一、参赛要求
1.本次比赛为2024年省赛预选拔赛,仅限有意愿参加并能全程积极准备省赛的同学报名,若入围后无法参加学院后续训练或备赛活动,将取消获奖资格,奖项和入围名额由后面组递补。
2.组队参加,每队3人,已参赛同学可重复参赛,可跨专业组队(仅限本学院),非毕业班同学均可参加;学院将根据比赛成绩挑选4支队伍入围校赛。
3.本次比赛不设指导教师,可自行寻找学院教师指导;入围队伍将由学院导师团队指导。
二、赛题要求
1.设计一座桥梁模型,并用指定材料制作,结构形式不限,但应凸显力学设计与结构概念,并在满足加载要求的前提下实现最大承重比。
2.桥梁结构净跨度为800mm,桥面加载点到底板顶面距离为250mm,桥下各处净空不小于150mm(支座范围内不设置净空要求),横向宽度不大于350mm。
3.左侧桥墩(近撞击点)使用ST4自攻螺钉固定于底板,每枚螺钉在结构质量结算时增加1g,右侧桥墩与底板不采用任何方式连接,不得在底板开槽或挖孔等增强固定桥墩,底板尺寸为500mm×80mm×15mm(由组委会提供),通过夹具固定于加载台,加载布置详见图1。
4.各杆件可使用502胶粘接,但不得采用指定外的材料加固结构。
5.桥梁结构(包括螺钉)在宽度方向须保持对称。
图1 桥梁结构加载示意图
三、加载过程
1.结构需承受三阶段荷载:
阶段1:在桥面指定区域放置8kg质量块,指定区域宽同桥面宽度,长240mm,位于桥面中心位置,高度与桥面最高点一致,以桥中心轴线对称。
阶段2:保持阶段1荷载,在指定位置承受滚球撞击荷载,撞击方向为沿桥梁宽度方向,撞击位置为右上支座中心,滚球质量560g,下落高度400mm。
阶段3:在阶段1指定区域继续放置22kg质量块,即总质量达到30kg。
2.加载前准备工作及加载过程由队员独立进行,即加载砝码由队员自己放置,加载时间限制在10分钟以内。若时间达到10分钟,每超出1分钟,总分减1分;若时间达到15分钟仍未完成加载,则此时承载质量作为模型最终承载质量。
3.比赛提供与加载区域同尺寸的加载木板,用于放置砝码,桥梁结构需保证能放置该加载木板。
4.质量块规格为1kg和2kg,尺寸见图2,每次加载质量由队员自行决定。
5.完成每阶段加载后,小组成员须一起举手示意,10s内结构完好视为加载通过。
6.若发生结构失效,最终承载质量取上一级加载成功时的承载质量。
图2 砝码尺寸示意图(单位:mm)
7.模型整体垮塌(不含局部变形)、加载节点断裂、主要承力杆件破坏、结构变形过大无法承力或加载砝码掉落视作结构失效,即加载失败。
四、制作材料
1.各组需在报名时告知组委会需要的材料套数,由组委会统一采购,建议每组购买至少3套材料。
2.每套材料包括930mm×2mm×2mm竹杆10根、1250mm×430mm×0.2mm竹皮1片、1250mm×430mm×0.35mm竹皮1片、1250mm×430mm×0.5mm竹皮1片、502胶4瓶、砂纸3张。
3.工具包括:美工刀,剪刀,小型手锯,米尺,锉刀,铅笔等,可自行准备,也可由组委会代购,并在报名时告知组委会。
五、比赛安排
1.赛程安排:11月8日公布赛题,11月9日-15日报名,11月29日领取材料,12月10日上午收取模型,12月10日下午正式加载比赛;
2.每支队伍应在报名时确定队伍名称、队长、所需订购材料和工具数量。
3.收取模型时将对模型尺寸和质量进行测量记录,并抽签决定加载顺序。
4.加载前各组应选派1位代表论述模型设计思路、计算过程、制作工艺、优势特点等。
六、注意事项
1.严格控制模型尺寸,凡超过尺寸限制的模型不得参加比赛。模型制作过程中不提供试加载。
2.模型仅限于使用指定的材料和胶水制作,底板仅作为模型与加载架间连接使用,不得用于增强结构。
3.模型严禁采用非指定材料和连接件(如钉等),模型严禁抄袭他人或由他人代做,一经发现,取消比赛资格。
七、评分标准
比赛总成绩由加载成绩、模型评判成绩、设计论述成绩组成,占比如下:
总成绩=加载成绩*70%+模型评判成绩*20%+设计论述成绩*10%
其中,模型评判成绩由评委基于模型制作水平打分给出,设计论述成绩由评委基于参赛选手陈述和答辩情况打分给出,加载成绩由结构承载质量和模型质量共同确定,具体算法如下:
第一级成功加载得分系数:
第二级成功加载得分系数:
第三级成功加载得分系数:
其中,为某参赛队模型的质量;为所有通过三级加载的模型中的质量最小值,若所有队伍均未通过第三级,则取通过加载级别最多的所有模型中的质量最小值。若某级加载不成功,当级及后续级别加载得分系数均记为0。
第i队的加载得分
八、奖项设置
本次比赛设一、二、三等奖若干,获奖者将获得加盖“常州市力学学会”和“土木建筑工程学院”印章的证书。学院将基于总成绩择优确定校赛人选。
九、其他说明
若比赛过程中发生任何有争议的事项,各队应服从组委会的安排,本赛题未述之处及争议条款之解释权归竞赛组委会。
十、附件
1.附件1:土木建筑工程学院第二届结构创新竞赛报名表.docx
土木建筑工程学院结构创新竞赛组委会
土木建筑工程学院创客中心
常州市力学学会
2023年11月