结构模型设计方案示例
机翼结构设计方案及强度计算
机翼结构设计方案及强度计算模型一设计思路：根据设计要求，机翼全长4m,翼弦长1m，前后两根梁。
于是利用abaqus软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。
图1 单只机翼模型然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺3层复合材料，考虑到机翼的工况采用[45/0/-45]铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图2所示。
中间夹心材料采用PMI泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。
夹心材料厚度初步拟定为5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。
表1 机翼的材料参数图2 机翼的蒙皮夹心铺层结构考虑到梁是主要的承力部件，采用[-45/0/45/90]s铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图3所示。
图3 梁的铺层结构利用abaqus模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加载Y方向的升力，分布如图5所示。
图4 机翼的固定端约束图5 机翼的载荷分布模型一的计算结果：梁每层复合材料的应力云图图6 梁每层复合材料的应力云图梁的计算结果分析：从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。
对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加0°的复合材料层数。
靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。
机翼每层复合材料的应力云图：图7 机翼每层复合材料的应力云图（1-5层）图7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7层）图8 机翼的变形云图计算结果总体分析：表2 模型一的计算结果部件材料最大应力最大剪应力梁、肋单向带复材454.8MPa9.872Mpa蒙皮单向带复材315.4MPa15.1 Mpa蒙皮PMI泡沫0.278MPa0.0175 MPa 单向带复材的拉伸强度为1541MPa，PMI泡沫的拉伸强度为1.6MPa单向带复材的剪切强度为60MPa，PMI泡沫的剪切强度为0.8MPa从表中可以得出，模型的强度在材料的许用强度范围内，该设计符合强度要求。
结构模型设计
2、塑料（热固性塑料、有机玻璃环氧树脂） 优点：强度高、弹性模量低，加工容易。 缺点：徐变较大，弹性模量受温度变化 的影响大，泊松比比金属和混凝土高，导热 性差。 因加工容易，固大量用来制作板材、壳、 框架、剪力墙及其形状复杂的结构模型。
3、石膏 优点：加工容易，成本低，泊松比与 混凝土接近，弹性模量可以改变。 缺点：抗拉强度低，要获得均匀和准 确的弹性模量较困难。 石膏广泛用来制作弹性模型，也可大 致模拟混凝土的塑性工作。配筋的石膏模 型常用来模拟钢筋混凝土板壳的破坏。
ห้องสมุดไป่ตู้
4）模型构造设计。 5）绘制模型施工图。 2.4.2结构静力模型设计 在工程中许多结构是静力相似问题，与其 有关的主要有： 1.结构几何尺寸 2.静荷载 3.结构产生的效应 4.材料性能
2.3.4结构动力模型设计
2.5模型材料与模型制作
2.5.1模型材料 模型材料力求与原型材料一致。还应与 弹性模型和强度模型相匹配、相一致。 1.弹性模型材料 常用在钢筋（或型钢）混凝土结构、砌 体结构的设计过程，用以验证新型结构的设计 计算方法是否正确或为设计计算提供某些参数。
2.1.2相似模型 相似模型要求有全面严格的相似条件，其中 有三个基本条件必须满足，分别是： 1.几何相似 2.力学相似 3.材料相似 另有几方面的相似条件是上述三点的细 分，对此作一般了解。
模型试验与足尺原型试验相比有以下特
点： • 经济性好 • 数据准确 • 针对性强 • 可在实验室内进行 由于以上特点模型试验广泛用于验证和 发展结构设计理论，检验计算分析结果的 准确性。
2.砌体结构模型 重点注意砌筑质量（灰缝状况），砂浆 强度、粘结力尽可能与原型一致。 3.金属结构模型 金属结构模型制作关键是连接方式（焊接、 螺铨、铆接）。用铁皮或薄板制作时，对 焊接工艺要满足要求。对铝合金材料不易 焊接时，可采用铆接，但不适应动力结构 模型。
悬臂结构设计
1设计说明书1.1设计构思构思是设计的灵魂。
要将模型设计为悬臂结构，考虑模型制作的白卡纸力学性能，借用“塔吊”的思想对我们的设计进行构思，本次模型采用空间桁架结构体系，结构布置简单明了，稳定性好，荷载传递路线清晰，构件受力合理。
充分利用白卡纸抗拉性能好的优点。
1.1.1造型构思（1）材料强度分析纸质杆件的抗弯能力最弱，因此，总的设计思路是尽可能降低荷载产生的弯矩。
由表1，表2可看出白卡纸的主要优点在于它具有较强的抗拉性能；经试验，白卡纸制成的杆件抗压性能也较强。
因此，结构体系的杆件受力应以杆件受拉和受压为主。
表1 230克白卡纸弹性模量名称种类层数弹性模量(MPa) 230克白卡纸1 56.92 148.2表2 230克白卡纸极限应力名称类型层厚(mm)拉应力(N/mm2)压应力(N/mm2)备注230克白卡纸0.3 22.2 7.0受压计算时需考虑长细比对稳定的影响（2）结构功能要求所设计结构模型应能为承载板提供承载平面，承载平面必须在支承平面以上。
模型最低加载荷载不能少于5kg，最大加载荷载不能大于20kg（不包含挂篮系统重量），且必须承载20s；模型竖向或横向最大挠度不大于跨度的1/10。
（3）结构立面形式的选择结构最重要的功能，就是承受其生命全过程中可能出现的各种荷载。
因此，在选择结构立面形式中，为了能满足结构承载能力要求，我们做了以下几个方案分析：图1 立面形式比选方案一、造型简单，但受力不合理。
方案二：传力直接，但质量大，不美观。
方案三、稳定性较好，质量较轻，充分利用纸带很好的抗拉性能，实用性强，但传力略复杂，纸带的张拉难道大。
但经过反复试验和甄选，由构思中得到启发，充分考虑白卡纸的材料性质，以结构功能要求为基本出发点，从多种形式对比中，决定以桁架作基本形式，考虑稳定性等方面的因素，最终选择折弦式桁架作为结构的立面形式。
如图2所示。
图2最终模型（4）构件截面的选择由白卡纸材料性质及结构的功能要求决定了构件宜以受拉、压为主，而白卡纸的受拉性能较好，且拉杆不存在稳定性问题。
《秋千模型结构设计作业设计方案》
《秋千模型结构设计》作业设计方案一、设计背景秋千作为一种常见的孩子游乐设施，结构简单但功能多样，能够让孩子们在游戏中体验到快乐和刺激。
本次作业设计旨在让学生们通过设计一个秋千模型的结构，锻炼他们的动手能力和创造力，同时培养他们的团队合作认识。
二、设计目标1. 学生能够了解秋千的基本结构和工作原理；2. 学生能够通过实际操作，设计并制作一个符合要求的秋千模型结构；3. 学生能够在团队合作中，有效地分工合作，完成作业设计任务。
三、设计内容1. 学生将分成若干小组，每组4-5人，共同设计一个秋千模型结构；2. 每个小组需要完成以下任务：a. 设计秋千的支架结构，包括立柱和横梁的设计；b. 设计秋千的座椅结构，包括座椅的形状和材料选择；c. 设计秋千的悬挂绳索结构，确保安全可靠；d. 制作秋千模型，演示其应用效果。
四、设计步骤1. 分组讨论：学生根据自己的兴趣和能力，自行组建小组，并确定每个小组成员的任务分工；2. 钻研秋千结构：学生通过查阅资料和实地考察，了解秋千的基本结构和工作原理；3. 设计秋千结构：每个小组根据所分配的任务，进行秋千结构的设计，包括支架、座椅和悬挂绳索的设计；4. 制作秋千模型：小组成员根据设计稿，应用合适的材料和工具，制作秋千模型，并进行调试和改进；5. 展示效果：每个小组在规守时间内完成秋千模型的制作，并进行展示，让其他同砚和老师评判和点评。
五、评判标准1. 设计创意：秋千模型结构设计是否新颖、奇特；2. 结构稳定：秋千模型结构是否稳定可靠，能够承受一定的重量；3. 制作工艺：秋千模型制作工艺是否精细，符合设计要求；4. 应用效果：秋千模型应用效果如何，是否符合预期。
六、总结与展望通过本次作业设计，学生们能够了解秋千的结构和工作原理，锻炼他们的动手能力和创造力，同时培养他们的团队合作认识。
希望学生们在设计和制作过程中，能够发挥自己的想象力和创造力，设计出符合要求的秋千模型结构。
第十章-结构优化例子-机械
( D , h ) y ——为起作用约束
D * 6 .43 cm
h* 76 cm
m*=8.47kg
五. 讨论
若将许用应力
（虚线—强度曲线） * * T T 解析法得到: x1 [ D , h ] [3 .84 cm ,76 cm ]
y由420提高到703Mpa，可行域变化
——等值线与强度曲 线的交点，但不是最 优解 （不满足稳定约 束条件） 实际最优点 x1* [ D * , h * ]T
[ 4.75cm,513cm ] （两约束交点处） * m1 5.45 kg
（过x1点的等值线）
T
最优点的三种情况
1. 最优点的等值线在可行域内中心点 ——约束不起作用（无约束问题） 2．最优点在可行域边界与等值线切点处 ——一个起作用约束 3．多个约束交点处 ——多个起作用约束
x2 1
x3 1
x2 x3 6
x2 x3 4
最终得到最优方案: x 4.1286
* 2 * x3 2.3325
f * 0.0156
二. 薄板包装箱的优化设计
设计一个体积为5m3的薄板包装箱，如图所示，其中 一边的长度不小于 4m,要求使薄板材料消耗最少，试确 定包装箱的尺寸参数，即确定包装箱的长、宽和高。
曲柄摇杆机构的优化数学模型
x x2
minT
x3 R 2
f ( x) f ( x2 , x3 ) ( i ji ) 2
i 0
s
i 0,1, 2......s
s.t.
x x 2x2 x3 cos135 36 0
2 2 2 3
2 2 x2 x3 2x2 x3 cos 45 16 0
塔结构模型设计与制作方案设计
2010 七纸塔结构模型设计与制作方案设计书土木0702班2010/5/21七纸塔结构模型设计与制作方案设计学院:建筑工程学院班级:土木0702班学生姓名：胡永波，李娉，沈淑含，张涛，戴霞霞，石金和，陈小龙指导老师：张宁远一、方案设计摘要：此荷载模型主体采用直立式塔架结构。
结构主体由刚度较大的抗弯构件,（称刚性结构）和蒙皮结构构成，并附以片状物（称连接构件）用以减少结构变形，保证结构刚度要求；通过对刚性构件施加竖向荷载，并且有蒙皮、撑杆、和使互相连接的构件成为具有整体刚度的结构，荷载主要由撑杆和交叉连接构件传给支座。
由于综合应用了刚性构件抗弯抗压刚度高，从而直立式塔结构可以做到结构自重相对较轻，体系的刚度和形状稳定性相对较好，承受荷载的能力比较强等特点。
整个模型主体由四根较长刚性较好的竖直杆件，两根短刚性竖直杆构件和数条斜向交叉受拉构件连接而成。
该模型充分体现了“轻巧、实用“的时代趋势，且结构严谨，材料得到充分的利用，较好地实现了承载能力合理发挥，草料消耗恰到好处的结构设计原则。
二、主要内容：1、主要结构图：2、结构设计方案说明整个模型加载时，主要由四根长柱和两根短柱作为承重和抗弯构件。
由于整个构件之间都是用白乳胶连接而成，所以我们将所有节点都处理成刚点。
模型在加载荷载时，因自重荷载相比外荷载很小，故为计算简便忽略其自重的影响。
根据竞赛要求，对于我们的模型计算时我们按最危险的状态，即满荷载的状态下分析模型的受力和变形状况。
经综合考虑，本结构采用下部六棱柱，上部四棱柱的空间桁架结构，主杆（竖杆）、斜向杆和蒙皮组成，加载点由四根主杆支撑。
整个结构整体抗弯刚度好、自重轻、结构构件受力明确。
四根主杆主要承受竖向荷载产生的轴力，以及倾覆弯矩产生的轴力；斜杆承受弯曲变形产生的形变拉力，并传递给主杆和支座；蒙皮主要给主杆提供侧向支撑，以保证主杆受压时的侧向稳定性。
整体结构方案见图。
这种结构既适合承重有适合承受水平荷载。
局部有序结构模型单元教学设计方案.
单元教学设计方案
单元名称
任务2:局部有序结构模型
单元学时
45min
学习內容分析
知识点：（1）局部有序结构模型的研究。
（2）局部有序结构模型的观点。
（3）有序结构模型的事实支持。
技能点：能根据局部有序结构模型观点判断聚合物的性能。
重点：局部有序结构模型观点。
难点：局部有序结构模型观点。
10
2
项目引导
（1）局部有序结构模型的观点。
（2）有序结构模型的事实支持。
通过教学案例、图片引导学生学习
图片、教材及参考资料
网络资源
PPT课件
听课、查阅相关资料
20
3
能力训练
剖析几种典型的高聚物的结构
讨论、引导
教材及参考资料
网络资源
PPT课件
讨论
104ຫໍສະໝຸດ 归纳总结（1）局部有序结构模型的观点。
（2）有序结构模型的事实支持。
教学策略
分析高分子的非晶局部有序结构模型及事实支持。
学习成果
课后作业
学习评价
学习态度(出勤、学习表现)60%；学习作业40%。
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配(min)
1
内容引入
局部有序结构模型的研究。
讨论
PPT、图片、教材及参考资料
网络资源
查阅相关资料、讨论水存在三态的原因
教师讲授
PPT
听课
5
结构设计参赛作品塔吊结构模型设计方案
结构设计参赛作品塔吊结构模型设计方案一晃就是十年，我一直在和各种方案打交道，今天要写的这个塔吊结构模型设计方案，说实话，心里有点小激动。
咱们就直接进入主题吧。
是设计理念。
塔吊，作为建筑工地的灵魂，它的稳定性、安全性和效率性是至关重要的。
我的设计理念就是“简约而不简单”，力求在保证功能性的同时，兼顾美观和实用性。
1.结构设计（1）整体结构（2）支撑结构支撑结构采用两组三角形支撑，分别位于塔身两侧，形成稳定的受力体系。
三角形支撑可以有效分散风力，提高塔吊的稳定性。
2.功能设计（1）起升机构起升机构采用先进的电动葫芦，具有起升速度快、稳定性好、噪音低等优点。
同时，配备紧急制动装置，确保在突发情况下能够及时停止。
（2）回转机构回转机构采用伺服电机驱动，实现360°无死角旋转，满足各种施工需求。
（3）变幅机构变幅机构采用液压驱动，实现吊臂伸缩自如，满足不同高度和距离的施工需求。
（4）行走机构行走机构采用四轮驱动，实现塔吊在工地内的自由移动，提高施工效率。
3.安全设计（1）防倾覆装置在塔吊底部设置防倾覆装置，当塔吊受到不均匀力时，能够自动调整重心，防止倾覆。
（2）限位装置在塔吊的关键部位设置限位装置，确保塔吊在运行过程中不会超出安全范围。
（3）紧急停止按钮在操作平台上设置紧急停止按钮，一旦发生危险情况，操作人员可以立即按下按钮，停止塔吊运行。
4.美观设计在保证功能性的前提下，我对塔吊的外观进行了美化设计。
整体造型简洁大方，线条流畅，具有较强的视觉冲击力。
颜色采用银灰色，低调而不失高贵。
5.施工方案（1）现场勘察在施工前，对现场进行详细勘察，了解地形地貌、环境因素等，为塔吊的安装和运行提供准确数据。
（2）安装调试根据现场情况，制定合理的安装方案，确保塔吊安装到位。
安装完成后，进行调试，确保各部分正常运行。
（3）施工过程（4）拆卸回收施工完成后，对塔吊进行拆卸，回收利用，减少资源浪费。
十年磨一剑，我相信这个塔吊结构模型设计方案能够经受住市场的检验。
H为企业架构设计方法及实例
3.1.1 企业级价值流示例
1
客户划分
价值主张
价值流阶段
2
3
我是谁？我服务谁？
定义从需求到满足的起点和终点
服务对象真正的需求是什么，什么能够满足需求
识别价值传递的关键活动阶段
XXXX电网公司利益相关者：政府（监管部门）、个人用户、企业用户、售电公司、数据使用者、资产租赁者、、用户/政府
业务流程协作矩阵
数据资产目录数据源清单数据字典表
概念数据模型逻辑数据模型数据流图
应用系统模块清单功能项清单功能子项清单功能项分布清单应用集成清单应用服务目录
应用架构图应用集成图
业务/应用矩阵角色/功能矩阵
技术组件清单技术服务清单技术平台清单
技术组件技术服务技术平台部署节点
注：红色为本次新增制品
XXX企业架构制品清单当前共35个，本次设计新增14个
XX年公司完成企业架构（EA）基线版并发布，架构成果包括业务架构、应用架构、数据架构以及技术架构。
企业架构总体框架
企业架构是一项非常复杂的系统性工程。公司在充分继承原有架构方法基础上，博采众家之长，融合基于职能的业务能力分析、与基于价值的端到端流程分析，将”传统架构设计(TOGAF)”与“领域驱动(DDD)”方法相结合，形成了符合公司数字化转型发展要求的新版企业架构总体框架(CSG-EAF 2.0)，对可能遇到的问题进行统筹考虑，避免“走弯路”、“走回头路”情况。
企业架构内容框架
描述企业架构所关注的元素、元素之间的关系以及展现方式，包括元模型和视图两部分内容
TOGAF
企业架构设计方法
描述企业架构设计的步骤，各步的输入和输出，设计过程中重要考量点，包括总体架构设计方法和系统架构设计方法。
solidworks2019结构构件建模案例
solidworks2019结构构件建模案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：SolidWorks是一款专业的三维CAD软件，被广泛应用于工程和设计领域。
在SolidWorks2019版本中，结构构件建模是其中一个重要的功能模块。
通过结构构件建模，用户可以快速而精确地创建各种复杂的工程构件，为工程设计提供有效的支持。
本文将介绍SolidWorks2019中的结构构件建模案例，以帮助读者更好地了解这一功能的具体应用和优势。
一、结构构件建模的基本原理在SolidWorks中，结构构件建模是基于特定形状的实体构件，通过对这些构件进行组合、操作和加工，实现需要的整体构件的建立。
结构构件建模的核心是实体建模，用户可以通过实体建模工具在三维空间内创建各种形状和对应的实体构件。
在SolidWorks2019中，用户可以利用各种建模命令和功能，如拉伸、旋转、合并、切割等，来创建和修改结构构件，满足不同的设计需求。
1. 创建基本几何体：通过SolidWorks2019中的各种基本几何体建模命令，用户可以快速地创建各种形状的实体构件，如立方体、圆柱体、锥体等。
这些基本几何体构件可以作为复杂结构构件的基础部件，通过组合和对齐等操作，实现整体构件的设计和建立。
2. 利用特征建模命令：SolidWorks2019提供了丰富的特征建模命令，如拉伸、扫掠、旋转、倒角、填充、半径等，用户可以通过这些命令对实体构件进行精细化建模和设计。
用户可以利用扫掠命令创建各种复杂的几何形状，通过倒角和填充命令对构件的边缘进行修饰，增强其外观和功能。
3. 进行实体操作和剖切处理：利用SolidWorks2019中的实体操作命令和剖切处理功能，用户可以对实体构件进行复杂的组合和剖面设计。
用户可以利用实体操作命令进行实体的合并、旋转、镜像等操作，实现构件的组合和装配；通过剖切处理功能，用户可以将实体构件按照指定平面或曲面进行截面，展示其内部结构和细节。
结构模型设计方案示例
湖南省“路桥杯”大学生结构模型创作竞赛中南大学参赛设计方案说明书作品名称剑桥学校名称中南大学学生姓名专业班级学生姓名专业班级学生姓名专业班级指导教师联系电话二○○六年七月十四日目录摘要....................................................................... 错误!未指定书签。
1 设计说明书........................................................... 错误!未指定书签。
1.1 概述............................................................. 错误!未指定书签。
1.2 方案简介..................................................... 错误!未指定书签。
1.3 结构模型及方案特点 ................................ 错误!未指定书签。
1.4 应用前景..................................................... 错误!未指定书签。
1.5 施工流程: .................................................. 错误!未指定书签。
1.6 施工要点: .................................................. 错误!未指定书签。
2 结构方案图............................................................. 错误!未指定书签。
2.1结构效果图 ................................................... 错误!未指定书签。
结构设计参赛作品-塔吊结构模型设计方案
参赛作品塔吊结构模型设计理论方案目录目录 (2)1．设计说明书 (3)1.1方案构思 (3)1.2结构选型 (3)2.材料性能与制作经验 (4)2.1 材料力学性能指标 (4)2.2 制作经验 (4)3．计算书 (5)3.1 计算模型整体效果图 (5)3.2 结构计算假定和各个单元物理参数 (5)计算假定 (5)3.3 构件截面尺寸 (5)3. 3 结构计算简 (6)4. 结语 (10)1．设计说明书本塔吊以纸和线为材料，充分利用线的弹性作用。
而现代结构讲究结构与建筑美学相适应，在满足结构功能的同时体现建筑美，同时也传递一种精神，一种理念。
这是本作品设计的源泉，打破传统塔吊的结构型式，具有极强的视觉冲击与震撼，体现了力与美的完美结合。
以创新为支点，撑起未来的希望。
1.1方案构思形象是结构内在品质物化的外在形态，是表现结构内涵和个性的形式和语言系统。
为使我们的结构能给人留下特别的印象，考虑从各种技术手段上来表现结构形象。
我们的结构采用上面一个三三角形，作为一个支撑单元，撑起整体。
塔身共有4根主承重杆件，塔顶有3根主选柱子作为首要支撑，整个结构外观简洁、新颖，赋予塔吊以生气。
1.2结构选型初步设计时仔细的考虑了传统结构形式和材料用量，得出初步的方案采用以竖杆为主要承重杆件承受竖向荷载，辅以截面较小的斜向和水平支撑来承受水平荷载。
整体是一个近似实体塔吊的结构，本着大赛的宗旨，创新，我们将塔吊的吊臂结构制作成两部分，一个支点撑起整个吊臂，两个部分相互承载，将杆件的能力发挥的最大，主杆件连接多用三角形，三角形稳定，连接时保证a、b、c 三点在一条直线，防止加载时偏心。
拉力大的地方用纸带。
我们的连接点都是刚结点，超静定模型比较稳固。
下面支座主杆件之间用撑杆件连接，整体连接有几个优点：（1）杆作为支撑杆可以有效增加结构抗扭刚度，减小结构水平位移。
（2）外形简洁大方。
（3）杆件的数量明显减少，节点加工方便。
（4）从整体看结构比较对称，简单稳定。
行走机构模型设计方案
行走机构模型设计方案行走机构是机器人最基本的动力传输组件之一，其设计方案需要考虑机械结构、动力传输和控制系统等因素。
下面是一个行走机构模型的设计方案，包括机构结构、动力传输和控制系统。
机构结构：行走机构的机构结构可以采用六足机器人的设计，六足机器人由六个腿组成，每个腿包括几个连杆和关节。
连杆由附着在关节上的电机驱动，通过关节的运动实现腿部的伸缩和转动。
整个机构结构应该具备足够的承重能力和稳定性。
动力传输：行走机构的动力传输可以采用电机驱动的方式，每个腿部都需要一个电机来驱动其运动。
这些电机应该具备足够的扭矩和转速，以便使机器人能够行走在不同的地形上。
电机的控制可以采用脉冲宽度调制（PWM）技术，通过改变电机转速和方向来控制腿部的运动。
控制系统：行走机构的控制系统可以采用嵌入式控制器来实现。
嵌入式控制器可以通过传感器获取机器人的姿态信息和环境信息，然后根据这些信息来控制电机的运动。
控制系统应该具备实时性和稳定性，能够快速响应环境变化和机器人姿态的变化。
此外，还可以加入自动避障算法，使机器人能够自动避开障碍物。
自动避障算法可以通过激光或超声波传感器来检测周围的障碍物，并根据检测结果来调整机器人的行走路径。
避障算法应该能够高效地计算机器人的最佳行走路径，并能够避开复杂的障碍物。
同时，为了提高机器人的行走效率和稳定性，可以在行走机构中加入一些附加装置，如惯性传感器和阻尼器。
惯性传感器可以感知机器人的姿态和运动状态，并根据需要来调整机器人的行走步态。
阻尼器可以增加机器人的稳定性，减小机器人的震动和抖动。
综上所述，一个完整的行走机构模型设计方案应该考虑机构结构、动力传输和控制系统等因素。
这些设计方案可以根据实际需求进行调整和优化，以提高机器人的行走效率和稳定性。
纸质结构模型设计方案书
.工程训练(2013-2014学年第一学期)题目: 世纪大桥——纸结构模型设计理工学科部:学科部名称班土木112 专业、班级:(学号): 姓名丁声荣指教师: 导专业资料word.世纪大桥理论分析计算书目录一设计说明··1二方案构思及可行性分析··1三模型三面透视图（实物图）·2-3 四主要构件、结点详图主要构件图··4构件细部图··4-6结点详图··6-11五模型荷载分析、力分析及承载能力估算力分析··12荷载分析··12承载能力估算··12-13六实际制作杆件的制作··13结点连接处理··13七加载实验（附组员和模型照片）·13-17八分析与总结··17专业资料word.一设计说明根据工程训练任务书的要求，我们组从模型制作的材料抗压特性、抗拉特性和静力加载形式等方面出发，结合节省材料，经济美观，承载能力强的特点，采世纪大桥用了纸质材料，白乳胶以及热熔胶等材料制作了该模型——在模型结构分析的基础上，我们对以下几种设计方案进行了分析。
1.简支梁。
简支梁受部分均布荷载。
由于构件受弯是非常不利的，因此如果选用简支梁的形式，梁纵截面应选用鱼腹梁的形式。
但制作难度大。
如果梁为几片相同形状的纸粘接加厚而成，则侧面易失稳。
因此不便采用。
2.拱形结构。
拱桥最适于承受均布荷载，但在制作上较费材料。
由于拱桥需要由很密的拱作片拼成，中间加肋，因此桥的自重较大，不便采用。
3.桁架结构。
由弯矩分布可以看出，采用梯形桁架较接近弯矩分布，是合理结构。
由于在要求荷载下，架桥水平方向必有压力，且要承受部分均布荷，是处于局部弯压状态。
要使构件有较良好的压弯性能，必须多用材料，因此考虑通过局部构造措施，将均布荷载转换为两点或多点集中荷载，结构须是对称的。
桥梁结构模型制作设计方案
桥梁结构模型制作设计方案一、桥梁模型制作的目标。
咱为啥要做这个桥梁结构模型呢？首先就是为了好玩儿呗，当然啦，也是为了学习一下桥梁的结构知识。
我们的目标就是做出一个既结实又好看的桥梁模型，就像那些真正的大桥一样，能稳稳地“站”在那儿，承受住各种“压力”。
二、桥梁类型的选择。
1. 经过深思熟虑（其实就是瞎琢磨了一会儿），我决定做一个梁桥模型。
为啥呢？因为梁桥相对简单一些，对于咱们这种新手来说比较好上手。
而且梁桥看起来简洁大方，就像一个低调的实力派。
2. 梁桥的结构特点就是主要靠梁来承受上面的重量，就像一个大力士扛着东西一样。
我们的模型也要把这个特点体现出来。
三、材料准备。
1. 主要材料。
木条：这可是咱桥梁的“骨架”。
就像人的骨头一样，得选那种直直的、结实的木条，最好是那种厚度和宽度都比较均匀的，这样做出来的桥才不会歪歪扭扭。
我打算去附近的手工店或者建材市场找找看。
胶水：这就是把木条粘在一起的“魔法胶水”啦。
不能用那种一粘就掉的劣质胶水，得选粘性强的木工胶。
这样才能保证咱们的桥梁结构稳稳当当的。
纸张：用来做一些装饰或者辅助结构。
比如可以把纸卷成小圆柱，放在桥梁的某些部位，增加它的稳定性。
就像给桥梁穿上了一层“防护服”。
2. 辅助材料。
剪刀：用来裁剪纸张和木条，这就不用多说了吧，一把锋利的剪刀可是必备工具。
尺子：没有尺子怎么能做出笔直的桥梁呢？它就像一个严格的监工，时刻提醒我们要保持尺寸的精准。
四、制作步骤。
1. 设计草图。
先在纸上画出桥梁的大致形状和尺寸。
这个草图不用画得太精美，只要能把自己的想法表达出来就行。
就像画画打草稿一样，大概画出梁桥的梁有多长、多宽，桥墩的位置和形状等等。
我打算把梁画成一个长方形的长条，桥墩呢，就画成简单的方形。
然后根据实际材料的尺寸对草图进行调整。
比如说，如果木条的长度有限，那就得把梁的长度适当缩短一点，可不能让材料不够用啊。
2. 制作桥墩。
按照草图上桥墩的尺寸，用木条搭建出桥墩的框架。
一种单总线结构的模型机设计方案
ｌ ５ ｌ １ ３ ２ ｌ ０９ ８７ ０
及 取数 周期 ， ７ （ ） ９ 为 执行 周 期 ， 每个 机 器 周 （ ）８ （ ） 故 期 划分 为 三 个 节 拍 。 由 于存 在 着 Ｐ ｉ，Ｒ ｎ ＭＡ． Ｃｎ Ｉ ｉ ，
部件 ， 需要 借助运 算 器 计 算从 而 实 现有 效 地 址 的计
算 。在指令 取 到 Ｉ Ｒ中后 ， Ｄ ｏｔ 号 可将 Ｉ ＡＤ Ｒ ｕ 信 Ｒ中 对应 指令格 式地 址码部 分 （ 即偏移 量或位 移量 部分 ，
０ —４位 ） 发送 到总线 。
１ ５ １ １ ３ ２ １ ０９ ８７ ５ ４ ０
Ｄｅ ２ ０ ｃ． ０１
一
种单 总 线 结构 的模 型 机设 计方 案
房 好 帅 刘 立媛 何 志 学
（ 华 航 天 工 业 学 院 计 算 机科 学 与 工程 系 ， 河北 廊 坊 ０５ ０ ） 北 ６ ０ ０
摘
要 ：提 出了一种模型机设计方 案 ，组 成部件 通过单 总线 连接构 成数据 通路 。指令 采用定 长 １ ６位 的固定格
式 ，可支持多种寻址方式。对 于控 制器 的没计 ，时序部件 以最复杂 的指令 的执行过 程为基准 采用同步控 制方式 产生时序信号 ，指令译码 器由基本 门电路构成 ，微操作信号发 生器采用组合逻辑方式实现 。
关 键 词 ：模 型 机 ；单 总线 ；控 制 器 ；微 操 作 信 号 发 生 器 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ２ １ Ｐ０． 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ —７ ３ （０ ０ ０ —０ １ —０ ６ ３ ９ ８２ １ ）６ ０ ４ ３
识别 ， 图 ３所示 。 如 模 型 机共设计 了 ＡＤ ＡＮ Ｌ Ｓ Ｒ、ＭＰ、Ｚ Ｄ、 Ｄ、 Ｄ、 Ｔ Ｊ Ｊ 共计 ５种 指令 ， 功能分别 为 加法 、 、 与 主存 取数 、 主存 存数 、 条 件 转 移 、 件 转 移 ， 作 码 分 别 为 ０ ０ 无 条 操 ０、
如何做建筑力学模型理论方案设计
建筑力学模型理论方案设计一、总则建筑结构是建筑物的骨架，支撑着整个建筑物的重量，保证了建筑物的稳定性和安全性。
建筑力学模型理论方案设计是建筑结构设计的重要组成部分，有助于预测建筑结构在不同力的作用下的变形和破坏情况，为工程师提供有效的设计指导和决策依据。
本文将以某大型建筑结构为例，设计建筑力学模型的理论方案，详细阐述建筑力学模型的概念、建模方法、计算步骤和建模结果等内容。
二、建筑力学模型概述建筑力学模型是对建筑结构的简化和抽象，以一定的理论模型和计算方法来描述建筑物在受力和变形情况下的力学特性。
建筑力学模型的基本原理是建筑结构的支座和约束条件、受力和变形的关系、结构的刚度和强度等因素的综合影响。
建筑结构通常可分为梁、柱、梁柱连接处、框架等组成部分，建筑力学模型的设计将这些部分进行适当的简化和整合，以尽可能准确地反映建筑结构的力学性能。
建筑力学模型的建立是建筑工程设计的重要环节，它直接关系到建筑结构的安全性、经济性和实用性。
建筑力学模型的建立包括了建模对象的选择、建模参数的确定、建模方法的选择以及模型验证等步骤，需要综合考虑建筑结构的结构形式、荷载条件、材料性质和设计要求等因素。
通过建筑力学模型的理论方案设计，可以有效地评估建筑结构的受力和变形情况，为工程师提供设计指导和决策依据。
三、建筑力学模型的建模方法建筑力学模型的建模方法包括了静力模型、动力模型、有限元模型等多种形式，每种建模方法都有其适用的场景和特点。
在实际工程设计中，常常需要根据实际情况选取合适的建模方法，以确保模型的准确性和可靠性。
1. 静力模型静力模型是基于平衡方程和变形关系建立的建筑力学模型，适用于建筑结构受静态荷载作用的情况。
静力模型的基本思想是建筑结构在受力平衡和受力平衡的基础上，通过建立结构内力、节点位移和变形形态等参数的关系，求解结构的受力和变形情况。
静力模型的优点是计算简单、结果直观，适用于一般的建筑结构设计。
但是，静力模型无法考虑结构的动力响应和非线性效应，对结构的非静态荷载响应能力有一定局限性。
机翼结构设计方案及强度计算
机翼结构设计方案及强度计算模型一设计思路：根据设计要求，机翼全长4m,翼弦长1m，前后两根梁。
于是利用abaqus软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。
图1 单只机翼模型然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺3层复合材料，考虑到机翼的工况采用[45/0/-45]铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图2所示。
中间夹心材料采用PMI泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。
夹心材料厚度初步拟定为5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。
表1 机翼的材料参数图2 机翼的蒙皮夹心铺层结构考虑到梁是主要的承力部件，采用[-45/0/45/90]s铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图3所示。
图3 梁的铺层结构利用abaqus模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加载Y方向的升力，分布如图5所示。
图4 机翼的固定端约束图5 机翼的载荷分布模型一的计算结果：梁每层复合材料的应力云图图6 梁每层复合材料的应力云图梁的计算结果分析：从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。
对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加0°的复合材料层数。
靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。
机翼每层复合材料的应力云图：图7 机翼每层复合材料的应力云图（1-5层）图7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7层）图8 机翼的变形云图计算结果总体分析：表2 模型一的计算结果部件材料最大应力最大剪应力梁、肋单向带复材454.8MPa9.872Mpa蒙皮单向带复材315.4MPa15.1 Mpa蒙皮PMI泡沫0.278MPa0.0175 MPa 单向带复材的拉伸强度为1541MPa，PMI泡沫的拉伸强度为1.6MPa单向带复材的剪切强度为60MPa，PMI泡沫的剪切强度为0.8MPa从表中可以得出，模型的强度在材料的许用强度范围内，该设计符合强度要求。
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湖南省“路桥杯”大学生结构模型创作竞赛
中南大学
参赛设计方案说明书
作品名称剑桥
学校名称中南大学
学生姓名专业班级
学生姓名专业班级
学生姓名专业班级
指导教师
联系电话
二○○六年七月十四日
目录
摘要 (2)
1 设计说明书 (3)
1.1 概述 (3)
1.2 方案简介 (3)
1.3 结构模型及方案特点 (4)
1.4 应用前景 (5)
1.5 施工流程: (5)
1.6 施工要点: (5)
2 结构方案图 (6)
2.1结构效果图 (6)
2.2结构俯视图 (6)
3 设计计算书 (7)
3.1结构计算模型 (7)
3.2结构强度计算 (8)
3.2.1 拱肋强度计算 (8)
3.2.2 拉杆强度计算 (9)
3.3 结构稳定分析 (9)
参考文献 (10)
摘要
本文根据湖南省“路桥杯”土木建筑类大学生结构模型创作竞赛规程和使用材料的特点要求，结合现代桥梁结构的特点，借鉴细杆拱桥结构设计概念构思了本结构模型。
在造型上，空间上主要采用三角形、梯形等几何元素，注重结构的整体性。
在结构设计方面，充分根据木材的力学性能，主要受力构件采用格构式组合构件，利用斜向支撑增加结构空间作用，提高抗侧能力。
并通过采用ANSYS有限元软件的空间分析，根据构件的受力情况沿杆件变化，采用了变截面的杆件，充分的利用材料，经过ANSYS 的计算表明，结构在设计荷载作用下，均能满足强度、刚度、稳定性要求。
关键词：结构模型、设计大赛、模型制作
1 设计说明书
1.1 概述
对于结构模型，稳定性起着控制作用，包括整体稳定性和局部稳定性，选择合理有效的结构受力体系对结构模型设计有着重要意义。
模型设计中，主要应考虑充分利用木材薄片受力性能特点。
就本次竞赛而言，关键在于充分利用木材薄片受拉性能好，受压则需要组合成柱的特点，选择优化的结构模型，使结构模型能够接近竞赛规定的最大加载荷载，同时尽可能降低结构的自身重量。
本结构模型根据以上思想，进行结构的构思与设计。
1.2 方案简介
本结构整体外型为一个上承式桁架。
其造型融入三角形和梯形等美学元素，整体造型简单、受力形式较好，符合本次竞赛的设计理念。
结构根据竞赛规程的要求，确定合理跨度和高度以后，以四根斜杆为主要受力构件向下传力，顶部做成一个加载平台。
根据各个面内的抗弯刚度要求，灵活选用杆的形式，通过计算得出合理拱轴线的位置，合理布置杆拱的空间角度；再合理布置支撑杆件，用于抵抗荷载传来的水平力分力并减小侧移；并通过ANSYS软件模拟多种荷载情况下的破坏情况，找出结构构件的薄弱环节进行局部加强，使得结构的破坏向强度破坏靠近，从而使本结构模型具有足够的承
载能力和优秀的抗侧能力。
1.3 结构模型及方案特点
本结构模型的特点有：
（1）、通过结构模型使荷载有效地转化，使得结构的构件基本只受拉或受压，构件基本不受弯或所受弯矩很小（通过ANSYS分析可知，杆件的最大弯矩引起的应力只有最大轴力引起的应力的10%左右）能充分发挥构件的力学性能。
模型的主要受力构件为四根传力的斜杆、连接斜杆成拱的拱肋、以及下部受拉的杆件组成。
呈两个梯形平面布置，中间用横梁和斜向支撑连接，增加结构的整体性。
（2）、斜杆的合理设置。
木材薄片轴向受拉力学性能较好，受弯性能低劣，并且做成组合杆件来受弯所需材料较多，故主要利用斜杆把竖向力转化为下部的水平力拉力，利用木材薄条承受水平拉力，尽量避免通过构件直接受弯。
经分析表明，同样高度的斜杆，其抗水平力的性能与sin2θ成正比，45度时为极大值，也即最好的发挥了斜撑作用。
本模型在考虑高度和跨度的限制以后，斜杆的与水平面的夹角θ为尽量接近45度角，充分发挥下部细杆的较高受拉性能。
（3）、横向支撑的有效布置，在宽度方向交叉布置了一定数量的斜向支撑，并根据ANSYS的计算结果局部加强，有效的增强了整体的扭转体形，也更有利于创造高效的抗侧力体系。
（4）、斜杆采用了由三片薄板组合而成的格构式梁，既增加了面内的抗弯刚度，也增加了杆件发生侧向失稳的概率。
同时有效的
增加了构件制作时的粘结面，非常适合于本次竞赛模型的制作。
1.4 应用前景
本机构模型与细杆拱桥的形式有很大的相似性，但是直接用于工程实际中还存在一定距离，主要问题是模型主要针对竞赛设计的，只考虑了加载台上的竖向静荷载，没有考虑动载、横向纵向的水平荷载等因素，还需要连接桥面板的细拉索等还需要加设。
尽管如此，其设计思想对于实际结构的设计具有重要的意义。
由于受力均匀，可充分利用材料；结构也较大，可以设计成大跨度结构；而三片薄板组成的组合杆件是设计上的一种新的尝试，斜撑作用、杆拱结构使得结构侧移很小，以及为腹部提供很大的利用空间。
1.5 施工流程:
锯切木材⇨制作杆件⇨砂纸打磨木材表面⇨制作组合构件⇨拼装梯形结构⇨拼装空间骨架⇨安装斜撑⇨节点处补胶(※)⇨加工局部结构⇨养护⇨加载⇨END
1.6 施工要点:
1)制作组合杆件时应保证横隔板的粘结牢固,避免因横隔板出现脱
落使柱局部失稳出现破坏。
由于斜向组合杆件是本方案主要受力构件,一旦出现上述问题,将严重影响结构的受力性能。
2)拼装梯形结构和结构空间体系时应避免由于杆件的制作误差引
起对称位置平面和空间角度不相等，甚至引起整个结构的重心发生偏移，使得在加载时因偏心而侧翻。
3)斜向支撑的拼装时应严格控制误差,保证支撑杆与斜杆所成角度
相等，并使各支撑间间距相等。
4)由于竞赛使用的是502胶水，其干硬速度非常快，所以粘结要先
准备好需要粘结的构件，再来粘结，并由多人协调完成。
5)后期应注意补强粘结柔弱处，特别是在受水平力的斜杆处增加阻
隔板，增强节点强度。
2 结构方案图
2.1结构效果图
图2-1三维结构效果图
2.2结构俯视图
图2-2结构俯视图
3 设计计算书
3.1结构计算模型
利用Ansys有限元软件，采用空间杆系模型对结构进行空间分析，结构分析模型如图3-1所示。
在Ansys建模时，按以下原则进行：
（1）模拟方式：主梁、横联采用Beam44单元，下部拉杆，采用Link10单元，支座为简支，用四个点来模拟，一个点约束三个方向线位移，另外三个点约束竖向线位移。
（2）材料特性：按竞赛规程木材的弹性模量取E=16.5Mpa，抗拉强度为80MPa，抗压强度为35MPa。
（3）荷载施加：根据竞赛要求，在结构的顶部加载，本计算模型以四个大小相同的力作用在顶部四个节点上，见图3-1。
图3-1 结构空间分析模型
由于结构对称，且在所选定的荷载作用方向上，结构受力相同，故可取结构的一种加载情况进行计算，主要进行拱肋、拉杆和横撑强度计算。
3.2.1 拱肋强度计算
(1)截面几何特性
拱肋采用三片141m m
薄板以隔板粘合而成，截面面积A＝42 mm2,截面惯性矩 I＝686mm4
截面抵抗矩 W=I/Y＝686/7=98mm3。
(2)内力
拱肋内力见表3-1，弯矩Mz很小，杆件的抗弯强度能满足。
表3－1 拱肋内力表
(1)截面几何特性
拉杆采用截面为42m m
的细条，截面面积A＝8 mm2。
(2)内力
由Ansys有限元软件计算，得杆内拉力约300.6N，应力约37.6MPa同理可得斜撑等的应力分布情况，绘制应力分布图如图3-2。
图3-2应力分布图
3.3结构稳定分析
采用子空间迭代法进行分析，在ANSYS软件中，以1000N的竖向外荷载为基准荷载，通过计算提取前五阶失稳系数，其结果见表3-2。
表3-2 前5阶失稳系数
最小稳定系数达到0.9，故基本满足设计要求。
参考文献
[1] Full Moore, Understanding Strctures, Mc Graw-Hill,1999
[2]【美】林同炎﹑S·D·思多台斯伯利著，王传志等译，结构概
念和体系，中国建筑工业出版社，1985
[3]肖新标﹑沈火明﹑叶裕明﹑赵光明，ANSYS7.0实例分析与应用，
清华大学出版社，2004。