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标  题: 结构大赛中过多作品失效的可能原因
发信站: 听涛站 (2001年10月22日08:53:15 星期一), 站内信件

在这次结构大赛决赛中，
很遗憾的，前20组的作品都没有通过15kg小车。
这里有一个数据：第四届比赛所用材料和本届一致，跨度100cm
（过老师在决赛现场所说80cm，应该有误），
承受运动荷载，两端简支桥梁，运动荷载为定重15公斤的小车。
承载力第一名重量169.46g。（以上材料来自http://www.civil.edu.cn/sdc/）
我的印象中该届比赛前20名作品不少重量在200g以内，而且
约一半通过决赛。
本届比赛与第四届比赛的差别仅仅在于加入中间支座，
这次进入决赛的20组作品重量从120g－270g，参照第四届作品的
情况，应该说还是合理的。至于为什么有这么多桥都发生破坏，
部分老师、同学对原因进行分析，可能有几点：

1.支座偏转的问题。在比赛之后对支座以及放置
加载仪器的桌子进行检查，没有发现明显的偏转。

2.小车行走偏转的问题。赛后检查时发现
加载小车车轴不稳，在地面行走时明显
偏离桥的轴线，行走一米大概偏转3－5cm（目测）
（加载时有桥面板对小车行走路线进行约束，
但桥面板横向刚度很小，约束效果甚微）
就是说小车到达彼岸之后可能大部分重量都加
在一侧的结构上。参赛作品中，上承结构宽度为12cm左右，
下承结构宽度为8－12cm左右，3cm就可以引起70－85％的重量
加载在一侧的结构上，这还没有考虑动载引起的其他效应。
而在选手的计算中，一侧结构只
承受50％的重量，（考虑到有一定的安全系数，一般也
一侧结构的强度不超过15kg小车的80％）由于实际荷载过大，强度不够
而发生破坏。另外，不少作品没有足够构件控制整体失稳，
偏心加载引起严重的p-delta效应，加剧了结构的破坏。
实际加载中，超过50％的结构是小车将到达
彼岸发生破坏，而且都是在靠近显示屏幕的一侧发生破坏，
很有可能是因为这个原因。这个请现场加载的同学验证。

关于偏心加载的一个补充：
第六届比赛采取的是偏心加载，偏心2cm，由于参赛作品
设计中考虑了偏心问题，而且有较好的整体稳定控制，
决赛中一半参赛作品能顺利通过，而且重量和第五届比赛
相比没有明显增加。（两届比赛其他条件相同，差异仅在与
第六届为偏心加载）只要在设计中适当考虑偏心问题，
而且有足够的稳定控制，可能不会发生决赛中前20组全军覆没的现象。

关于小车的说明：小车是在第四届比赛时就开始使用，
到本届比赛已经使用了整整四年。赛前仪器负责老师发现
小车车轴有所松动，用结构用胶进行固定。经历了趣味组以及
专业组预赛之后，结构用胶可能已经失去作用。有同学反映
趣味组比赛中结构也多从一侧破坏。

3.湿度比较大，影响结构强度。湿度对乳胶强度有一定影响，
但是应该不能导致所有参赛作品都不通过。

4.现在所用的材料比四年前所用材料承载能力差。
  从材性试验结果来看，两届比赛材料因无明显差别。

从以上各种原因来说，小车车轴的偏转可能是多数桥没有通过
的首因，这个要请组委会的同学加以验证。
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※ 修改:·ads 於 10月22日09:37:43 修改本文·[FROM: 匿名天使的家]
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