Моделирование башни из бальзового дерева для студентов, с помощью приложения Science Olympiad

Узнайте, как моделировать и симулировать конструкцию башни из бальзового дерева, а также как улучшить конструкцию и прочность вашей башни с помощью Приложение "Научная олимпиада". В этом руководстве рассматриваются различные элементы вашей модели, а также реальные принципы проектирования конструкций, которые помогут оптимизировать ваш проект и получить более высокие оценки.!

Посмотреть другие примеры
Посмотреть эту модель

Установка приложения Science Olympiad

Приложение SkyCiv Science Olympiad устанавливается поверх приложения SkyCiv Structural 3D и позволяет вам оценивать ваш проект в режиме реального времени.. Он предоставит вам правила, вес конструкции, емкость конструкции и общая оценка вашего проекта! Вот оно в действии:

Steel Silo Structure

Приложение легко установить, просто войдите в систему и затем посетите свой Настройки программного обеспечения чтобы включить приложение Science Olympiad. Снова откройте Structural 3D, и вы увидите, что приложение теперь доступно в разделе Addons.

Добавление модели шаблона

Приложение позволяет пользователям добавлять структуру шаблона., который будет позиционировать следующие необходимые требования, основанные на 2023 требования конкурса:

  • 4 опоры (в правильном месте и типах поддержки)
  • 2 x Площадь нагрузки в необходимых положениях (должны быть квадраты 5х5 см.)
  • 4 x Точечные нагрузки в требуемом положении и величине, в направлении +z – моделирование ветровых нагрузок
  • Идентификатор поперечного сечения 5x5 см.
  • 3 x Материалы класса Balsa на выбор (тяжелый, средний и легкий)
  • Некоторые начальные участники, соединяющие вашу структуру
Steel Silo Structure using Plates

Структура является примером того, что вы можете построить., но мы настоятельно рекомендуем вам разработать собственную структуру, чтобы получить максимально возможный результат.!

Понимание частей вашей модели

Ваша структурная модель состоит из следующих элементов., на основе двух частей:

(1) Геометрия

  • Вершины: это самая важная часть вашей геометрии, они определяют начало/конец ваших элементов., расположение поддержки и многое другое.. Они просто определяются конкретным x,и,координата г
  • члены: это двухмерные линейные элементы, которые используются для обозначения балки/колонны или любого другого элемента из пробкового дерева.. У участников также есть определенный идентификатор раздела., который сообщает программе, какое сечение использовать
  • Разделы: это сечения элементов. Вы можете просмотреть их, открыв их в Конструкторе разделов.:
optimizing sections
(2) Граничные условия + Нагрузки
  • опоры: Они удерживают вашу модель и не позволяют ей двигаться.. Для башен они расположены у основания вашей модели. – прикреплен к земле. Это могут быть разные виды, в зависимости от того, в каком направлении сдерживает конструкцию
  • Нагрузки на площадь: Нагрузки на площадь — это давление, которое автоматически применяется к элементам.. Это могут быть мертвые грузы, динамические нагрузки, снеговые нагрузки и т. д.…
  • Point Loads: Точечные нагрузки в этой модели имитируют ветровые нагрузки.. Точечные нагрузки — это отдельные силы, сосредоточенные в узле..

Тестирование вашей структуры

Как только вы будете довольны своей моделью и захотите ее протестировать., щелкнуть Структура теста. Приложение вернет следующие результаты:

Design Steel Silo Structure

Ниже приведены основные результаты и информация, которые следует извлечь из этого прогона.:

  1. Вес конструкции – сколько весит конструкция, измеряемая количеством материала, использованного в вашей конструкции
  2. Емкость структуры – сколько конструкция может выдержать, прежде чем она выйдет из строя
  3. Оценка производительности = Емкость структуры / Вес конструкции
  4. Критерии отказа – дает вам краткое описание того, почему структура не удалась, чтобы вы могли улучшить свой дизайн

Оптимизация вашего дизайна

Есть два способа улучшить результаты, нам нужно либо (1) уменьшить вес, или (2) увеличить силу. Анализируя критерии неудачи (что по сути является самой слабой частью вашей модели), вы можете улучшить свою конструкцию, укрепив эту часть конструкции..

Например, заметил, что член 19 вышел из строя из-за чрезмерного напряжения изгиба в направлении Z. Вы можете запустить полную Решить чтобы увидеть это в визуализаторе, но приложение дает нам это как критерии отказа:

Design Steel Silo Structure

За счет увеличения размера раздела, мы можем укрепить всю конструкцию. С более сильной секцией (увеличение сечения с 5х5см до 8х8см) у члена теперь больше возможностей выдержать этот вес. В следствии, грузоподъемность нашей конструкции увеличилась с 3,8 кг до 4,5 кг и общий более высокий балл:

Design Steel Silo Structure using Plates

Вот еще несколько вещей, которые вы можете попробовать, чтобы увеличить вместимость вашей структуры.:

  • Добавляйте участников в критически важные места
  • Увеличьте размер сечения или прочность материала.
  • Моделируйте члены определенным образом, чтобы максимально эффективно использовать их осевую силу., например, построить конструкцию в виде фермы
  • Удалите или сведите к минимуму присутствие нулевых или недостаточно загруженных элементов.

Вопросы-Ответы

Просто купите командный аккаунт через www.skyciv.com/olympiad

Чтобы предоставить другим членам вашей команды доступ к SkyCiv., просто поделитесь своим именем пользователя и паролем. Они смогут увидеть ваши модели и внести свой вклад в ваш дизайн..

Важный: Пожалуйста, измените свой пароль на другой, отличный от обычного личного пароля, чтобы защитить вашу личную информацию.. Мы рекомендуем использовать название вашей команды + уникальный номер.

Они основаны на местных правилах соревнований.. Пожалуйста, попросите организаторов соревнований подтвердить, какой должна быть точечная нагрузка..

да, вы можете сохранить модель и открыть ее позже.. Модель сохраняется в облаке, чтобы вы могли сменить устройство., или попросите других членов вашей команды просмотреть/редактировать модель..

Связанные руководства