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Como projetar um Boomilever

Tutorial em vídeo sobre como construir e projetar uma estrutura Boomilever para a Olimpíada de Ciências

Como um patrocinador orgulhoso da Olimpíada da Ciência, SkyCiv está oferecendo aos alunos uma oferta exclusiva para obter acesso ao nosso software para ajudá-los a projetar suas estruturas Boomilever usando um software divertido e interativo chamado SkyCiv Structural 3D (S3D)




1. Modele a Estrutura

Comece modelando (prédio) sua estrutura em SkyCiv Structural 3D (S3D). Para fazer isso, você pode inserir os locais dos nós, ou use a ferramenta caneta para desenhar os nós e membros de sua estrutura Boomilever. Como um exemplo, Eu vou construir o meu na direção x, então em cima no y. Algumas coisas para lembrar aqui:

  • Use nós para definir a localização inicial e final de todos os nós
  • Os nós estão no X global, Y, Coordenadas Z
  • Certifique-se de que todos os membros estão conectados por nós
  • Adicionar suportes (fixado) onde você planeja ancorar sua estrutura
  • Use a ferramenta caneta para adicionar nós e membros rapidamente

2. Adicione o seu material de madeira Balsa

O principal material usado para as Olimpíadas de Ciência é a Madeira Balsa. Portanto, precisamos conhecer as propriedades do material da Madeira Balsa para entender sua resistência. Estaremos assumindo American Balsa Wood, com as seguintes propriedades do material. Para adicionar um material clique Materiais em seguida, insira as seguintes propriedades do material:

Propriedades American Balsa Wood
Densidade 130 kg / m3
Detalhes e parâmetros do modelo 3,000 MPa
Detalhes e parâmetros do modelo 0.231
Assume µTR, 12% humidade
Força compressiva 7 MPa
Resistência à tração: Final (UTS) 14 MPa

3. Adicione sua seção

Quando estiver satisfeito com a forma da estrutura, é hora de definir o tamanho da seção transversal. Na competição, você pode usar vários tamanhos, neste exemplo, faremos a base 10 Varas de x 10mm e os membros internos 5 x 5mm. As varas de 5 mm serão definidas como ID da seção 1 e os palitos de 10 mm serão o ID da seção 2.

4. Adicionar cargas!

É hora de ver o quanto sua estrutura pode suportar! Vamos ter como objetivo uma estrutura que possa conter 4 kg. Vou aplicar essas cargas sobre 4 nós no final. Isso irá imitar o comportamento real, onde a força é distribuída em diferentes pontos. Finalmente, Vou ligar o Peso Próprio da estrutura clicando em Peso próprio -> SOBRE.

Finalmente, queremos adicionar a carga de 4kg ao final da estrutura. Para fazer isso, Vou dividi-lo em 4 peças e aplique as cargas de 1kg aos nós como assim:

Cargas pontuais do boomilever das Olimpíadas de Ciência

5. Reveja os resultados

É hora de ver se sua estrutura aguentou! Uma estrutura geralmente falhará porque a tensão em um membro excede a resistência do material. Vamos analisar nossos resultados de estresse e determinar onde e por que nossa estrutura falhou:

Usando o SkyCiv para analisar uma competição do boomilever com a Olimpíada da Ciência
Usando a verificação de limite (no menu do lado direito), Eu defini nosso limite de estresse para ser 7 MPa porque é nisso que eu acredito que o Bosque de Balsa irá falhar. Isso significa, se alguma da força de estresse exceder 7 MPa na estrutura, irá destacá-lo em vermelho. Aqui eu posso ver que os membros na parte inferior estão falhando e irão quebrar sob a carga de 4 kg que apliquei anteriormente. Esta é uma ótima informação, como sei que este design não funcionará e não precisei gastar horas para construir fisicamente meu modelo! Agora posso voltar e mover os nós, mude os membros e edite meu design para tentar novamente!

6. Obtenha o peso da estrutura

Com SkyCiv você pode até mesmo obter o peso de sua estrutura antes de construí-la. Ele até lhe dará a lista de materiais para que você saiba quanto tempo deve ser cortado cada peça, e quantas peças você precisa cortar. Depois de resolver, basta clicar Relatório de análise para obter um relatório com a lista de materiais:

Lista de materiais de um projeto SkyCiv de um boomilever
A massa total da estrutura: 0.075178kg (75.18g)

GORJETA: Experimentar!

A melhor maneira de obter o melhor design é experimentar. Mas você não precisa continuar construindo e destruindo sua estrutura para testar novos projetos. Inscreva-se para um Conta SkyCiv Science Olympiad e comece a usar SkyCiv para seus projetos hoje!

Fonte original: https://skyciv.com/education/how-to-design-a-boomilever/

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