直径及热处理方法由机械设计手册查得。在一般状况卜.，轴的工作实力主要确定于它的强度和刚度，对于高转速轴，有时还确定于它的振动稳定性。在设计轴时，除了要按这些工作实力准那么进展设计计算或校核计算以外，在构造设计时还须要使其能满意其他系列要求，例如轴上零件固定的要求、热处理要求、运转维护等。所以，本软件的功用旨在使得以往困难的算法程序化。运用者输入相关参数即可得出结果，而且可以重复计算，便利而且牢靠。同时，可以给出杳表或者查数据所需的一些简洁il算的结果，便利用户进展设计计算。并且，在一

3、些须要用户人工选择的状况下，给出肯定的参考值或者参考看法。一、轴的强度设计按许用弯曲应力的计算由弯矩所产生的弯曲应力5应不超过许用弯曲应力，一般计算依次如卜.:1 .画出轴的空间受力简图，将轴上作用力分解为水平受力图和垂直受力图。求出水平面上和垂直面上的弯矩Mxy图和Mxz图。2 .作出弯矩MJMXy2+Mxz?图3 .作出转矩T图。4 .应用公式M+(T)2图。(式中a是依据转矩性质而定的应力校正系数。对于不变的转矩，取a=卜-1/口.】，对于脉动的轴,取。为bkEk对r对称循环的转矩,取a=l.bbJbJ,分别为材料在静，脉动循环和对称循环应力状态下的需用弯曲应力。其值可由机械设计课本表7

4、-3选取。5 .计算应满意以卜条件。1.,A/aT(一)-+4()-W2WyMi+(aT)iWd=-1.2平安系数的校核和计算1 .疲惫强度校核即计入应力集中、外表状态和尺寸影响以后的精确校核，绘出轴上弯矩M图和T图以后，选择轴上的危急切面进展校核。2 .计算公式为：S-SSgFStI=勺心(K(I)“X%+nS二KNj,K,)。xr-+KJ其中各参数的取值可由机械设计教材中的表格查得二轴刚度的校核计算轴在收到扭矩作用时会产生一个扭角，通常的校核方式是用轴的各数据计算出轴的扭角，与轴的需用扭角比照，在轴的需用扭角范围内那么合格。在软件中首先选定了轴的扭角范围，代入公式中求得轴的最小轴径，与实际

5、轴径比照到达校核的目的。计算公式为8114955xIO61(M)O1.翻开Matlab,选择GUi进入软件，然后进展界面的布置。由工程要求和机械设计课本可知，可以分别设置按弯曲应力和平安系数法校核。因此建立三个PushButlen来完成校核和去除屏幕的功能。铃融顺髭麒1101(整I瑟拄ifiWl.-H9El4StH-HCl&轨“Cic2R1.1依懿施永a以弯曲应力的校核来详细说明，callback程序如下：functionpushbutton1.CalIback2+(a*T)2):dl=(w(0.lMbl)A(l/3);ifdldset(handles.edit28,*Strinuj不合格)e

6、lseset(handles,edit28,*string,合格)end输入机械设计课本的例题数据进展验证，校核结果为合格，如下所示:袈5S三Ug国设大局H斯iM0WietUetfKMMEHtt此段程序中运用了二维线性差值的方法，使计算更加精确织密。材料的卜拉列表协作着差值的方法，可以确定转轴和心轴的许用弯曲应力，经调试，程序可以运行。再用清零按钮X寸输入动态文本框种的数据进展去除,便利二次计算。set(handles,edit1,string，,，）：set(handles,edit2,stringJ）：set(handles,edit24,string,)set(handles,edit9

7、,string*9,):set(handles,edit10,string7,)set(handles,edit11,String,，,)set(handles,edit36,string，,)set(handles,edit25,string,)set(handles,edit26,string，,，)set(handles,edit27,jstring，,)set(handles,edit8,string，,j,):set(handles,edit5,stringj,jj):set(handles,edit6,stringJ，):平安系数法校核与弯曲应力的方法一样，在此不赘述。三感想与总结

8、这次的三级工程中我遇到了前所未有的困难，一方面是由于机械设计及材料力学等学科的根底学问不扎实，另一方面是对matIab这个软件的了解和运用不够娴熟。由于是第一次独立设计这种界面也是第一次把斡经运算过的数据和方法用编程的方式使之变得更加简洁和便利操作，这让我对软件和数值计算有了新的了解和相识。从开场的茫然无知到翻阅以前的专业课本再到查阅资料，尝试编程和试运行，每一步都不简洁，虽然最终做出来的，由于时间的局限性，存在的问题还有许多，但是过程中我是不断在尝试和成长的，Matlab课程虽然完毕了，但是现在才明白FI己该知道和学习的只是用于实践是远远不够的，课程的完毕并不意味着学习的完毕，我感觉matlab是个特殊好用的软件，在今后的学习中，我会坚持提高向己，从了解这个软件到娴熟运用它。现在大三下学期已经过半，经验了这次工程的参加制作我深深地相识到自己的缺乏，不管是学习看法或者是主动性，须要改正的地方还有许多。在高校生涯剩下的日子里，我会努力改正，坚持学习，成为一名合格的高校生。四参考文献机械设计，中国标准出版社，许立忠周玉林主编MAT1.AB根底及应用第三版，机械工业出版社，于润伟朱晓慧主编材料力学，科学出版社，白象忠主编