《中小学创客与社团科技创新制作活动辅导训练系列资料二十三》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中小学创客与社团科技创新制作活动辅导训练系列资料二十三（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中学社团科技创新制作活动辅导训练系列资料二十三主编：他山语A4纸承重结构的设计与制作近年来，随着人类面临的安全防护问题越来越突出，研究设计结构的承载功能，挑战安全极限，自然而然也成了各大、中小学校的创新实践主题，这其中利用A4纸和轻质木条创新设计制作承重结构的比赛活动则最为风靡。相比其它材料，纸与轻质木材料的承载能力相对较弱，通过前面的文章，大家知道，一个物体的承载能力除了与设计制作选择的材料有关以外，还与结构构件的大小形状、构件间的搭建组合方式以及连接方法有关，因此，利用这两种材料，可以很好地甄别评比不同参赛团队的技术素养与设计制作水平。而如何通过结构的创新设计，来提升整个结构的承载极限，也
2、正是这两项活动开展的目标意义之所在。本文将首先对A4纸承重结构的创新设计与制作方法做一些介绍。 1A4纸承重结构的设计 承重结构主要是有柱、梁以及拉杆等三个类别的构件构成。在材料一定的情况下，大家需要做的设计方面的工作主要是进行柱、梁以及拉杆这些构件的大小形状、相互间的组合形状，以及相互间的连接方式的设计。A4纸结构的柱与拉杆主要承受轴向应力作用，杆体承载横截面积越大，承载能力会越强，而柱又主要承受压应力作用，因此，在设计时，柱不应太细。另外，在具体设计时，除了需要考虑轴向应力作用以外，还应考虑柱的抗弯能力。为了提高柱与拉杆的抗弯能力，通常把它们设计成空心管状结构，这样设计一方面是因为在材料和
3、杆体承载横截面积都相同的条件下，空心杆分布在外面的材料比实心杆多，它的抗弯能力要比实心杆强很多；另一方面可以减轻结构自重，在不超过赛题规定的结构的重量条件下，又可提高承重比。当然，这些杆件都是在细而长的情况下才做成空心的，如果杆件既粗且短，空心就没有什么优越性了。梁主要承受载荷压力引起的弯曲应力作用，因此，梁不能设计的太细，梁的长细比越大，越容易弯曲，一般把梁设计成实心圆柱体，这样的梁更具有抗压性。在进行组合形状设计时，应多搭建三角形的造型来加强结构的强度、刚度与稳定性。柱可以采用1根、3根、4根的组合形式。另外不要设计太多的节点，节点是受力最复杂的地方，也是最容易破坏的地方，节点越多，越不好
4、控制。节点连接采用榫接与胶结方式。A4纸承重结构的物化制作承重结构的比赛成绩除了与结构的设计技巧有关外，还与结构的做工是否精细有很大的关系。在整个作品制作中，柱子卷得是否结实整齐，结构组合的平整度、对称性、垂直度、柱子与内壁和上下面的连接情况等都会影响到结构的强度、刚度与稳定性。制作空心柱时，可以将纸条绕在截面为正六边形的铅笔上，绕第一圈时一定要用手压出棱角，每卷一层涂一次胶，涂胶要均匀适量，卷完后用光滑的笔滚出清晰的棱角，挤出多余的胶，及时用热风吹干，以防松脱变形。构件做好后，连接顺序应先搭建好下面柱与拉杆的承重结构，再放置由梁组成的顶面。柱子数量越多，承重量肯定越大，但是，组合不整齐容易偏移、失衡。因此，柱的组合粘结一定要压紧密合，不要留缝隙。3
