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基本信息
- 項目名稱：
- 新型環(huán)保材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、建模、實驗與分析
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 為了增強我們對知識的應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，擴大我們的科學(xué)視野，提高創(chuàng)新設(shè)計能力、綜合科技能力和工程實踐能力，我們應(yīng)用環(huán)保材料（報紙、木條），結(jié)合最優(yōu)設(shè)計理念，設(shè)計并制作結(jié)構(gòu)，使其在靜、動荷載作用下具有足夠的強度、穩(wěn)定性。然后綜合應(yīng)用力學(xué)及相關(guān)專業(yè)知識與相關(guān)商業(yè)軟件進行分析與設(shè)計，并將分析結(jié)果與所得結(jié)論等發(fā)表在國內(nèi)外的核心期刊上。
- 詳細(xì)介紹：
- 為了增強我們對知識的應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，擴大我們的科學(xué)視野，提高創(chuàng)新設(shè)計能力、綜合科技能力和工程實踐能力，我們應(yīng)用環(huán)保材料（報紙、木條），結(jié)合最優(yōu)設(shè)計理念，設(shè)計并制作結(jié)構(gòu)，使其在靜、動荷載作用下具有足夠的強度、穩(wěn)定性。然后綜合應(yīng)用力學(xué)及相關(guān)專業(yè)知識與相關(guān)商業(yè)軟件進行分析與設(shè)計，并將分析結(jié)果與所得結(jié)論等發(fā)表在國內(nèi)外的核心期刊上。 近幾年，越來越多的結(jié)構(gòu)競賽在國內(nèi)外舉行，著眼點也各不相同。與其他競賽的作品相比，我們的作品具有明顯的特點與優(yōu)勢。作品除了在省內(nèi)比賽中成績突出之外，又綜合應(yīng)用力學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識與商業(yè)軟件對作品進行了分析，得出了關(guān)于增強結(jié)構(gòu)強度、提高穩(wěn)定性以及減小節(jié)點應(yīng)力方面的結(jié)論，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)。其反響在國外、國內(nèi)均很大。 創(chuàng)新點： 1.材料創(chuàng)新。 采用報紙，木條等廉價環(huán)保材料，報紙最大厚度為0.1mm，木條最大厚度為5mm，彈性模量為104MPa，抗拉強度為30MPa，比重為0.5。這些材料與磚混材料相比不僅環(huán)保無害，而且價格低廉。在結(jié)構(gòu)設(shè)計與制作過程中，也充分利用材料的特性（如木材的抗拉、抗壓強度差異等），不僅節(jié)省了材料，而且使結(jié)構(gòu)最大程度地承受一定的荷載。 2.結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。 根據(jù)不同的加載類型設(shè)計制作出不同體型的結(jié)構(gòu)，且滿足強度、穩(wěn)定性要求的同時經(jīng)濟指標(biāo)最高。在總體上把握體型，并注意到模型與實際結(jié)構(gòu)的區(qū)別，體系簡潔，傳力路徑清晰。施工工藝上的創(chuàng)新體現(xiàn)在，整體上結(jié)構(gòu)如現(xiàn)澆所得，小巧美觀，注意細(xì)節(jié)、關(guān)鍵部位、節(jié)點的構(gòu)造措施。 3.實驗創(chuàng)新。 競賽涉及的荷載類型為物理靜載與豎向沖擊荷載、水平震動荷載，荷載種類的多樣化可以更加真實地模擬結(jié)構(gòu)在實際過程中的各種承壓情況。作品“桃園結(jié)義”重量為27g，承受靜荷載重量為150N，承受的沖擊荷載重量為30N。作品“金三角”重量為40g，柱頂靜載重為100N，動載平臺的振動特性為振幅10mm，頻率為2Hz，動載持續(xù)時間：20s。所有實驗裝置均為申報者與合作成員自制，且應(yīng)用效果良好。 4.分析創(chuàng)新。我們在連續(xù)三屆參加山東省結(jié)構(gòu)競賽的基礎(chǔ)上，將三屆結(jié)構(gòu)競賽的作品進行了總結(jié)與分析，深入探討作品中所蘊含的力學(xué)原理，在結(jié)合所學(xué)知識的基礎(chǔ)上應(yīng)用大型軟件及自編程序進行建模、對比、分析，并將所得結(jié)論先后發(fā)表在國內(nèi)外重要核心期刊上。理論成果突出，在國內(nèi)外高校均有廣泛的推廣價值，對相關(guān)學(xué)科競賽具有很好的借鑒作用。對結(jié)構(gòu)、局部、整體、節(jié)點的理論分析，成果分別發(fā)表在國外EI、SCI源刊，國際學(xué)術(shù)會議ISTP，在國內(nèi)核心期刊等，收錄、反響大。 獲得獎勵與發(fā)表論文： 1.山東省高校第一屆結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽二、三等獎；山東省高校第二屆結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽三等獎。 2.山東省高校第三屆結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽一等獎（另獲最佳選型與制作獎、最佳結(jié)構(gòu)分析獎等全部7個單項獎） 3.論文發(fā)表： 1）EI、SCI收錄文章一篇。 2）EI、ISTP收錄文章四篇。 3）《力學(xué)與實踐》（核心期刊）發(fā)表教學(xué)研究論文一篇。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：為了增強我們對知識的應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，擴大我們的科學(xué)視野，提高創(chuàng)新設(shè)計能力、綜合科技能力和工程實踐能力。也為了增強團隊的共同協(xié)作能力與合作精神。 思路：應(yīng)用環(huán)保材料（報紙、木條），結(jié)合最優(yōu)設(shè)計理念，設(shè)計并制作結(jié)構(gòu)，使其在靜、動荷載作用下具有足夠的強度、穩(wěn)定性。并綜合應(yīng)用力學(xué)及相關(guān)專業(yè)知識與相關(guān)商業(yè)軟件進行分析與設(shè)計。 創(chuàng)新點： 1.材料創(chuàng)新。 采用報紙，木條等廉價環(huán)保材料，報紙最大厚度為0.1mm，木條最大厚度為5mm，彈性模量為104MPa，抗拉強度為30MPa，比重為0.5。2.結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。 根據(jù)不同的加載類型設(shè)計制作出不同體型的結(jié)構(gòu)，且滿足強度、穩(wěn)定性要求的同時經(jīng)濟指標(biāo)最高。 3.實驗創(chuàng)新。 競賽涉及的荷載類型為物理靜載與豎向沖擊荷載、水平震動荷載，荷載種類的多樣化可以更加真實地模擬結(jié)構(gòu)在實際過程中的各種承壓情況。作品“桃園結(jié)義”重量為27g，承受靜荷載重量為150N，承受的沖擊荷載重量為30N。作品“金三角”重量為40g，柱頂靜載重為100N，動載平臺的振動特性為振幅10mm，頻率為2Hz，動載持續(xù)時間：20s。所有實驗裝置均為申報者與合作成員自制，且應(yīng)用效果良好。 4.分析創(chuàng)新。我們在連續(xù)三屆參加山東省結(jié)構(gòu)競賽的基礎(chǔ)上，將三屆結(jié)構(gòu)競賽的作品進行了總結(jié)與分析，深入探討作品中所蘊含的力學(xué)原理，在結(jié)合所學(xué)知識的基礎(chǔ)上應(yīng)用大型軟件及自編程序進行建模、對比、分析，并將所得結(jié)論先后發(fā)表在國內(nèi)外重要核心期刊上。
科學(xué)性、先進性
- 近幾年，越來越多的結(jié)構(gòu)競賽在國內(nèi)外舉行，著眼點也各不相同。與其他競賽的作品相比，我們的作品具有明顯的特點與優(yōu)勢。作品除了在省內(nèi)比賽中成績突出之外，又綜合應(yīng)用力學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識與商業(yè)軟件對作品進行了分析，得出了關(guān)于增強結(jié)構(gòu)強度、提高穩(wěn)定性以及減小節(jié)點應(yīng)力方面的結(jié)論，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)。其反響在國外、國內(nèi)均很大。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1.山東省高校第一屆結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽二、三等獎；山東省高校第二屆結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽三等獎。 2.山東省高校第三屆結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽一等獎（另獲最佳選型與制作獎、最佳結(jié)構(gòu)分析獎等全部7個單項獎） 3.論文發(fā)表： 1）EI、SCI收錄文章一篇。 2）EI、ISTP收錄文章四篇。 3）《力學(xué)與實踐》（核心期刊）發(fā)表教學(xué)研究論文一篇。
作品所處階段
- 實驗室研發(fā)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點：近幾年，越來越多的結(jié)構(gòu)競賽在國內(nèi)外舉行，著眼點也各不相同。與其他競賽的作品相比，我們的作品具有明顯的特點與優(yōu)勢。我們應(yīng)用環(huán)保材料（報紙、木條）與最優(yōu)設(shè)計理念，設(shè)計并制作的結(jié)構(gòu)，在靜、動荷載作用下既具有足夠的強度、穩(wěn)定性，又使綜合經(jīng)濟指標(biāo)最高達到了綜合應(yīng)用力學(xué)及相關(guān)專業(yè)知識與相關(guān)商業(yè)軟件進行分析與設(shè)計的目的，在國內(nèi)、外高校反響大。 適用范圍：作品除了在省內(nèi)比賽中成績突出之外，又綜合應(yīng)用力學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識與商業(yè)軟件對作品進行了分析，得出了關(guān)于增強結(jié)構(gòu)強度、提高穩(wěn)定性以及減小節(jié)點應(yīng)力方面的結(jié)論，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)。 市場分析與經(jīng)濟預(yù)測：隨著我國人民生活水平的提高，輕型木結(jié)構(gòu)建筑也進入了中國市場，越來越多的房產(chǎn)開發(fā)商、設(shè)計公司、施工單位及普通消費者對木結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)生了濃厚的興趣。我們的作品正是在這一趨勢的啟發(fā)下，采用報紙，木條等廉價環(huán)保材料進行設(shè)計與制作，不僅環(huán)保無害，而且價格低廉，具有很好的市場前景與經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 近幾年，越來越多的結(jié)構(gòu)競賽在國內(nèi)外舉行，著眼點也各不相同。但僅限于實物競賽，沒有相關(guān)理論發(fā)表成果。與其他競賽的作品相比，我們的作品具有明顯的特點與優(yōu)勢。我們綜合應(yīng)用力學(xué)及相關(guān)專業(yè)知識與相關(guān)商業(yè)軟件進行分析與設(shè)計，并將分析結(jié)果與所得結(jié)論等發(fā)表在國內(nèi)外的核心期刊上。
