北京理工大学第六届结构设计竞赛细则.doc

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1、北京理工大学第六届结构设计竞赛细则一、竞赛简介结构设计竞赛旨在通过对知识的综合应用和团队的共同协作过程，理论联系实践，突出创新精神，健全面向未来的教学体系，培养当代工程师的基本素质。希望经过我们的共同努力，提高学生的科学素养、科研技能水平，促进我校学生学术活动的开展，增强学生间科技交流，从而进一步提高本科生培养和教学质量。二、题目承受静载和冲击载荷的高压输电塔架结构模型设计三、作品要求首先声明：本次竞赛着重于想象力和创造力的发挥，重在设计和动手能力，而非手工制作比赛，因此要求：1．作品应力求有创造性，贴近实际、结构合理、制作精巧。2．每个参赛

2、队仅能提交一份作品，且应保证作品完整。3．完整的作品包括以下部分：（1）设计方案：结构图若干，包括主要构件、结点详图及材料表（耗材规格、数量，及总重量）。（2）结构设计计算书：包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力估算。（3）塔架结构模型(实物)：要求模型制作符合设计制作要求并与计算书一致。如修改模型，要求同时修改计算书。作品由各参赛队命名．塔架名须健康向上，突出特点。四、制作材料本届大赛的模型制作材料定为桐木、速干白乳胶和细铁丝。组委会提供材料：速干白乳胶一瓶，细铁丝1米，桐木材料均为1米长，横截面尺寸和数量如下：55mm×1

3、mm—2片，6mm×6mm—6根，4mm×6mm—8根，3mm×4mm—8根，2mm×4mm—8根。组委会提供桐木材料的力学性能实验数据以供参考，同时组委会也鼓励选手自行测定材料的力学性能。模型制作所用材料仅限于组委会所提供的材料。允许对所给材料进行切割、加工、组合。如模型中采用任何非组委会提供的材料，一经查实，将取消参赛资格。五、结构模型本次比赛旨在设计并制作一个缩小版的输电塔架，如图1所示。该模型要求以尽可能轻的重量来经受两项加载试验，并不发生毁坏或者局部破坏，同时应力求美观。该塔架基座截面为240mm×240mm的正方形，塔顶截面为80

4、mm×80mm的正方形，基座与塔顶之间的结构和截面形式、大小可自行设计，塔架高出安装板部分的高度为600mm。塔架顶的两边需分别制作一个三角形的悬臂结构，且需具有相同的长度、截面尺寸和刚度。为了在结构加载时有地方系细铁丝悬挂称盘，三角形悬臂结构从塔顶截面需向外伸出不少于100mm，如图1所示，其末端需有一个20mm长的延伸杆，细铁丝绑在延伸杆上，并留有挂钩位置，以便悬挂称盘，如图1中的放大图所示，其中要求细铁丝做成的孔应能穿过直径为8mm的挂钩，且a£15mm。所有结构的组成部分除悬挂称盘的细铁丝外必须由桐木制成。xz240201008010

5、020正面yz24080侧面600xyxy悬臂悬臂悬臂悬臂斜撑斜撑斜撑延伸杆延伸杆延伸杆a斜撑延伸杆悬臂细铁丝放大放大图1.塔架外形该塔架模型的外轮廓必须满足上述使用要求。塔架模型在满足上述使用要求的情况下，各参赛队可充分发挥自己的想象力和创造力，自行设计结构和构件的形式与尺寸。模型的尺寸和形状上与上述使用要求的偏差不能超过10mm，否则该模型将无参赛资格。六、模型的加载塔架模型加载前需安装在由组委会提供的水平放置的安装板上，安装板上预留了安装塔架模型的安装孔，如图2.所示。安装板厚度不小于5mm，安装孔贯通安装板。主安装孔中心间距为240m

6、m，每个主安装孔旁设置了两个付安装孔，主安装孔直径为8mm，付安装孔直径为6mm。模型与安装板间的连接方式，各参赛队自行设计。模型设计需综合考虑模型的使用要求、加载和安装。2020240240主安装孔付安装孔图2.安装板平面图参赛模型需经过两道加载，其顺序为：静态加载和铅垂冲击加载。每个参赛队需在组委会的指导和协助下进行加载。在加载过程中，每个参赛队有责任小心保护好模型，使模型在加载之前不至于损坏。只有那些成功通过静力加载，并没有发生损坏或局部破坏的模型，才能继续进行铅垂冲击加载。加载位置和加载方向如图3.所示。（一）静态加载首先在塔架顶的中

7、部放置砝码，一次10N，共2次，重量共为20N，砝码直径大于60mm。然后，随机确定一悬臂端（图3所示为左端），悬挂称盘和砝码，一次10N，一共3次，因此在此方向上的力加上称盘的重量总计为30N。静态加载h安装板20N静载30N静载安装板20N静载20N静载10N静载300300重10N冲击冲击加载图3加载（二）铅垂冲击加载在静态加载结束后，在另一端（图3所示为右端）悬挂称盘重10N，并从左端移动10N的砝码到右端，将该砝码向上提升h高度（预赛h=100mm，决赛h=120mm），然后将该砝码突然落下造成冲击荷载。在冲击荷载作用下，要求该模型

8、不毁损而且在冲击荷载加载10秒后依然屹立不倒，即为成功。七、比赛过程a)模型加载试验分两阶段进行，即：预赛——冲击高度h=100mm，凡顺利通过静态加载和冲击加载者