浙江大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽細則

1、碰撞沖擊下梁式結(jié)構(gòu)設(shè)計與模型制作1模型制作及加載碰撞沖擊下梁式結(jié)構(gòu)設(shè)計與模型制作（參考附件二）模型結(jié)構(gòu)及加載系統(tǒng)組成模型結(jié)構(gòu)及加載系統(tǒng)由三部分組成，第一部分包括梁式結(jié)構(gòu)模型（由參賽者設(shè)計制作）和支撐系統(tǒng)（由組委會提供） ，支撐系統(tǒng)除豎向支撐外還設(shè)置側(cè)向位移限位裝置； 第二部分為梁式結(jié)構(gòu)靜荷載加載系統(tǒng) （由組委會提供）；第三部分為對結(jié)構(gòu)模型施加碰撞沖擊荷載的沖擊擺（由組委會提供） 。模型結(jié)構(gòu)限定條件CD模型全長 1100（+5mm，-3mm）擋塊5A400503m過m150面2001002001002000150超2不平02寬B0加載區(qū) 1加載區(qū) 2加載區(qū) 31載全2加55型4模0擋塊45020

2、0450CD每側(cè)寬度為 045mm ，高度上允許超過加載平面，且高度不限。每側(cè)寬度為 045mm，高度上僅允許超過加載平面, 但不大于 80mm。加載平面，寬度為 2102mm,加載平面為水平面，供豎向靜載加載。加載區(qū)：每個為 200200mm正方形區(qū)域，供豎向靜載加載。圖 1.結(jié)構(gòu)模型水平面投影（單位：mm ）結(jié)構(gòu)模型水平面投影：結(jié)構(gòu)模型水平投影必須控制在如圖1 所示的長1100mm寬 300mm 的矩形區(qū)域內(nèi)。模型長度必須為 1100mm（誤差控制： +5mm，-3mm）；模型寬度為 210300mm，從平面上按寬度分為 3 個部分，中間寬度為 210mm（誤差控制：+2mm，-2mm）部

3、分為模型必須具備部分，其頂面為平面，作為模型的加載平面，滿足豎向靜載加載塊所需，如圖 1 所示；兩側(cè)部分寬度可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，但每側(cè)均不超過45mm，且允許模型結(jié)構(gòu)構(gòu)件在此區(qū)域內(nèi)高度上高出加載平面，其中中段 200mm 長范圍內(nèi)不得超過加載平面 80mm，兩端區(qū)域（各 450mm 45mm 范圍）則不限制超出加載平面的高度，如圖 1、2 所示。上述高度上的限制均為不加載情況下的限制。- 1 -模型全長 1100(+5mm， -3mm)450200450限限不不0度度加載平面8高高090920900支撐頂面 160600支支03座座加載后模型最低限a） A-A 斷面，兩側(cè)超允許超加載平面區(qū)域（兩側(cè)

4、1100mm45mm ）模型全長 1100(+5mm， -3mm)加載平面090920900支撐頂面 160600支支0座座3加載后模型最低限b） B-B 斷面，加載平面（1100mm210mm）區(qū)域圖 2.模型高度尺寸限制縱斷面（單位：mm）模型結(jié)構(gòu)的加載平面高出兩端支撐平面 100mm（+2mm，-2mm），加載平面以下全寬范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)模型尺寸限制在如圖 2 所示范圍內(nèi)，其中最低位置為豎向荷載加載后 （模型發(fā)生豎向變形后）不能超越的最低限。結(jié)構(gòu)模型兩端必須擱置在組委會統(tǒng)一提供的支座平面上。，如圖 1、2 所示。模型結(jié)構(gòu)加載平面上必須能保證水平以擱置豎向靜荷載加載塊。模型結(jié)構(gòu)的輪廓橫斷面如圖

5、3 所示。圖 3 中可移動擋塊可以根據(jù)實際模型寬度移動，擋住模型結(jié)構(gòu)后鎖定；如 C-C 斷面所示，模型豎向加載平面的外輪廓與自然下垂靜止狀態(tài)的沖擊擺錘側(cè)面之間的凈距必須為 45mm，模型外輪廓邊緣不得超過自然下垂靜止狀態(tài)的撞擊錘邊緣線。- 2 -模型全寬 30045210（必備）45模型全寬 300靜止狀態(tài)撞45210（必備）45靜止狀態(tài)限必須 45擊錘邊緣線撞擊錘不0度高加載平面8加載平面00必須 451505支撐頂面1 55支撐橫梁可移動擋塊003加載后模型最低限a） C-C 橫斷面b） D-D 橫斷面圖 3.模型結(jié)構(gòu)輪廓橫斷面（單位：mm ）模型制作材料集成竹：規(guī)格為 1mm 6mm、2

6、mm 3mm、3mm 3mm、3mm 6mm，長度 900mm（每種規(guī)格各 30 根）。集成竹力學(xué)性能指標（參考值） ：密度 0.789g/cm3，順紋抗拉強度150MPa，抗壓強度 65MPa，彈性模量 10GPa。 膠水： 502 膠水（ 8g） 8 瓶 棉臘線：直徑 1 mm（40 米長）。 制作工具：自備（只限尺子、刀具、三角板、砂布、剪刀、手套、橡皮、筆、紙）比賽時，上述材料由組委會統(tǒng)一提供，制作工具由各參賽高校自備。參賽隊員須在組委會指定的地點和規(guī)定時間內(nèi) (8h)獨立完成模型的制作。模型結(jié)構(gòu)加載系統(tǒng)靜載加載系統(tǒng)施加碰撞沖擊荷載前，模型結(jié)構(gòu)必須按圖1 中所示的規(guī)定加載區(qū)域上安放3

7、個加載（重物）塊，如圖 4 所示，加載區(qū) 1 和加載區(qū) 2 位置（圖中宜標明加載區(qū)）的加載塊 G1 和 G2 各為重 4kg 的邊長 200mm 正方形鋼板，加載區(qū) 3 的加載塊 G3 重 7kg(含其上凹面內(nèi)重 300g 的直徑 40mm 的鋼球 )，加載塊與模型接觸的底面為邊長 200mm 的正方形。三個加載塊必須嚴格按圖 4 位置放置。- 3 -1100050000G3500302G1G24205150200100200100200150圖 4.靜載加載系統(tǒng)（俯視圖）（單位 mm ）加載塊 G3 如圖 5 所示。9508102200000705260200圖 5.加載塊 G3 （單位 m

8、m） 沖擊荷載加載系統(tǒng)沖擊荷載加載系統(tǒng)為轉(zhuǎn)動半徑 1200mm 的沖擊擺錘，撞擊中心位置正對模型結(jié)構(gòu)跨中中心線。沖擊擺錘由直徑 20mm 鋼擺桿和擺錘（由 2mm 厚鋼板圍成，高 250mm，寬150mm，長 250mm）的組成，擺錘重量 4.5kg（含擺錘與鋼擺桿之間的固定螺母） ，鋼桿重量 4.0kg，兩者合計重 8.5kg。如圖 6 所示。- 4 -1000400沖擊擺支架90度起擺檔位57搖擺中心00005560度起擺檔位5201366211279008145度起擺檔位30度起擺檔位擺桿05052150004圖 6. 沖擊荷載加載系統(tǒng)擺錘起擺位置設(shè)定 4 個檔位，分別與靜止下垂狀態(tài)呈

9、30、 45、60、90夾角，施加沖擊荷載時，突然拔去該檔位插銷釋放，擺錘下擺撞擊模型形成碰撞沖擊荷載。加載試驗步驟及要求每個隊的全部加載試驗時間 （含現(xiàn)場陳述、 回答問題和模型加載？） 控制在 4min內(nèi)。模型在沖擊荷載加載過程中參賽隊員不能以任何方式觸碰到模型。參賽隊員在加載試驗前 15min 進入賽前準備室提取本隊模型，進行賽前準備。加載試驗開始后，先由 1 名參賽隊代表簡要介紹作品構(gòu)思和創(chuàng)新點，然后回答專家提問。- 5 -其余參賽隊員將模型結(jié)構(gòu)安裝在模型支座上，鎖定側(cè)向限位擋塊；由參賽隊員自行豎向靜荷載加載，最后在 G3 加載塊上放入鋼球；由工作人員檢查側(cè)向限位擋塊鎖定狀況， 檢查豎向

10、靜載加載后模型底部是否超過限定最低位置，檢查沖擊擺錘）自然下垂靜止狀態(tài)邊緣線與模型加載面邊緣之間的控制距離。沖擊荷載加載：由工作人員抬高沖擊擺錘到相應(yīng)檔位，插入限位插銷，加載時，突然拔去插銷釋放，擺錘下擺撞擊模型，使模型產(chǎn)生振動，以檢測模型結(jié)構(gòu)體系抵抗碰撞沖擊荷載的能力。由參賽隊伍加載按以下規(guī)定選擇兩級加載，每次加載前必須保證第三個重物塊內(nèi)鋼球靜止。各級加載起擺位置分別為與靜止下垂狀態(tài)呈 30、45、60、 90夾角四個起擺擋位中選擇，第 2 級起擺位置必須高于第 1 級起擺位置。第一次加載成功后，參賽選手可以選擇放棄第2 級加載。在任一級加載試驗中， 當模型出現(xiàn)以下任一情況， 即視為加載失效

11、， 退出比賽：加載前發(fā)現(xiàn)模型尺寸不符合限定范圍；靜荷載加載后模型底部超越限定最低限位置；加載塊 G3 內(nèi)鋼球滾出加載塊凹面； 專家組判斷認為模型加載失效。2評分規(guī)則根據(jù)理論方案、結(jié)構(gòu)體系、模型制作、陳述與答辯、加載試驗5 個方面進行評分，總分為 100 分，其中前 3 項在加載試驗前評畢并公布。凡不符合競賽要求，或參賽過程中有違規(guī)行為的將不再進行加載試驗，嚴禁出現(xiàn)模型雷同。理論方案 (5 分)根據(jù)方案設(shè)計與理論分析的完整性、合理性、正確性和文本質(zhì)量評分。結(jié)構(gòu)體系 (5 分)根據(jù)結(jié)構(gòu)體系和造型的合理性、創(chuàng)新性和美觀性評分。模型制作 (5 分)根據(jù)模型制作的外觀質(zhì)量和節(jié)點構(gòu)造評分。陳述與答辯 (5 分 )根據(jù)現(xiàn)場陳述和答辯情況評分。- 6 -加載試驗 (80 分)加載試驗滿分為80 分，參賽隊得分 w 可由下式得到：w80 ，sMmax其中， max 為所有參賽并加載成功的模型中的最大值；M 為本模型的質(zhì)量（ g）；s 為本模型沖擊加載成功檔位的成績系數(shù)， 各檔位加載成功的成績系數(shù)為：30檔位 s=2，45檔位 s=3，60檔位 s=4，90檔位 s=5。3理論方案要求內(nèi)容包括：方案設(shè)計摘要、模型照片、主要結(jié)構(gòu)圖、計算書（手算）等。（2）理論方案格式和要求：封面 (格式見附件一 )，第一部分為方案設(shè)計摘要（ 300 字以內(nèi)）；