汽车中杆状零件的材料力学现象分析及设计

Question

1）观察汽车中的主要杆状构件，并说明工作原理及受力和变形特征；
2）用材料力学中学到的知识分析杆状零件设计的理论依据；
3）举例（不少于2个）分析零件设计的理论依据，并从主要功能、结构特点和受力等方面进行详细分析，给出优化依据和方案。
拜托大佬给个解题思路，感激不尽

Answer 1

比如这个连杆：

它设计上只用于承受拉力，两端都是自由活动的（自由度自己描述）。由于杆不承受弯矩，不受压力（无需考虑受压失稳），只受拉力，所以可以设计得很细（因金属材料抗拉强度很高）。球铰链可以实现万向自由转动，另一端虽然是螺纹，但连接的部件也是自由活动的，对杆只有拉的作用。

这个连杆作用是连接两个相互平行的轴，考虑到与轴的配合，两端分别设计了合适直径的圆柱孔，为保证两轴的同轴度，轴孔对轴的约束不能太低，所以孔的长度要足够。轴的运动有不平行的趋势，这将对杆产生扭转；杆件截面的惯性矩要满足要求，所以杆不能太细，要有足够的宽度和厚度，从节省材料的角度出发，用有限的材料做出尽量大的惯性矩，所以在杆两侧起筋，减少中间用料。另杆要承受压力，所以要考虑受压失稳问题，同样截面积惯性矩越大越稳定，为提高惯性矩，增加外周用料，减少中间用料，以达到节省材料、减轻重量的目的。以图中的结构可以达到力学要求并且便于铸造，降低工艺成本。

我外行说得不够专业，纯粹从材料力学角度出发，对汽车不甚了解，你可以在此基础上添加一些术语、扩充论证。仅供参考。