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實驗:紙橋結構設計與試驗

一、實驗目的(宗旨): 為了培養(yǎng)同學們的的三個創(chuàng)新——“創(chuàng)新習慣、創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力”,發(fā)揮同學業(yè)們對技術知識的綜合應用能力以及理論聯(lián)系實際的能力和團隊協(xié)作精神。

一、實驗目的(宗旨):  
    為了培養(yǎng)同學們的的三個創(chuàng)新——“創(chuàng)新習慣、創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力”,發(fā)揮同學業(yè)們對技術知識的綜合應用能力以及理論聯(lián)系實際的能力和團隊協(xié)作精神。
    二、 實驗要求:  
    1、材料: 
    (1)只能用廢舊報紙,張數(shù)不限,質量不超過150克,不得私自另用紙張。 
    (2) 粘合劑只能是漿糊,不能使用透明膠和白乳膠等。
    2、紙橋規(guī)格:
    (1)紙橋的自身重量不得超過150克,超重的紙橋每超過20克,在所承受重量中扣去1千克。
    (2)紙橋長度不短于25cm,寬度不少于8cm。兩橋墩的跨度不少于18cm。
    3、制作時間:
    三節(jié)課(2小時)。
    4.最終成果:
    參賽作品應包含簡要設計方案圖、模型兩部分。其設計方案圖中應附簡單說明。
    三、評價與獎勵 
    按承重能力評出一等獎 1組;二等獎 2組;三等獎 3組;鼓勵獎 4組
    另設最佳結構分析獎,最佳造型獎
    五、參考示例:
 

    小提示:在日常生活中,一張紙立在桌子上是很困難的,但是把它折一下,或者卷成圓形,不但能立起來,而且還能在上面壓一小塊重物,也就是說,通過折邊或卷成圓弧形可以提高紙張的抗壓能力。因此選擇一個合理的截面形狀對于整個紙橋結構有著舉足輕重的作用。在制作之前可以先做個小實驗,選擇了幾種不同的截面形狀,看看哪一種形狀的紙筒承受荷載能力最強。
 
    試驗:用同樣長度、寬度的紙條分別做成橫截面為圓形、三角形、正方形、梯形的空心或實心紙梁,測試它們能承受的最大荷截。結論:____形狀的紙梁承受能力最強。
    接下來我們來考慮整個橋梁的制作。要想提高橋的跨度,就不得不用標簽紙把紙橋段連接起來,由于紙橋在承載砝碼的時候,其不同橫向位置上受到的彎矩不同,紙橋的中間部分受彎矩最大,向兩邊依次遞減,因此,我們在做紙橋的時候也要考慮到這一點,紙橋中部兩段紙橋之間的接合部分要重疊得多一些,而在兩側可以適當節(jié)省材料。

課堂總結與反思:
    1、項目重要
    不要小看這個實驗,也不要覺得這個實驗無聊。其實它的設計與測試與真正的鋼鐵桁架橋沒有本質的區(qū)別,真正的鋼鐵桁架橋只是因為它是鐵而已。其實結構原理與受力方式是一樣的。而且,設計師在進行設計和測試時不一定是用鐵材料來做。
    2、要有設計圖
    用紙來進行設計更能體現(xiàn)我們的設計水平,從哈工大的紙橋結構設計比賽就可以看出,它確實是一個技術設計項目。也更能體現(xiàn)同學們的創(chuàng)新設計能力與團體協(xié)作精神。
    3、分工合作
    從前面的設計來看,存在如下問題?;蛘哒f,要按以下要求來做:
    (1)先要在小組里面討論,確定一個結構方案,并把這個結構方案畫一個1:1的草圖(主視圖),然后對著這個草圖裁剪和卷紙梁。
    (2)畫好草圖后,一定要分工,比如在藍圖的每根梁標上序號,確定每根梁要幾根,然后分任務,哪個同學負責哪幾根。這樣,幾十根紙梁很快就卷完成。
    4、關于連接
    有同學覺得無法把紙梁連接起來,其實,連接方法很多種,自己摸索。下面教大家一種方法……。
   
   
   

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