Testen Sie Ihre Struktur, bevor Sie es bauen!

Als stolzer Sponsor der Wissenschaftsolympiade, SkyCiv bietet Studenten ein exklusives Angebot an, Zugang zu unserer Software zu erhalten, um ihnen bei der Gestaltung ihrer Boomilever-Strukturen mit einer unterhaltsamen und interaktiven Software namens . zu helfen SkyCiv Structural 3D (S3D)! Die Schüler können leicht modellieren und analysieren, ob ihre Struktur funktioniert, ohne physisch etwas bauen zu müssen! Holen Sie sich einfach einen Team-Account für die Wissenschafts-Olympiade und lassen Sie Ihr Team verschiedene Designs ausprobieren, um zu sehen was am besten funktioniert! Sie können sogar das Gewicht und die Stückliste der Struktur abrufen, wenn Sie zum Bau bereit sind.

1. Modellieren Sie Ihre Struktur

Beginnen Sie mit dem Modellieren (Gebäude) deine Struktur in SkyCiv Structural 3D (S3D). Um dies zu tun, Sie können die Knotenstandorte eingeben, oder verwenden Sie das Stiftwerkzeug, um die Knoten und Elemente Ihrer Boomilever-Struktur zu zeichnen. Als Beispiel, Ich werde meine in x-Richtung bauen, dann hoch im y. Hier ein paar Dinge, die Sie sich merken sollten:
  • Verwenden Sie Knoten, um die Start- und Endposition aller Knoten zu definieren
  • Knoten sind im globalen X,UND,Z-Koordinaten
  • Stellen Sie sicher, dass alle Elemente durch Knoten verbunden sind
  • Stützen hinzufügen (festgesteckt) wo Sie planen, Ihre Struktur zu verankern
  • Verwenden Sie das Stiftwerkzeug, um schnell Knoten und Elemente hinzuzufügen
Model structure with Structural 3D pen tool

2. Fügen Sie Ihr Balsaholzmaterial hinzu

Das hauptsächlich verwendete Material der Wissenschaftsolympiade ist Balsaholz. Wir müssen also die Materialeigenschaften von Balsaholz kennen, um seine Stärke zu verstehen. Wir gehen von amerikanischem Balsaholz aus, mit folgenden Materialeigenschaften. Um ein Material hinzuzufügen, klicken Sie auf Materialien dann geben Sie folgende Materialeigenschaften ein:  
Eigenschaften des amerikanischen Balsaholzes
Dichte 130 kg/m²3
Elastizitätsmodul 3,000 MPa
Possons-Verhältnis 0.231 Annahme von µTR, 12% Feuchtigkeit
Druckfestigkeit 7 MPa
Zugfestigkeit: Ultimativ (UTS) 14 MPa

3. Fügen Sie Ihren Abschnitt hinzu

Sobald Sie mit der Form der Struktur zufrieden sind, Es ist Zeit zu definieren, wie groß der Querschnitt ist. Im Wettbewerb, Sie können mehrere Größen verwenden, In diesem Beispiel machen wir die Basis 10 x 10mm Stöcke und die inneren Elemente 5 x 5 mm. Die 5-mm-Sticks werden als Abschnitts-ID festgelegt 1 und die 10-mm-Sticks werden die Abschnitts-ID sein 2.

4. Lasten hinzufügen!

Zeit zu sehen, wie viel Ihre Struktur halten kann! Wir streben eine Struktur an, die 4 kg tragen kann. Ich werde diese Lasten über anwenden 4 Knoten am Ende. Dies wird das tatsächliche Verhalten nachahmen, wobei die Kraft auf verschiedene Punkte verteilt wird. Schließlich, Ich schalte ein Selbstgewicht der Struktur durch Anklicken Eigengewicht -> AUF. Schließlich wollen wir die 4kg-Last am Ende der Struktur hinzufügen. Um dies zu tun, Ich werde es aufteilen in 4 Teile und trage die 1kg Lasten so auf die Knoten auf:
Boomilever-Punktlasten der Wissenschaftsolympiade
 

5. Überprüfen Sie die Ergebnisse

Es ist an der Zeit zu sehen, ob Ihre Struktur standhält! Eine Struktur wird im Allgemeinen versagen, weil die Belastung eines Stabes übersteigt die Festigkeit des Materials. Schauen wir uns unsere Stressergebnisse an und stellen wir fest, wo und warum unsere Struktur versagt hat:
Mit SkyCiv einen Boomilever-Wettbewerb mit Science Olympiad analysieren analyze
Mit dem Limit-Check (im rechten Seitenmenü), Ich setze unser Stresslimit auf 7 MPa, weil ich glaube, dass das Balsaholz daran scheitern wird. Das heisst, wenn eine der Spannungskräfte überschreitet 7 MPa in der Struktur, es wird es rot markieren. Hier kann ich sehen, dass die Elemente unten versagen und unter der 4 kg-Last brechen, die ich zuvor angewendet habe. Das sind tolle Informationen, wie ich weiß, wird dieses Design nicht funktionieren und ich musste nicht die Stunden damit verbringen, mein Modell physisch zu bauen! Ich kann jetzt zurückgehen und Knoten verschieben, Mitglieder ändern und mein Design bearbeiten, um es erneut zu versuchen!

6. Holen Sie sich das Strukturgewicht

Mit SkyCiv können Sie sogar das Gewicht Ihrer Struktur ermitteln, bevor Sie sie bauen. Sie erhalten sogar die Stückliste, damit Sie wissen, wie lange Sie jedes Stück schneiden müssen, und wie viele Stücke müssen Sie schneiden. Nachdem Sie gelöst haben, klicken Sie einfach auf Analysebericht um einen Bericht mit der Stückliste zu erhalten:
Stückliste aus einem SkyCiv-Design eines BoomileversGesamtmasse der Struktur: 0.075178kg (75.18G)
 

TRINKGELD: Experiment!

Der beste Weg, um das beste Design zu erhalten, ist zu experimentieren. Sie müssen jedoch nicht ständig Ihre Struktur aufbauen und zerstören, um neue Designs zu testen. Melden Sie sich für a . an SkyCiv Science Olympiade-Konto und beginnen Sie noch heute mit SkyCiv für Ihre Designs!

Sam Carigliano CEO und Mitbegründer von SkyCiv
Sam Carigliano
CEO und Mitbegründer von SkyCiv
BEng (Bürgerlich), BCom
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