Μοντελοποίηση ενός πύργου από ξύλο Balsa για μαθητές, χρησιμοποιώντας την εφαρμογή Science Olympiad

Μάθετε πώς να μοντελοποιείτε και να προσομοιώνετε ένα σχέδιο πύργου από ξύλο Balsa και πώς να βελτιώνετε το σχέδιο και τη δύναμή σας με το Εφαρμογή Science Olympiad. Αυτό το σεμινάριο εξετάζει τα διάφορα στοιχεία του μοντέλου σας καθώς και τις πραγματικές αρχές της δομικής μηχανικής για να βελτιστοποιήσετε το σχέδιό σας και να βαθμολογήσετε υψηλότερα!

Δείτε άλλα παραδείγματα
Δείτε αυτό το μοντέλο

Εγκατάσταση της εφαρμογής Science Olympiad

Η εφαρμογή SkyCiv Science Olympiad είναι εγκατεστημένη πάνω από την εφαρμογή SkyCiv Structural 3D για να σας δίνει τη βαθμολόγηση του σχεδίου σας σε πραγματικό χρόνο. Θα σας δώσει τους κανόνες, βάρος δομής, ικανότητα δομής και μια συνολική βαθμολογία για το σχέδιό σας! Εδώ είναι σε δράση:

Steel Silo Structure

Η εφαρμογή είναι εύκολη στην εγκατάσταση, απλά συνδεθείτε και στη συνέχεια επισκεφτείτε το δικό σας Ρυθμίσεις λογισμικού για εναλλαγή στην εφαρμογή Ολυμπιάδα Επιστημών. Ανοίξτε ξανά το Structural 3D και θα δείτε ότι η εφαρμογή είναι πλέον διαθέσιμη στο παρακάτω Πρόσθετα.

Προσθήκη μοντέλου προτύπου

Η εφαρμογή επιτρέπει στους χρήστες να προσθέσουν μια δομή προτύπου, η οποία θα τοποθετήσει τις ακόλουθες απαραίτητες απαιτήσεις με βάση την 2023 απαιτήσεις ανταγωνισμού:

  • 4 Υποστηρίζει (στις σωστές θέσεις και τύπους υποστήριξης)
  • 2 x Φορτία περιοχής στις απαιτούμενες θέσεις (πρέπει να είναι τετράγωνα 5x5cm)
  • 4 x Σημειακά φορτία στην απαιτούμενη θέση και μεγέθη, σε κατεύθυνση +z – προσομοίωση φορτίων ανέμου
  • Ταυτότητα διατομής 5x5cm
  • 3 x Υλικά Βαθμού Balsa για να διαλέξετε (βαρύς, μέτρια και ελαφριά)
  • Μερικά μέλη εκκίνησης που συνδέουν τη δομή σας
Steel Silo Structure using Plates

Η δομή είναι ένα παράδειγμα του τι μπορείτε να χτίσετε, αλλά σας συνιστούμε να σχεδιάσετε τη δική σας δομή για να λάβετε την καλύτερη δυνατή βαθμολογία!

Κατανόηση των τμημάτων του μοντέλου σας

Το δομικό σας μοντέλο αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία, βασίζεται σε δύο μέρη:

(1) Γεωμετρία

  • Κόμβοι: Αυτά είναι το πιο σημαντικό μέρος της γεωμετρίας σας και καθορίζουν την αρχή/το τέλος των μελών σας, την τοποθεσία υποστήριξης και πολλά άλλα.. Απλώς ορίζονται από ένα συγκεκριμένο x,και,συντεταγμένη z
  • Μέλη: Αυτά είναι στοιχεία γραμμής 2D που χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν μια δοκό/στήλη ή οποιοδήποτε άλλο στοιχείο από ξύλο μπάλσα. Τα μέλη έχουν επίσης ένα καθορισμένο αναγνωριστικό ενότητας, που λέει στο λογισμικό ποια διατομή να χρησιμοποιήσει
  • Ενότητες: αυτές είναι οι διατομές του μέλους. Μπορείτε να τα ελέγξετε ανοίγοντάς τα στο Section Builder:
optimizing sections
(2) Οριακές Συνθήκες + Φορτία
  • Υποστηρίζει: Αυτά συγκρατούν το μοντέλο σας και το εμποδίζουν να κινηθεί. Για πύργους, αυτοί είναι τοποθετημένοι στη βάση του μοντέλου σας – στερεωμένο στο έδαφος. Αυτά μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων, ανάλογα με την κατεύθυνση που συγκρατεί τη δομή
  • Φορτία περιοχής: Τα φορτία περιοχής είναι μια πίεση που εφαρμόζεται αυτόματα στα μέλη. Αυτά μπορεί να είναι νεκρά φορτία, ζωντανά φορτία, φορτία χιονιού κλπ…
  • Φορτία σημείου: Τα σημειακά φορτία σε αυτό το μοντέλο είναι για την προσομοίωση φορτίων ανέμου. Τα σημειακά φορτία είναι μεμονωμένες δυνάμεις συγκεντρωμένες σε έναν κόμβο.

Δοκιμή της δομής σας

Μόλις είστε ευχαριστημένοι με το μοντέλο σας και θέλετε να το δοκιμάσετε, Κάντε κλικ Δομή δοκιμής. Η εφαρμογή θα επιστρέψει τα ακόλουθα αποτελέσματα:

Design Steel Silo Structure

Ακολουθούν τα βασικά αποτελέσματα και πληροφορίες που πρέπει να αφαιρέσετε από αυτήν την εκτέλεση:

  1. Βάρος δομής – πόσο ζυγίζει η δομή όπως μετριέται με την ποσότητα υλικού που έχει το σχέδιό σας
  2. Χωρητικότητα δομής – πόσο μπορεί να κρατήσει η δομή πριν αποτύχει
  3. Βαθμολογία απόδοσης = Χωρητικότητα δομής / Βάρος δομής
  4. Κριτήρια αποτυχίας – σας δίνει μια περίληψη ως προς το γιατί απέτυχε η δομή, ώστε να μπορείτε να βελτιώσετε το σχέδιό σας

Βελτιστοποίηση του σχεδίου σας

Υπάρχουν δύο τρόποι για να σκοράρουμε καλύτερα, πρέπει είτε να το κάνουμε (1) μειώστε το βάρος, ή (2) αυξήσει τη δύναμη. Με την αναθεώρηση των κριτηρίων αποτυχίας (που είναι ουσιαστικά το πιο αδύναμο μέρος του μοντέλου σας), μπορείτε να βελτιώσετε το σχέδιό σας ενισχύοντας αυτό το τμήμα της δομής.

Για παράδειγμα, παρατήρησε εκείνο το μέλος 19 αστοχούσε λόγω υπερβολικής πίεσης κάμψης προς την κατεύθυνση Z. Μπορείτε να εκτελέσετε ένα πλήρες Λύσει για να το δείτε στον οπτικοποιητή, αλλά η εφαρμογή μας δίνει αυτό ως το κριτήρια αποτυχίας:

Design Steel Silo Structure

Αυξάνοντας το μέγεθος του τμήματος, μπορούμε να ενισχύσουμε ολόκληρη τη δομή. Με πιο δυνατό τμήμα (αυξάνοντας το τμήμα από 5x5cm σε 8x8cm) το μέλος έχει πλέον μεγαλύτερη ικανότητα να κρατήσει αυτό το βάρος. Σαν άποτέλεσμα, Η χωρητικότητα της δομής μας έχει αυξηθεί από 3,8 κιλά σε 4,5 κιλά και συνολικά υψηλότερη βαθμολογία:

Design Steel Silo Structure using Plates

Εδώ είναι μερικά ακόμη πράγματα που μπορείτε να δοκιμάσετε για να αυξήσετε τη χωρητικότητα της δομής σας:

  • Προσθέστε μέλη σε κρίσιμες τοποθεσίες
  • Αυξήστε το μέγεθος του τμήματος ή την αντοχή του υλικού
  • Μοντελοποιήστε τα μέλη σας με συγκεκριμένο τρόπο για να αξιοποιήσετε στο έπακρο την αξονική τους δύναμη, για παράδειγμα, κατασκευάστε μια δομή σε στυλ ζευκτού
  • Αφαιρέστε ή ελαχιστοποιήστε την παρουσία μηδενικών ή υποφορτωμένων μελών

Συχνές ερωτήσεις

Απλώς αγοράστε έναν λογαριασμό ομάδας μέσω www.skyciv.com/olympiad

Για να δώσετε σε άλλα μέλη της ομάδας σας πρόσβαση στο SkyCiv, απλά κοινοποιήστε το όνομα χρήστη και τον κωδικό πρόσβασής σας. Θα μπορούν να δουν τα μοντέλα σας και να συνεισφέρουν στο σχέδιό σας.

Σπουδαίος: Αλλάξτε τον κωδικό πρόσβασής σας σε κάτι διαφορετικό από τον συνηθισμένο προσωπικό σας κωδικό πρόσβασης για να προστατεύσετε τα προσωπικά σας στοιχεία. Συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε το όνομα της ομάδας σας + μοναδικός αριθμός.

Αυτά βασίζονται στους τοπικούς σας κανόνες ανταγωνισμού. Ζητήστε από τους διοργανωτές του διαγωνισμού σας να επιβεβαιώσουν πόσο θα πρέπει να είναι το φορτίο πόντων.

Ναί, μπορείτε να αποθηκεύσετε το μοντέλο και να το ανοίξετε ξανά αργότερα. Το μοντέλο αποθηκεύεται στο cloud, ώστε να μπορείτε να αλλάξετε συσκευή, ή ζητήστε από άλλα μέλη της ομάδας σας να δουν/επεξεργαστούν το μοντέλο.

Σχετικά σεμινάρια