赛事介绍

首页/赛事介绍/ 大赛概况

科普实验单元 - 安全保护命题(大学组)

一、考察目标

结构力学、制作工艺、创意及判断性思维、产品设计流程、团队合作、自主学习、临场应变、项目管理、人际沟通。

二、实验背景

桥梁结构倒塌往往造成严重的人员伤亡,这与桥梁结构设计不合理有极大关系。设置桥梁结构科普实验比赛项目,正是为了激发广大学生对这种现象进行深入思考和探索,并通过实践验证自己的想法。

三、命题介绍

利用指定材料,设计并制作一个能够承受移动和冲击荷载的桥梁结构模型,比赛分为初赛、复赛和决赛三个阶段。
初赛:由各校参赛团队自行开展,在模型中间位置加载静荷载(8kg)。
复赛:满车行驶(10kg),顺利通过的选手自重最轻的前2名进入决赛。

四、初赛

a)限制条件
i. 制作材料统一为截面5mm×6mm,3mm×5mm,2mmx4mm、2mmx2mm的桐木条及厚1mm的桐木板。胶水:仅限使用502胶水。
ii. 模型制作的长度应为1200mm+支撑长度(承台间距为1200mm),桥面宽度应为120mm。
iii. 初赛由各校参赛团队自行开展,自制承台,承台间距为1200mm。测试时将模型安置在承台上,在模型的承台中间位置周边100mm范围内加载8kg重物,承重物为可直观目测质量的重物,(如:有质量标识的哑铃、水桶、铁饼等),重物加载必须保持10秒以上。
b)作品提交
i.初赛由各校参赛团队自行开展实验。参赛团队在制作模型及进行承重测试的过程中,应对制作、实验过程进行拍摄,对实验数据进行记录,并完成《初赛作品模板》,实验结束后,将测试视频和《初赛作品模板》上传到大赛官方网站。(下载《初赛作品模板》
ii.《初赛作品模板》须按照要求填写,不可漏填、虚报等。
iii.参赛团队应遵循诚实守信原则,保证所提交内容均来自实验本身,保证数据真实。
c)评判标准
挑战成功结构按由轻至重的顺序排列比赛成绩,自重最轻者成绩在前。

五、复赛

a)限制条件
i. 组委会统一提供的套材包括:
桐木条:截面为5mm×6mm,3mm×5mm,2mmx4mm、2mmx2mm,每根长度1m。
桐木板:每块长1m,厚1mm,宽55mm。
胶水:502胶水若干瓶
雕刻垫:1张
此外,选手可自带辅助制作的非电动工具。
ii.只能使用胶水粘接结构。
iii.模型制作的长度应为1200mm+支撑长度(承台间距为1200mm,端头支撑长度至少20mm),模型桥面通行宽度应为120mm,并保证小车从模型桥面一 端行驶至另一端。小车满载(车物共重10kg)行驶 ,四个轮的间距如下图所示(单位:mm),小车高150mm。模型通过压条固定在加载仪器上,不得使用除压条以外的任何物品辅助安装。

iv.模型须保证能够稳定地放置在加载仪器上,在桥面上可以放置组委会给定的宽120mm的桥面板(如下图所示,单位:mm),并保证小车顺利从桥面板上通过。120mm宽的桥面板沿加载跨度方向无刚度,而在垂直加载跨度方向有足够刚度。

v.加载前应保证模型桥下有一个500mm宽×150mm高的航道净空(保证1.2米全跨范围内保持150mm的净空),加载过程中不作净空要求。
vi.各参赛队必须按照组委会的要求在规定的时间内完成现场制作。
vii.制作时与比赛无关的人员(包括领队、辅导教师)不得进入赛场。
viii.制作时间结束后,所有参赛选手必须服从现场裁判指令,立即停止制作,并将作品提交给现场工作人员,回收剩余木条及木板。
ix.所有结构制作完成并加贴标签后由组委会统一保管存放,比赛开始前任何人不得触碰。
b)比赛说明
i.参赛队伍抽签决定顺序并依次进行比赛,如有意外情况须接受组委会安排。
比赛装置示意图如下(单位mm):

ii. 准备时间5分钟,此时参赛队方可领取结构,领取后不得离开赛场,接受评委对作品的点评,检测参赛装置自重及净空并记录。经评委检测不合格的结构,只允许现场修正。超出准备时间未完成以上任务的队伍,淘汰出局。
iii. 比赛时间10分钟。参赛队统一使用由赛场提供的加载仪器加载。
iv. 选手在工作人员的协助下,将桥梁模型安置在加载仪器上。加载时先使桥的中轴线与加载仪器的中轴线重合,用压条压紧;然后将桥面板轴线对准加载仪器轴线,铺上桥面板。
v. 选手通过牵引绳,自行水平牵引空载小车从加载仪器的一端到达另一端。由于桥面板不平整,故要适当考虑动力作用。加载过程中不允许身体接触到小车及模型。
vi.比赛中当出现下列情况时,挑战失败:
1)模型无法按照设计要求正确安装就位;放置桥面板后,小车无法驶上桥面;
2)因模型的部件障碍、变形过大、整体翘起或模型发生破坏等原因,使得小车不能顺利到达彼岸;
3)因桥面板挠度过大而使小车除车轮外的其他部分与桥面板有明显接触;
4)评审委员会认为失效的其它情况。
vii.比赛完毕后由队长到记分员处签名确认成绩。
c)评判标准
挑战成功结构按由轻至重的顺序排列比赛成绩,自重最轻者获胜。

六、决赛

a)限制条件
i. 组委会统一提供的套材包括:
桐木条:截面为5mm×6mm,3mm×5mm,2mmx4mm、2mmx2mm,每根长度1m。
桐木板:每块长1m,厚1mm,宽55mm。
胶水:502胶水若干瓶
雕刻垫:1张
此外,选手可自带辅助制作的非电动工具。
ii.只能使用胶水粘接结构。
iii.模型制作的长度应为1200mm+支撑长度(承台间距为1200mm,端头支撑长度至少20mm),模型桥面通行宽度应为120mm,并保证小车从模型桥面一端行驶至另一端。小车满车行驶10kg,四个轮的间距如下图所示(单位:mm),车高150mm。模型通过压条固定在加载仪器上,不得使用除压条以外的任何物品辅助安装。

iv.模型须保证能够稳定地放置在加载仪器上,在桥面上可以放置组委会给定的宽120mm的桥面板(如下图所示,单位:mm),并保证小车顺利从桥面板上通过。120mm宽的桥面板沿加载跨度方向无刚度,而在垂直加载跨度方向有足够刚度。桥面板增加三个小坡(高度5mm,固定在桥面板上,坡前沿距离承台分别为300mm,600mm和900mm)。此外为保证行进方向正确,在桥面板上增加了凹槽。
桥面板及小坡示意图如下:

v.加载前应保证模型桥下有一个500mm宽×150mm高的航道净空(保证1.2米全跨范围内保持150mm的净空),加载过程中不作净空要求。
vi.各参赛队必须按照组委会的要求在规定的时间内完成现场制作。
vii.制作时与比赛无关的人员(包括领队、辅导教师)不得进入赛场。
viii.制作时间结束后,所有参赛选手必须服从现场裁判指令,立即停止制作,并将作品交接给现场工作人员,回收剩余木条及木板。
ix.所有结构制作完成并加贴标签后由组委会统一保管存放,比赛开始前任何人不得触碰。
b)比赛说明
i.参赛队伍抽签决定顺序并依次进行比赛,如有意外情况须接受组委会安排。
比赛装置示意图如下(单位mm):

ii.准备时间5分钟,此时参赛队方可领取结构,领取后不得离开赛场,接受评委对作品的点评,检测参赛装置自重及净空并记录。经评委检测不合格或无法按照要求安置在承台上的结构,不允许临时调整作品,直接淘汰出局;超出准备时间未完成以上任务的队伍,可占用比赛时间继续进行作品安置。
iii. 比赛时间10分钟。参赛队统一使用由赛场提供的加载仪器加载。
iv. 选手在工作人员的协助下,将桥梁模型安置在加载仪器上。加载时先使桥的中轴线与加载仪器的中轴线重合,然后将桥面板轴线对准加载仪器轴线铺上桥面板,最后用压条压紧;和复赛不同的是,承台仅有一端设有压条用于固定作品,安置作品时用压条将桥梁模型与桥面板压紧,另一端用水平卡槽卡住桥面板,防止桥梁模型与桥面板横向移动。
v. 选手通过牵引绳,自行水平牵引小车从加载仪器有压条的一端到达另一端。由于桥面板不平整,故要适当考虑动力作用。加载过程中不允许身体接触到小车及模型。
vi.比赛中当出现下列情况时,挑战失败:
1)模型无法按照设计要求正确安装就位;放置桥面板后,小车无法驶上桥面;
2)因模型的部件障碍、变形过大、整体翘起或模型发生破坏等原因,使得小车不能顺利到达彼岸;
3)因桥面板挠度过大而使小车除车轮外的其他部分与桥面板有明显接触;
4)评审委员会认为失效的其它情况。
vii.比赛完毕后由队长到记分员处签名确认成绩。
c)评判标准
挑战成功结构按由轻至重的顺序排列比赛成绩,自重最轻者获胜。

中国数字科技馆微信公众号

中国三星官方微信公众号