文档介绍：科技创新活动
题目: 纸质桥梁模型制作
年级专业: 2011级水利水电工程
班级: 一班
学生: * * *(组长)
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指导教师: * * *
日期: 2013年7月11日
城乡建设与工程管理学院
11级水利水电工程专业1班科技创新活动任务书
——之纸质桥梁模型制作
1、桥梁模型要求:
(1)桥梁模型总长度1000mm,制作误差不得超过10mm总宽度250mm,制作误差不得超过5mm,可采用多种桥梁型式。
(2)桥面须是水平的。
(3)桥的制造必须保证假设小车的正常通过。假设小车的尺寸是长30cm宽21cm高19cm的平板小车。
2、材料要求:A0绘图纸及白乳胶
3、加载方法:在桥梁跨中逐渐加载直至模型失效。失效标准为:
(1)模型无法按照现场条件正确安装就位;
(2)因模型的部件障碍或变形过大或模型发生破坏等原因,使得小车不能顺利到达彼岸。
(3)。
(4)超出正常允许情形的其它失效情况。
4、分组要求:全班57人分成10组,其中7组6人,3组5人。
5、模型加载时间:星期四下午2点开始。
6、评分标准:本活动以锻炼学生的创新思维及团结协作为目的,评分根据学生的作品及在活动中的参与表现综合评分。
科技创新活动报告
——纸质桥梁模型设计
一、模型结构分析
、材料力学性能分析
纸作为模型材料,其力学性能特点是受拉性能良好,抗撕裂能力差,抗弯压能力近似为零。将纸折成圆筒并用乳胶粘结后,可承受一定的压力,但受长细比的限制,多为压杆失稳状态的受力破坏。可承受少许弯矩。
乳胶的粘接性能:纸带对接时强度降低,纸带侧接时,强度较高,认为与母材强度相同。
、构件力学性能
经过分析,纸卷成圆筒后,承拉能力远大于承压能力。在此构件力学性能分析的基础上,我们一致认为:方案应多选择为拉杆,压杆短而受力小,尽量不使其受弯矩。
设计方案分析
在模型结构分析的基础上,我们对以下几种设计方案进行了分析。
。简支梁受部分均布荷载。由于构件受弯是非常不利的,因此如果选用简支梁的形式,梁纵截面应选用鱼腹梁的形式。但制作难度大。如果梁为几片相同形状的纸粘接加厚而成,则侧面易失稳。因此不便采用。
。拱桥最适于承受均布荷载,但在制作上较费材料。由于拱桥需要由很密的拱作片拼成,中间加肋,因此桥的自重较大,不便采用。
。由弯矩分布可以看出,采用梯形桁架较接近弯矩分布,是合理结构。由于在要求荷载下,架桥水平方向必有压力,且要承受部分均布荷,是处于局部弯压状态。要使构件有较良好的压弯性能,必须多用材料,因此考虑通过局部构造措施,将均布荷载转换为两点或多点集中荷载
,结构须是对称的。
三、具体方案
通过对多种设计方案的分析和比较,我们决定采用梯形桁架结构方案。取上、下圆筒轴线距165mm,模型跨度940mm,实际长1000mm,宽度250mm,中间倒V字型杆约成90°,符合设计要求。考虑到压杆长细比限制,拉杆的抗撕裂能力等因素,杆件尺寸定为内径16mm,外径18mm,其间还有零杆,起到稳定结构的作用。所有杆件圆筒均用外径16mm的不锈钢圆杆做模具。
四、实际制作