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Come progettare un Boomilever

Video tutorial su come costruire e progettare una struttura Boomilever per le Olimpiadi della Scienza

In qualità di orgoglioso sponsor delle Olimpiadi della scienza, SkyCiv offre agli studenti un'offerta esclusiva per accedere al nostro software per aiutarli a progettare le loro strutture Boomilever utilizzando un software divertente e interattivo chiamato SkyCiv Structural 3D (S3D)




1. Modella la struttura

Inizia modellando (edificio) la tua struttura in SkyCiv Structural 3D (S3D). Per fare questo, puoi inserire le posizioni dei nodi, oppure usa lo strumento penna per disegnare i nodi e i membri della tua struttura Boomilever. Come esempio, Costruirò il mio nella direzione x, poi su in y. Alcune cose da ricordare qui:

  • Utilizza i nodi per definire la posizione iniziale e finale di tutti i nodi
  • I nodi si trovano nella X globale, E, Coordinate Z.
  • Assicurati che tutti i membri siano collegati da nodi
  • Aggiungi supporti (appuntato) dove intendi ancorare la tua struttura
  • Usa lo strumento penna per aggiungere rapidamente nodi e membri

2. Aggiungi il tuo materiale in legno di balsa

Il principale materiale utilizzato per le Olimpiadi della scienza è il legno di balsa. Quindi abbiamo bisogno di conoscere le proprietà del materiale del legno di balsa per comprenderne la forza. Assumeremo legno di balsa americano, con le seguenti proprietà del materiale. Per aggiungere un materiale fare clic materiale quindi immettere le seguenti proprietà del materiale:

Proprietà del legno di balsa americana
Densità 130 kg / m3
Modulo di Young 3,000 MPa
Rapporto di Poisson 0.231
Presume µTR, 12% umidità
Resistenza alla compressione 7 MPa
Resistenza alla trazione: Ultimate (UTS) 14 MPa

3. Aggiungi la tua sezione

Una volta che sei soddisfatto della forma della struttura, è ora di definire quanto è grande la sezione trasversale cross. Nella competizione, puoi usare più dimensioni, in questo esempio faremo la base 10 x 10mm bastoncini e membri interni 5 x 5 mm. Gli stick da 5 mm verranno impostati come ID sezione 1 e gli stick da 10 mm saranno l'ID di sezione 2.

4. Aggiungi carichi!

È ora di vedere quanto può contenere la tua struttura! Puntiamo a una struttura che possa contenere 4 kg. Applicherò questi carichi 4 nodi alla fine. Questo imiterà il comportamento reale, dove la forza è distribuita su diversi punti. Finalmente, Attiverò il file Il proprio peso della Struttura cliccando Il proprio peso -> SU.

Finalmente, vogliamo aggiungere il carico di 4kg alla fine della struttura. Per fare questo, Lo dividerò in 4 parti e applica i carichi da 1 kg ai nodi in questo modo:

Carichi puntuali delle Olimpiadi della scienza

5. Rivedi i risultati

È ora di vedere se la tua struttura ha retto! Una struttura generalmente fallirà perché lo stress su un membro supera la resistenza del materiale. Diamo un'occhiata ai nostri risultati di stress e determiniamo dove e perché la nostra struttura ha fallito:

Utilizzo di SkyCiv per analizzare una competizione travolgente con le Olimpiadi della scienza
Utilizzando il controllo del limite (nel menu a destra), Ho impostato il nostro limite di stress in modo che sia 7 MPa perché questo è ciò in cui credo che il legno di balsa fallirà. Questo significa, se una qualsiasi delle forze di stress supera 7 MPa nella struttura, lo evidenzierà in rosso. Qui posso vedere che i membri in basso stanno fallendo e si romperanno sotto il carico di 4 kg che ho applicato in precedenza. Questa è un'ottima informazione, poiché so che questo design non funzionerà e non ho dovuto passare le ore per costruire fisicamente il mio modello! Ora posso tornare indietro e spostare i nodi, cambia membri e modifica il mio design per riprovare!

6. Ottieni il peso della struttura

Con SkyCiv puoi persino prendere il peso della tua struttura prima di costruirla. Ti darà anche la distinta base in modo da sapere per quanto tempo tagliare ogni pezzo, e quanti pezzi devi tagliare. Dopo aver risolto è sufficiente fare clic su Rapporto di analisi per ottenere un rapporto con la distinta base:

Distinta base da un progetto SkyCiv di un boomilever
La massa totale della struttura: 0.075178kg (75.18g)

MANCIA: Sperimentare!

Il modo migliore per ottenere il miglior design è sperimentare. Ma non è necessario continuare a costruire e distruggere la struttura per testare nuovi progetti. Iscriviti per un Account SkyCiv Science Olympiad e inizia a utilizzare SkyCiv per i tuoi progetti oggi!

Fonte originale: https://skyciv.com/education/how-to-design-a-boomiliver/

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