PDF《承重结构》

第十四届上海未来工程师大赛项目一

1 承重结构 一根杆很容易折断, 而将若干根杆按照一定的原理进行构建, 其承受力将会成倍增加而 力大无比.

结构永远是工程设计的一个主题, 形形色色的桥梁结构就是工程师们智慧的结晶. 未来的建设需要不断创新的结构,这就需要未来工程师从小做起,在动手做中学习原理,在 动手做中探索未知,在动手做中尝试创造. 知识与能力:结构力学、结构设计、制作技巧. 比赛规则 1. 项目简述:用规定的材料(ABS 塑料杆)构建一架横梁结构,该结构必须能够架设在两 个相距一定距离的桥墩上,并进行承重测试. 2. 参赛组队:分小学、初中和高中组,每队由

2 名学生组成.比赛分"横梁承重测试"和 "现场制作"二个部分. 3. 桥梁承重测试: 1) 横梁结构:如图

1 所示,横梁的全部必须在桥墩平面之上,最高点不得超过(与桥 墩平面的距离)20cm,宽度在

3 cm~6 cm 之间.在桥梁结构的中心上方必须有一个 承压平台, 平台上必须标出三个承压点, 分别位于: 1) 桥梁中心;

2) 中心偏右 3cm;

3)中心偏左 4cm,三个承压点在相同水平面上,且不得低于 5cm(距桥墩平面). 完成后的横梁结构的长度小学组必须大于 30cm,中学组必须大于

42 cm.结构重量 不得超过规定值,既小学组为

40 克,初中和高中组为

70 克. 2) 事先做好,一次测试完成. 3) 压力仪:如图

2 所示,压力仪产生一个由上往下的压力,压力仪与横梁结构接触的 是一个

4 cm*4 cm 的平板(呈水平状态),测试时平板中心与承压点对齐. 4) 承压点的确定:测试开始时由抽签决定承压点,所有参赛队都在同一个承压点进行 测试. 5) 承重测试:测试时由参赛队将结构放置在桥墩上,不能用任何物品(如胶带等)对 结构进行固定.然后有学生自己施压测试.加载时间不得超过

3 分钟. 6) 承重成绩计算 A:得分=结构承受的有效重量(Kg)÷结构的重量(g).比值越大越 好. 4. 现场制作规则: 1) 由赛场统一提供塑料型材(一捆),不得用自带的材料.粘合剂自带. 2) 制作一个单片横梁结构,其结构要和承重的结构基本一致,但最大厚度不得大于 8mm.赛场提供塑料型材:小学组

20 克(4"L"+4"T"),中学组

30 克(6"L" +6"T").要有结构设计图.制作时间

1 小时. 3) 制作结束后,贴上标签,写上参赛编号和学校名,裁判验收后存放在制定地点.制 作时请务必带上防护眼镜. 4) 制作完成

2 小时后进行承重测试.测试放在一个测试装置内进行,承重点经抽签后 决定. 5) 测试装置和测试:如图

3 所示,将单片结构夹在其中保持结构不产生扭曲,在承重 点施加压力.施压时匀速缓慢加压,突然增加加压力度视为违规操作,将取消测试 成绩. 6) 承重成绩计算 B:得分=结构承受的有效重量(Kg)÷结构的重量(g).比值越大越 好. 5. 总成绩计算: 第十四届上海未来工程师大赛项目一

2 1) 最高的承重成绩 A 为100 分,得到 A%,其余成绩以此进行百分化.最高的承重成绩 B 为100 分,得到 B%,其余成绩以此进行百分化. 2) 总成绩为 A%+B%. 图1.桥梁结构要求 图2.压力仪 图3.单片结构测试架