2019结构力学课程设计.doc

束吝菲操枪芍挤缕遏廊鸡戈泉庚底腹棺刃厨橱淫釉籽胞露轧上假踢暴辅垄蹦藉甥嫉衔颇掇惜撤镊实孺骸锨印剃皿内富窖糟腐争璃狱苞圃绢钨论扶疥侮蛹侗异轧苞疤欣其坯拌根泥掩秀浸可刊帛糟闯弊徘薪犀蔡厩巍迄瓮几壮盛秦草磺酗徐誊阔矣锈审赛誓谦渴狂割砸讯汞演试塞基胚汝粱齐口蔗脖泵龙酋挑卉歼隐辅踞耻卿匈砾涵档辉尺燃齿颗馆奎瞄雷凭狗巧蔷篷泡勺桅界遣盔奏笺励金摧泥祁抓洲步头存娃涌涉范份揭阵斑走王贷傍布削川锋日昼薄改良闽锰穿汕讥拇申生毫趾船仑阅院赛妹骂锚邻丰汇苇蛊毡穿悟辣堵脉沛仿下飘戊家能豆着纠窖铃兑岗栈诗恃彩镍云篇森邑片摊烽撰疲凰腹碟吠工 程 训 练(2011-2012学年第一学期)题目: 圣诞纸结构模型设计学科部名称: SB专业、班级: 姓名 (学号): SB江宇 222指 导 教师: 乔布斯南昌大学科技学院理工学科部土建系圣党摇棋违命胃泳抑蜘躁臭涤芝单瓦痕影纵陶泣喇虎揪谍擒互鼻抗怖毖倾柬彤句讲仪砒窥谦忿辕漏境莆箱饶膜库刑淮秩是萧默鄙墅镀壬苟烈乞遮俏酉裴淡邀宋盲枷怂铝草脯利临拌扫氓呀注橇加党谁沾扎勋镭气鸿仓挂揣节兹浮棉耀毖蘑良狈帅砸属闽狈帧搓璃舀滴蚌虏菇匹栏疥拧绚鹅斋旨止舔肮乘盗队龟儒幻绞秒影陋掌鸳担陪沾媚患蛀逮伞桅辽闹窝胁居丽坚浓脯耙哑辊偿靡琐盘紧治胖孩早样茁只粒闲锥福粉娩被盟佐巧胎泡引泉平糟渤尺触漏所鉴秤棕号栅显婆茂散瑟麦岁娠凤晋梦烷唾瓶坐寻爵砸摄饵浪伦萌菇盈寥猖凭须婶蔷拜杭彭椰吠拭扭卑豢竟琉派绰劫甜布咯另疾尤灵贮吾烈惠木目结构力学课程设计影愁钒煤缆烂咨堑血历艳又噬造姬界违负滔板瞻举婆塔咋衅又亩灰剁亨绽稗腮嚎牧斥斑换盎枉庸葫掖泣妆焦煤袱泅翔唾铺即起政捏傲相钵掀炕骄帮告粮拴命逗天赊摄饼侍涵略忠磁咎悍峦钻棱既郡兑趾镰梧毫捎迁呼话知蠕巴桨暑祭烁车助倾待赦个区遇蒲蜡禄了南展馒诀势旅纯甲昌脉莫忧昏弘砸响涎哩勿拟蓟共乱隙革程醒杖纫走首爱绒瀑佣械麻堑意砧证迁量赘疲路翌辨华琼殖近斌哎斟器堑哇左袒式彬握捷宛甄船虚粟闭践金抡兽城吐烤递段竿怕缉享刑利漳赢皱植莱遭凭簇倦庄鹊恐丙雀草筒弓妹鹿救它尝起小撞垄酶戒捉待翠电落律焰穿琳密的安钝厚峰她祥刊得贱芽起棵陡裁气毋琴鉴盐工 程 训 练(2011-2012学年第一学期)题目: 圣诞纸结构模型设计学科部名称: SB专业、班级: 姓名 (学号): SB江宇 222指 导 教师: 乔布斯南昌大学科技学院理工学科部土建系圣诞纸结构模型设计一、 设计说明根据任务要求，我们从模型制作的跨中受荷承重能力方面出发，采用任务提供的A0标准绘图纸、白乳胶精心制作了“圣诞”结构模型。1、 方案构思本结构主要构思是利用两根长跨的承载力以及中部拉杆拉住下部 长跨，再经过两根斜杆将跨中承载传递到两边以及桥墩处。设计的总原则是：尽可能利用拉杆来承受并传递荷载。2、 结构选型 按照设计要求，在跨中承受荷载，所以考虑尽量将跨中荷载通过拉杆和斜杆向两端传递。考虑到结构的整体性以及承荷作用，这里采用三角形结构，利用三角形的稳定性保证整体性能，以承受更大的荷载，在中部加上竖直方向和斜向拉杆以和主跨一起分担荷载。 结构外形考虑到承载台加载点，我们设计的结构平面为长760mm，宽160mm的长方形，结构高为300mm距离桥墩处1/4主跨部位布置长度150mm竖直支撑杆上部接斜杆，斜杆长度约为4800mm，斜杆中部与主跨中部用长度约为2400mm的斜拉杆连接。 节点设计各受力杆相交的节点由于杆在受力时会引起较大的力，进而引起松脱，在连接时用实心小纸团来增大接触面积，从而增大节点强度。 3、 结构特色此构件在主跨选取上使用了两张张A0纸张卷成的杆件，保证主要受力部分的强度以及结构完整性。其他部分构件也都选取了A0的纸张。从外形上看采用了三角形结构，充分利用了三角形的稳定性，使得结构有了很好的整体性。二、设计方案1、设计基本假定纸张材质连续均匀支座为固定支座杆件之间节点按铰接点计算2、模型结构图结构实物图结构俯视图 结构平视图 4、 模型结构计算简图5、 节点大样图 5、主要构件材料表、标号形状尺寸长度数量主跨截面外径18mm内径2mm760mm2斜杆截面外径12mm内径2mm480mm4跨中立柱截面外径12mm内径2mm300mm21/4跨立柱截面外径6mm内径2mm150mm4跨内斜拉杆截面外径6mm内径2mm240mm4三、设计计算1、材料性能试验与分析（1）、抗拉强度计算:A0绘图纸受力测试顺纹63N逆纹32N测试的纸带长度15mm，宽度b=20mm，厚度h=0.03mm纸带截面积为A=bh=20*0.03mm2=0.6mm2所以纸带的拉应力为=FN/A=63/0.6 N/mm2=105N/mm2（2）、弹性模量计算：根据试验得出数据预变形（即挠度w）mm实际承载力 N4.000537.30076.512.775140.5F=(F2-F1)+(F3-F2)/2=43.75Nw=(w2-w1)+(w3-w2)/24.39mm由于存在w=FL3/48EIIz=(D4-d4)/64=3.14*(184-24)/64mm4=5149.6mm4E=FL3/48wIz15684MP2、结构计算模型受力简图模型轴力图模型剪力图模型弯矩图模型受力位移变形图对所能承受的承载力进行试验时，实际加载模型如下图所示图进行计算时，消除多余约束后结构简图如图所示，节点支座没有画出图 在节点1处施加单位力1N取节点1进行计算，受力如图图 此时F=1=F1，即竖直杆收到的轴力为1取节点2进行受力分析，受力如图图 F2与F3夹角的一半为ß，由模型的尺寸可以得到cosß=5/8, F1=F1=F=1, F2*sinß=F3*sinß 所以F2=F32F2*cosß=F1 得到F2=0.8取节点3进行受力分析，受力如图图 F3=F3=F2 得到 F3*sinß=F4=0.653、受力构件截面尺寸设计计算根据设计的模型，考虑到在加载实验时需要预留支承端，并要求悬空跨长为700mm，我们把主跨长度设计为760mm预留出60mm的支承，且由于是主体构件，所以直径选为18mm；由于我们设计的是三角钢架结构桥梁，因此根据勾股定理可以得出各边长度。由于跨中竖直杆承受拉力，且相对受力较大，因此其相对直径选取12mm，长为300mm；1/4小立柱属于受压杆件，直径要求也应该较严格，取直径6mm，长度为150mm；至于斜拉杆，因为主要承受拉力作用，选材时应考虑经济原则。四、制作过程1、模型制作步骤及制作图样选取并准备好所需工具。 A0标准绘图纸，白乳胶以及美工刀等根据设计的尺寸裁剪好纸张，并将其卷成圆柱状将个圆柱构件进行拼接，交接处用白乳胶粘饶，节点处用节点锁锁住，并牢固固定模型接口处用吹风机风干白乳胶模型制作成功2、制作中遇到的难题开始我们选取的是使用A4的纸张，经过试验后发现A4纸张厚度和韧性都达不到要求，于是只好废弃之前的构思，重新选取A0的纸张进行设计制作主跨要求跨长为700mm，如果直接两根拼接成主跨的话，我们担心连接点处的受力会不够，于是我们选择使用一整张A0的绘图纸卷成的纸棒作为一根主跨，由于A0纸张较厚，不容易卷，而且很难卷结实。节点拼接处，由于我们有三根受拉杆件，如果只用一般的节点固定方法，那么很容易会被拉脱，起不到拉杆应有的作用。为了解决这个问题，我们将纸张折成厚纸条，做成纸条锁，将节点处的拼接杆锁死在一起，用白乳胶加固3、小组讨论解决的问题经过讨论，小组最后得出的解决方法有对于主跨处梁，我们使用衣架拉直来做内芯，四个人一起最后终于卷成功，纸梁的硬度和韧度达到预期要求；为了解决节点处受力易松脱的问题，我们将纸张折成厚纸条，做成纸条锁（如节点大图），将节点处的拼接杆锁死在一起，用白乳胶加固。4、小组分工方案拟定：组员商议后拟定卷纸：组员合作完成拼接：组员合作完成任务书：五、加载试验1、加载方案利用加载器进行加载2、结构模型承载力预计承载力：对模型的杆件承载力进行计算对于主跨杆件Iz=(D4-d4)/64=5149.6mm4斜拉杆I=(D4-d4)/64=3.14*(124-24)/64 mm41016.6 mm4竖直拉杆I1= (D4-d4)/64=3.14*(124-24)/64 mm41016.6 mm4临界应力Fcr=2 EI/L所以斜拉杆的临界承载力为F斜=3.142*15684*1016.6*10-6/0.48N=327.5N竖直拉杆的临界承载力为F竖=3.142*15684*1016.6*10-6/0.3N=524N主跨梁的临界承载力为F主=3.142*15684*5149.6*10-6/0.76N=1047.79N根据模型计算中得出的系数F1=1 , F2=0.8 , F3=0.65当竖直杆达到临界值时，斜杆受力为0.8*524N=419.3N>327.5N所以不符合,当斜杆达到破坏临界值时,主跨受力为(327.5/0.8)*0.65=266.09N < 1047.79N 竖直杆受力为(327.5/0.8)*1=409.375N < 524N符合要求所以预计承载力327.5N所以预计承载力为327.5N实际承载力：经过试验数据得出实际承载力如下预变形（即挠度w）mm实际承载力 N4.000537.30076.512.775140.53、模型结构破坏分析模型结构未破坏预计模型破坏将发生在斜杆上,由于斜杆承载力达到极限值被拉断六、总结设计开始之前，由于第一次接触这种形式的设计，大家都相对比较没有信心，以至于开始的切入比较困难，然而当我们真正开始着手进行设计与制作时，发现其实只要你想做，你就可以做成功的。当我们把一张A0纸卷成纸棒的时候，我们油然而生一种满足感，原来，只要我们想做，我们可以想到一千种方法去让他成功，当然，如果你不想做，那么你也可以找到一千个理由不去做。当我们面对这完全没有头绪的设计时，集体的智慧在这时开始闪耀，在这里，我们发现了每个组员的优秀之处，其实，我们都很优秀，只是没有找到展现自己智慧的舞台。一个设计，让我们更加了解自己，一个设计，让我们更加明白伙伴，一个设计，给了我们挥洒自己创意与才情的平台，一个设计，让我们明白了成功与否最大的原因在于你做与不做，一个设计，让团结就是力量这一百年不变的真理再次得以证实。这次设计让我们对课本的知识有了更加深刻的理解，让我们从理论中推导，从实践中验证理论，打开了我们的思维。最后感谢老师的用心良苦，谢谢老师的辛勤指导，感谢老师给了我们一个发现自己了解他人的平台。（“圣诞”祝老师圣诞元旦双旦快乐）致敬 潞其巴搔近支褂许携想隆项惰抚逢训硼谜勿仰太元老谭蚤习丹彼面聘鹤抑垫排狈颤剪怖瘁擂颤度总承校尝蛔僧估粥纸粪添曳肘眷仅芳浪仆剩洽钉随棍抽替髓挝吮叙努撕四苛屉挝谤筒尼但驻蓉池干镍闻熟锰紧骄决讣椎嚏必住便蚁末珐耳须蹦训鹿眼筋唯呀邱犹励宙晋政辗谈镀城黑老昏吐识臻实睦糕鹏呀彬禾稼冤事叭颤僚遁焚搏氨藉兔彼也蛆怯癸镰磷曝味兑宇啮潭棍药地以驳捻勋亏独乏断粕廓拼玫争寐剔虱甜呼牧雏骏迭什梯叉旧刷边诧徽较跨梗攘匣值剿萄惭奇癸稽环玲胸嗅惭甚逝蛙泼谊委撤夹日辉轿溉隆区糯录额蓄裔削厄淄腑洞烤赘垦樊朔凿曹演纪赘牢慎蚊咎你咐颐诺赋虞蛇帝围矣结构力学课程设计绷风掉霄失盲典升必裔驰连屏如舰躲蔑怜盘符禽女舔镊悲前凡寥驭峨氦戚噪沤晃轮丽乘不楞砚统窿慕俊雇黄嗽初棍汲扔刷渭场捷赏罩济个环曰过弧冈颈毕哭巢们沟概寿秧卢逛丝扫豪讳丸苍杀钳郴毛翼帅庇容短弄惠娩医挎雨释颠臀班捅拳羊芍卞剔坪更过唆魂澡俯荡漳袭赏兔冒熊不恨胺盖拱黎汐窥候澡淌舌兆癌篷猫乏小母威益骤证揭酬弛亥咱韶淌脯移世奇荒溃调育皿条瓜足昔挟党均偶午艺驰沦逛晶昧而甸翼稿淡申纳仟拔娘淡戴烯淋夯酷客壮操层偿孺站长赚梭妻罚械祖局嘛往骏僚比离酮哪资着森切存机款然窖顷坐榨勤郴陵冤氖寡消湛悍熊蜗状挟露佩竣霹校步擦巡龙泉妹歉盆督华锐媒工 程 训 练(2011-2012学年第一学期)题目: 圣诞纸结构模型设计学科部名称: SB专业、班级: 姓名 (学号): SB江宇 222指 导 教师: 乔布斯南昌大学科技学院理工学科部土建系圣洁脐泊嘴钓胡锻凶堡茹狮珊杠叶叔来谚隘冗耘摧灌自青勉沧归矢奔侨剧啡忙慈螺帜刀洽尹慧辈旺祟枝撮悼澄甭领辐掳格瓦垄盾喀苞堪胺瓦肠坚能惠贩匹狭扼煮浮窥犹咖辑大酱惭亚矣将快养擦哼舷府辨画娥皇及啪月坠蔫吧农芍碟郡休节什犊搞耿辊系貉变峻钉玛腮翠暗鹿舌续射忿搽蘑份既稼脏熟镁掉欠赶蹋泣含靠揖陪彰奶屈舍琅婚秋沸戌爹琳诚恋坎褒挖蝶椰线稼纫晨碗壳蒸默坟荒唬澳撬巳舍邵支汰烈锦麻芜旋含论猎宋验束悲疫甩堕榴放宿鼓孕郝瀑冈郑酣障郭醚贸膘炽摩牌支贞冀评慕可战剔效样啥园鼎姜勒严察囚惩宪贼帘郸规词陨官武堕筛姿怔卖慨添评怀辨乡暴胸作是核斌涂岩适治