Modellazione di una torre in legno di balsa per gli studenti, utilizzando l'app Science Olympiad
Impara come modellare e simulare il design di una torre in legno di balsa e come migliorare il design e la resistenza della tua torre con App delle Olimpiadi della scienza. Questo tutorial esamina i vari elementi del tuo modello e i principi di ingegneria strutturale della vita reale per ottimizzare il tuo progetto e ottenere un punteggio più alto!
Installazione dell'app Olimpiadi della scienza
L'app SkyCiv Science Olympiad è installata sull'app SkyCiv Structural 3D per darti la valutazione in tempo reale del tuo progetto. Ti fornirà le regole, peso della struttura, capacità della struttura e un punteggio complessivo per il tuo progetto! Eccolo in azione:
L'app è facile da installare, effettua semplicemente il login e poi visita il tuo Impostazioni del software per attivare l'app Olimpiadi della scienza. Riapri Structural 3D e vedrai che l'app è ora disponibile in Addons.
Aggiunta di un modello modello
L'app consente agli utenti di aggiungere una struttura di modelli, che posizionerà i seguenti requisiti necessari in base al 2023 requisiti della concorrenza:
- 4 supporti (nelle posizioni e nei tipi di supporto corretti)
- 2 x Carichi superficiali nelle posizioni richieste (devono essere quadrati di 5x5 cm)
- 4 x Carichi puntuali nella posizione e grandezza richieste, nella direzione +z – simulando i carichi del vento
- Un ID sezione trasversale di 5x5 cm
- 3 x materiali di grado balsa tra cui scegliere (pesante, medio e leggero)
- Alcuni membri principianti che collegano la tua struttura
La struttura è un esempio di ciò che puoi costruire, ma ti consigliamo vivamente di progettare la tua struttura per ottenere il miglior punteggio possibile!
Comprendere le parti del modello
Il modello strutturale è composto dai seguenti elementi, basato su due parti:
(1) Geometria
- nodi: queste sono la parte più importante della tua geometria e definiscono l'inizio/fine dei tuoi membri, la posizione del supporto e altro ancora.. Sono semplicemente definiti da una x specifica,y,coordinata z
- Membri: si tratta di elementi lineari 2D che vengono utilizzati per rappresentare una trave/colonna o qualsiasi altro elemento in legno di balsa. I membri hanno anche un ID sezione definito, che indica al software quale sezione trasversale utilizzare
- sezioni: queste sono le sezioni trasversali delle aste. Puoi esaminarli aprendoli nel Generatore di sezioni:
- supporti: Questi trattengono il tuo modello e gli impediscono di muoversi. Per le torri, questi sono posizionati alla base del modello – fissato al suolo. Questi possono essere di diversi tipi, a seconda della direzione in cui trattiene la struttura
- Carichi di area: I carichi superficiali sono una pressione che viene applicata automaticamente alle aste. Questi possono essere carichi morti, Uno dei principali fattori da considerare nella progettazione delle fondazioni è il carico di progettazione della struttura, carichi di neve ecc…
- Carichi puntuali: I carichi concentrati in questo modello servono a simulare i carichi del vento. I carichi puntuali sono forze singole concentrate su un nodo.
Testare la tua struttura
Una volta che sei soddisfatto del tuo modello e vuoi testarlo, clic Struttura di prova. L'app restituirà i seguenti risultati:
Di seguito sono riportati i risultati e le informazioni chiave da estrarre da questa corsa:
- Peso della struttura – quanto pesa la struttura misurato dalla quantità di materiale del tuo progetto
- Capacità della struttura – quanto la struttura può resistere prima di cedere
- Punteggio delle prestazioni = Capacità della struttura / Peso della struttura
- Criteri di fallimento – fornisce un riepilogo del motivo per cui la struttura ha fallito, così puoi migliorare il tuo design
Ottimizzazione del tuo design
Ci sono due modi in cui possiamo segnare meglio, ne abbiamo bisogno (1) ridurre il peso, o (2) aumentare la forza. Rivedendo i criteri di fallimento (che è essenzialmente la parte più debole del tuo modello), puoi migliorare il tuo design rafforzando quella parte della struttura.
Per esempio, notato quel membro 19 stava fallendo a causa dell'eccessiva sollecitazione di flessione nella direzione Z. Puoi eseguire un full Risolvere per vederlo nel visualizzatore, ma l'app ci fornisce questo come file criteri di fallimento:
Aumentando la dimensione della sezione, possiamo rafforzare l'intera struttura. Con una sezione più forte (aumentando la sezione da 5x5cm a 8x8cm) il membro ora ha più capacità di sostenere questo peso. Di conseguenza, la nostra capacità della struttura è aumentata da 3,8 kg a 4,5 kg e un punteggio complessivo più alto:
Ecco alcune altre cose che puoi provare per aumentare la capacità della tua struttura:
- Aggiungi membri in posizioni critiche
- Aumentare la dimensione della sezione o la resistenza del materiale
- Modella i tuoi membri in un modo particolare per sfruttare al meglio la loro forza assiale, ad esempio costruire una struttura a traliccio
- Rimuovere o ridurre al minimo la presenza di membri zero o con carico insufficiente
FAQ
Basta acquistare un account team tramite www.skyciv.com/olympiad
Per consentire ad altri membri del tuo team di accedere a SkyCiv, condividi semplicemente il tuo nome utente e la tua password. Potranno vedere i tuoi modelli e contribuire al tuo design.
Importante: Ti preghiamo di cambiare la tua password con qualcosa di diverso dalla tua solita password personale per proteggere le tue informazioni personali. Ti consigliamo di utilizzare il nome della tua squadra + un numero univoco.
Questi si basano sulle regole della concorrenza locale. Chiedi agli organizzatori della competizione di confermare quanto dovrebbero essere i punti caricati.
sì, è possibile salvare il modello e riaprirlo in un secondo momento. Il modello viene salvato nel cloud in modo da poter cambiare dispositivo, oppure chiedi ad altri membri del tuo team di visualizzare/modificare il modello.
- Documentazione
- App delle Olimpiadi della scienza
- Maggiori informazioni su SkyCiv Software di analisi strutturale – S3D
