Test je structuur, voordat je het bouwt!

Als trotse sponsor van de Wetenschapsolympiade, SkyCiv biedt studenten een exclusief aanbod om toegang te krijgen tot onze software om hen te helpen hun Boomilever-structuren te ontwerpen met behulp van een leuke en interactieve software genaamd SkyCiv Structural 3D (S3D)! Studenten kunnen eenvoudig modelleren en analyseren of hun structuur zal werken, zonder fysiek iets te hoeven bouwen! Krijg gewoon een team Science Olympiad-account en laat uw team verschillende ontwerpen proberen, om te zien wat het beste werkt! U kunt zelfs het gewicht van de structuur en de stuklijst krijgen voor wanneer u klaar bent om te bouwen.

1. Modelleer uw structuur

Begin met modelleren (gebouw) jouw structuur in SkyCiv Structural 3D (S3D). Om dit te doen, u kunt de knooppuntlocaties invoeren, of gebruik het pengereedschap om de knooppunten en leden van uw Boomilever-structuur te tekenen. Als voorbeeld, Ik zal de mijne in de x-richting bouwen, dan in de y. Een paar dingen om te onthouden:
  • Gebruik Nodes om de begin- en eindlocatie van alle nodes te definiëren
  • Knopen bevinden zich in de globale X,EN,Z-coördinaten
  • Zorg ervoor dat alle leden zijn verbonden door knooppunten
  • Ondersteuning toevoegen (vastgemaakt) waar u uw structuur wilt verankeren
  • Gebruik de pen-tool om snel knooppunten en leden toe te voegen
Model structure with Structural 3D pen tool

2. Voeg uw balsahoutmateriaal toe

Het belangrijkste gebruikte materiaal voor de wetenschappelijke olympiade is balsahout. We moeten dus de materiaaleigenschappen van balsahout kennen om de kracht ervan te begrijpen. We gaan uit van Amerikaans balsahout, met de volgende materiaaleigenschappen:. Om een ​​materiaal toe te voegen, klik op Materialen voer dan de volgende materiaaleigenschappen in::  
Amerikaanse balsahout eigenschappen
Dichtheid 130 kg/m3
Young's Modulus 3,000 MPa
Possons-ratio 0.231 Veronderstelt µTR, 12% vochtigheid
Druksterkte 7 MPa
Treksterkte: Ultieme (UTS) 14 MPa

3. Voeg uw sectie toe

Als je eenmaal tevreden bent met de vorm van de structuur, het is tijd om te definiëren hoe groot de doorsnede is. In de competitie, je kunt meerdere maten gebruiken, in dit voorbeeld maken we de basis 10 x 10 mm sticks en de interne leden 5 x 5 mm. De sticks van 5 mm worden ingesteld als sectie-ID 1 en de stokken van 10 mm zijn sectie-ID 2.

4. Ladingen toevoegen!

Tijd om te zien hoeveel uw structuur kan bevatten! We gaan streven naar een structuur die 4 kg kan dragen. Ik zal deze belastingen toepassen over 4 knooppunten aan het einde. Dit zal het werkelijke gedrag nabootsen, waar de kracht wordt verdeeld over verschillende punten. Tenslotte, ik zal de aanzetten Eigen gewicht van de structuur door te klikken op Eigen gewicht -> AAN. Ten slotte willen we de belasting van 4 kg toevoegen aan het einde van de constructie. Om dit te doen, Ik ga het opsplitsen in 4 onderdelen en pas de belastingen van 1 kg toe op de knooppunten, zoals zo:
Wetenschap Olympiade boomilever puntbelastingen
 

5. Bekijk de resultaten

Het is tijd om te kijken of je structuur stand hield! Een structuur zal over het algemeen falen omdat: de spanning op een lid groter is dan de sterkte van het materiaal. Laten we eens kijken naar onze stressresultaten en bepalen waar en waarom onze structuur faalde:
SkyCiv gebruiken om een ​​boomilever-competitie te analyseren met de Wetenschapsolympiade
Door de limietcontrole te gebruiken (in het rechtermenu), Ik heb onze stresslimiet ingesteld op 7 MPa omdat ik denk dat het balsahout hierin zal falen. Dit betekent, als een van de stresskrachten groter is dan 7 MPa in de structuur, het zal het rood markeren. Hier kan ik zien dat de leden onderaan het begeven en zullen breken onder de belasting van 4 kg die ik eerder heb toegepast. Dit is geweldige informatie, omdat ik weet dat dit ontwerp niet zal werken en ik geen uren hoefde te besteden aan het fysiek bouwen van mijn model! Ik kan nu teruggaan en knooppunten verplaatsen, verander leden en bewerk mijn ontwerp om het opnieuw te proberen!

6. Krijg het structuurgewicht

Met SkyCiv kun je zelfs het gewicht van je structuur krijgen voordat je het bouwt. Het geeft je zelfs de stuklijst, zodat je weet hoe lang je elk stuk moet snijden, en hoeveel stukken je moet snijden?. Nadat je het hebt opgelost, klik je gewoon op Analyse rapport om een ​​rapport met de stuklijst te krijgen:
Stuklijst van een SkyCiv-ontwerp van een boomileverTotale massa van de constructie: 0.075178kg (75.18g)
 

TIP: Experiment!

De beste manier om het beste ontwerp te krijgen, is door te experimenteren. Maar u hoeft uw structuur niet te blijven bouwen en vernietigen om nieuwe ontwerpen te testen. Schrijf je in voor een SkyCiv Science Olympiade-account en begin vandaag met het gebruik van SkyCiv voor uw ontwerpen!

Sam Carigliano CEO en medeoprichter van SkyCiv
Sam Carigliano
CEO en medeoprichter van SkyCiv
BEng (Civiel), BCom
LinkedIn