文理學(xué)院計(jì)算書2014年第四屆地區(qū)生

目TOC\o"1-2"\h\z\u設(shè)計(jì)說(shuō) 作品簡(jiǎn) 方案構(gòu) 結(jié)構(gòu)體系和造 特色與創(chuàng)新 方案圖和制作工 作品方案 制作工 理論計(jì)算、試驗(yàn)和仿真分 理論計(jì) 加載試 仿真分 承載能力評(píng) 總 結(jié)束 參考文 設(shè)計(jì)說(shuō)作品簡(jiǎn)圖1.1：臥龍潛水聽(tīng)風(fēng)雨,莫恨驚雷貫晴空模型高度：300㎜模型寬度：200㎜支點(diǎn)凈跨：800㎜總質(zhì)量：250g根據(jù)賽題“”502，我們綜合分析了模型制作材料的抗壓特性，抗拉特性，制作工藝以及結(jié)構(gòu)的荷載分析和橋墩支點(diǎn)設(shè)計(jì)等方面，結(jié)合承載力強(qiáng),節(jié)省材料，經(jīng)濟(jì)美觀等特點(diǎn)，采用比賽提供的材料，精心設(shè)計(jì)制作了“臥龍”結(jié)構(gòu)模型，該模型為空間桁架結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)過(guò)江大橋的競(jìng)賽方案構(gòu)競(jìng)賽題目分析橋梁模型為單跨結(jié)構(gòu)，橋梁凈跨度（指長(zhǎng)軸兩橋墩內(nèi)側(cè)之間的最小距離）不小于800mm，結(jié)構(gòu)總高度不超過(guò)600mm，橋底以下應(yīng)保證有指定的通航空間，分析知道橋墩支點(diǎn)的高度不能低于指定的150mm于600m；橋梁模型應(yīng)包括橋梁、橋面及橋墩支座等橋梁必要部分，橋10m20m加載在兩水高的平臺(tái)間進(jìn)行，模型加載時(shí)兩側(cè)橋墩支座型制材料為一提的本色壓雙復(fù)壓竹(尺寸為12504300.5m12504300.35m1250430020m1張)和502502相對(duì)來(lái)說(shuō)較脆，使用時(shí)不能過(guò)多也不能過(guò)少模型加載不僅模擬豎向荷載、還有橫向的風(fēng)荷載以及橋面車剛度和穩(wěn)定性的綜合要求；綜合之：模型的加載其中在跨中截面，在結(jié)構(gòu)傳力上合理布材料的物理及力學(xué)性能：，并且材料去相關(guān)實(shí)，能充分握好材的各性單個(gè)桿件的力學(xué)性能1.5mm（0.5三層）、1mm（0.5兩層）、0.7mm（0.35兩層）三種厚度的方形截面直桿，其抗壓性能基本與厚度成正比，同時(shí)在高度越高抗壓性1mm4000.7mm300桁架結(jié)構(gòu)，但實(shí)際受力情況下，很多的上弦桿和下弦桿都會(huì)有彎矩作用，需要通過(guò)不能截面設(shè)計(jì)在不改變軸向性能前提下提高抗彎性能，其他的連桿盡量設(shè)計(jì)壓桿，避在受彎桿。結(jié)構(gòu)體系和造結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)形式優(yōu)缺桁拱懸索、斜拉受力特綜合考，再上模型制作工，我們擇桁和平面造型設(shè)計(jì)2的更加合理以及滿足通航、通車空間要求的同時(shí)進(jìn)一步做了優(yōu)化設(shè)1315力特征，也使得造型更加美觀確定了方案的設(shè)計(jì)（圖15）。1-2：初1-3：優(yōu)化方案1-4：優(yōu)化方案1-5：優(yōu)化方案空間模型設(shè)計(jì)高度的確定圖1-6：不同高度下桿件的內(nèi)力分析（依此壓桿受力的需要，選擇了較合理的高度300mm，并進(jìn)一步優(yōu)化了節(jié)17所示。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性處理為了保證結(jié)構(gòu)的抗扭、抗側(cè)傾以及整體的穩(wěn)定性，我們?cè)诳臻g上采向結(jié)構(gòu)的接形式即縱向形共拱形同時(shí)橫兩榀撐，在連桿與連桿之間增設(shè)了X型和K型等支撐，使得平面外的支撐組成了三角形的幾何不變體系。由于制作上存在誤差，很難保證承載平臺(tái)的四個(gè)角點(diǎn)在同一個(gè)(3)圖1-8：不同截面對(duì)抗彎性能的影特色與創(chuàng)新臥龍以下六個(gè)創(chuàng)意點(diǎn)：創(chuàng)意一：雙向拱結(jié)，對(duì)模的抗傾能力要比較高，此我們?nèi)¤F塔部創(chuàng)意二：桁架桿系傳力創(chuàng)意三：節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與優(yōu)完美的將結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的力傳遞到承臺(tái)。圖1-12：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的處理材料省，外觀美的臥龍結(jié)構(gòu)。結(jié)合理論和實(shí)際情況分析，主體框架結(jié)構(gòu)相交的點(diǎn)由于在加荷時(shí)可引起剪力，削齊打加固桿件之間的連接，在連接時(shí)用小竹片片填充增加接觸面，最后在外貼竹片，從而來(lái)增大節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度，從而在結(jié)構(gòu)受力計(jì)算時(shí)一些節(jié)點(diǎn)模擬成剛節(jié)點(diǎn)。方案圖和制作工藝2-1：等軸2-2：正視2-3：側(cè)視制作工

2-4：俯視2-5：施工細(xì)心折疊每一根不同的桿件；第三，在組合的時(shí)候依照CAD繪制出4444腹桿（單榀內(nèi)連桿（兩榀間6244542理論計(jì)算、試驗(yàn)和仿真分析理論計(jì)根據(jù)分析優(yōu)化得到的模型，首先進(jìn)行了更進(jìn)一步的詳細(xì)計(jì)算分析，由于實(shí)際模型是在F1、F2、F3、F4共同耦合作用下的復(fù)雜空間應(yīng)化，考慮了單榀桁架在F1250g和F34g單獨(dú)作用下內(nèi)力的疊加。圖3-1F1單獨(dú)作用下的計(jì)算簡(jiǎn)3-2F1單獨(dú)作用下的計(jì)算結(jié)果表3-1F1內(nèi)力計(jì)算結(jié)果桿端內(nèi)力值(乘子桿端 桿端 1--2--3--4--5--6--7--8--9--------------------------圖3-3F3單獨(dú)作用下的計(jì)算簡(jiǎn)表3-2F3內(nèi)力計(jì)算結(jié)果桿端內(nèi)力值(乘子桿端 桿端 1--2--3--4--5--6--7--8--9------------------------（6和7）的受壓最大，16和17兩根桿件受拉最大；其次在整榀桁架的外和30）內(nèi)力最大，其他的連桿相對(duì)較小，有的只起到穩(wěn)定性作用。對(duì)桿件的內(nèi)力組合分下：表3-3：桿件的內(nèi)力組F1內(nèi)力F3內(nèi)力6---7---同時(shí)F43kg的作用，取安全系數(shù)n2，則內(nèi)力最大的桿件的橫截面面積為A36mm2。加載試根據(jù)比賽的加載要求，分級(jí)不對(duì)稱，我們?cè)诘挠邢迼l驗(yàn)證了理論方案的可行性。圖3-5：簡(jiǎn)陋的加載裝3-6：50kg荷載加載成3-7：兩仿真分1和2縱向荷載F3，水平橫向荷載F4，實(shí)行分級(jí)不對(duì)稱加載，四級(jí)加載完成F125g、225g、F38g、F43g38所示：39和310所示。圖3-9：有限元分析示意圖3-10：支座約束和荷載條將CAD中建立好的模型文件導(dǎo)入到有限元ansys/dyna中進(jìn)行劃同作用下的響應(yīng)。3-11：vonmises圖3-12：最大剪應(yīng)力云 2m，遠(yuǎn)小于變形的要求，模型剛度足夠。承載能力評(píng)圖3-16：荷載加大之后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變的強(qiáng)度，估計(jì)在撓度和節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度滿足的情況下可以加載到豎向荷載60Kg?？?、本結(jié)構(gòu)主要是利用短桿的受拉和受壓性能，受壓的桿件不能（抗拉性能）。2作方便，并且保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。34、根據(jù)理論分析和試驗(yàn)結(jié)合的方法確定出各受拉、受壓桿件，“一”節(jié)點(diǎn)的安全。結(jié)束語(yǔ)“份耕耘，一份收獲”我們始終堅(jiān)持，從未懈怠，每一個(gè)桿件，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，