纸桥创新设计
纸桥模型设计方案

纸桥模型设计方案一、设计目标1.设计一个能够承载最大重量的纸桥模型;2.设计一个结构简单、稳定的纸桥模型;3.通过纸桥模型的设计过程,培养学生的动手能力和创造力。
二、设计思路1.选择合适的纸张材料:纸张材料应具备一定的韧性和强度,以承受一定的重量。
常见的纸张材料有纸板、拼图纸、牛皮纸等,可以根据需要灵活选择。
2.确定纸桥的形式:可以选择悬索桥、拱桥、梁桥等形式,根据设计目标和材料特性进行选择。
3.进行力学分析:通过力学原理,确定桥梁所受的力线和力的方向,以确定桥梁结构的合理性。
4.设计合理的桥梁结构:根据力学分析的结果,设计出结构简单、稳定的桥梁结构,避免出现过于复杂的结构。
5.进行模型制作:根据设计方案,利用选定的纸张材料进行模型制作,注意材料的粘接方式和制作的细节。
三、设计步骤1.确定纸桥的类型:根据设计目标和实际条件,选择适合的纸桥类型,比如悬索桥、拱桥、梁桥等。
2.力学分析:通过力学原理,分析桥梁所受的力线和力的方向,确定桥梁结构的可行性。
3.确定材料:选择合适的纸张材料,根据力学分析的结果,选择具有一定韧性和强度的纸张材料,以承受一定的重量。
4.制作模型:根据设计方案,利用选定的纸张材料,进行模型制作。
注意材料的粘接方式和结构的稳定性,可以使用胶水、纸胶带等进行粘接,确保每个连接点的牢固性。
5.测试与改进:完成模型制作后,进行重量测试,在不断改进的过程中提高纸桥的承重能力和稳定性。
四、注意事项1.材料的选择:纸张材料应具有一定的韧性和强度,以承受一定的重量。
可以选择多层纸张叠加或加固来增强承重能力。
2.结构的稳定性:设计时要考虑应力分布和桥梁结构的稳定性,避免过于复杂的结构,以免影响纸桥的强度。
3.粘接方式:合理选择适合的粘接方式,使用胶水、纸胶带等固定连接点,确保连接牢固性。
4.重量测试:制作完成后,进行重量测试,记录下纸桥能够承载的最大重量,并进行改进,提高承载能力。
5.细节处理:在制作过程中,注意处理每个细节,如加强连接点、调整桥面的平整度等,以确保纸桥的稳定性和均匀的力分布。
创意纸桥建造幼儿园教案
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创意纸桥建造幼儿园教案第一章:认识纸桥教学目标:1. 让幼儿了解纸桥的基本概念和特点。
2. 培养幼儿对纸桥建造的兴趣。
教学内容:1. 纸桥的定义:用纸张等材料搭建的桥梁。
2. 纸桥的特点:轻便、易搭建、可回收。
教学活动:1. 教师向幼儿介绍纸桥的概念和特点。
2. 展示一些纸桥的图片,让幼儿观察并说出纸桥的特点。
3. 组织幼儿进行纸桥搭建的实践活动,让幼儿亲身体验纸桥的特性。
第二章:纸桥的搭建技巧教学目标:1. 让幼儿掌握纸桥搭建的基本技巧。
2. 培养幼儿动手能力和创造力。
教学内容:1. 纸桥搭建的基本技巧:折叠、粘贴、拼接。
2. 纸桥搭建的注意事项:稳固、美观、创新。
教学活动:1. 教师向幼儿讲解纸桥搭建的基本技巧和注意事项。
2. 分组进行纸桥搭建实践活动,让幼儿动手操作,体验搭建过程。
3. 教师巡回指导,纠正幼儿在搭建过程中出现的问题。
第三章:纸桥的承重实验教学目标:1. 让幼儿了解纸桥的承重原理。
2. 培养幼儿实验操作能力和观察力。
教学内容:1. 纸桥承重原理:纸桥的稳固性和承重能力。
2. 承重实验的操作步骤:搭建纸桥、放置重物、观察纸桥的变化。
教学活动:1. 教师向幼儿讲解纸桥承重原理和实验操作步骤。
2. 组织幼儿进行纸桥承重实验,让幼儿亲身体验纸桥的承重能力。
3. 教师引导学生观察和分析实验结果,让幼儿了解纸桥的稳固性和承重能力。
第四章:纸桥的创新设计教学目标:1. 让幼儿发挥想象力,设计独特的纸桥。
2. 培养幼儿创新意识和审美能力。
教学内容:1. 纸桥创新设计的要求:独特、美观、实用。
2. 创新设计的素材:颜色、形状、图案。
教学活动:1. 教师向幼儿讲解纸桥创新设计的要求和素材。
2. 组织幼儿进行纸桥创新设计实践活动,让幼儿动手操作,发挥想象力。
3. 教师巡回指导,鼓励幼儿创造独特的纸桥设计。
第五章:纸桥搭建比赛教学目标:1. 让幼儿运用所学知识和技巧,参与纸桥搭建比赛。
2. 培养幼儿团队合作精神和竞争意识。
纸桥设计介绍PPT
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维护与保养
为了延长纸桥的使用寿命,需要定期进行维 护和保养,如保持干燥、避免过度暴露在恶 劣环境中等措施,以确保纸桥的结构安全和 稳定性。
未来纸桥的创新设计
新材料的应用
随着科技的发展,未来纸桥设计可以尝试采用新型材料,如高强度 纸纤维、纳米材料等,以提高纸桥的承重能力和耐久性。
智能化设计
结合传感器和智能化技术,未来纸桥设计可以具备自适应调节、健 康监测等功能,提高纸桥的安全性和稳定性。
06
纸桥的挑战与未来发展
纸桥的承重限制
承重能力有限
由于纸的强度和重量比相对较低,纸 桥的承重能力受到限制,难以承受过 重的负载。
结构设计要求高
为了提高纸桥的承重能力,需要精心 设计纸桥的结构,如采用合理的支撑 结构、加强筋等,以实现最优的承重 效果。
纸桥的耐久性
环境因素影响
纸桥的耐久性受到环境因素的影响较大,如 湿度、温度、紫外线等,这些因素可能导致 纸桥材料的老化和强度下降。
环保理念
未来纸桥设计应注重环保理念,采用可再生、可降解的材料,减少对 环境
创意艺术
艺术装置
01
纸桥设计可用于艺术装置展览,作为空间分隔、引导或装饰元
素,增添视觉效果和艺术感。
创意设计
02
纸桥设计可作为创意设计的代表,展示纸张的多样性和可塑性,
以及设计师的独特视角和创新思维。
建筑模型
03
纸桥设计可作为建筑模型的素材,用于展示建筑设计和结构特
点,提供直观的视觉效果。
环保活动
纸张厚度
纸张的厚度对纸桥的承重能力和稳定性有一定影 响,需要根据设计需求选择合适的厚度。
3
纸张质量
纸张的质量对纸桥的性能也有很大影响,高质量 的纸张具有更好的耐久性和承重能力。
纸桥设计计划书
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纸桥设计计划书1. 背景介绍纸桥设计是一项常见的工程设计任务,它能够帮助工程师和学生提高结构设计能力和解决实际问题的能力。
纸桥设计是通过使用纸张等材料构建桥梁模型,以评估其在不同负载条件下的性能。
2. 目标本设计计划书的目标是设计一个稳定且能够承受最大负荷的纸桥。
我们希望通过这个设计任务能够提高团队成员的结构设计能力,并通过实际概念验证来验证工程设计的有效性。
3. 设计流程本设计计划书将按照以下流程进行设计:3.1. 研究背景知识在设计之前,团队成员将进行相关背景知识的学习和研究,包括不同桥梁结构的类型,纸张的强度和重量等。
这将有助于我们更好地设计纸桥并优化其结构。
3.2. 制定设计需求团队成员将根据实际情况制定设计需求,包括纸桥的最大跨度、承重要求等。
这些需求将成为我们设计的基础。
3.3. 进行概念设计基于设计需求,团队成员将进行概念设计。
这包括选择合适的桥梁结构类型,如梁桥、拱桥或悬索桥,并确定纸桥的形状和尺寸。
3.4. 详细设计在完成概念设计后,团队成员将进行详细设计,包括纸桥各个构件的尺寸、连接方式、支座设计等。
这一步骤将确保纸桥的结构稳定性和负载能力。
3.5. 材料选择和制造根据详细设计,团队成员将选择合适的纸张材料,并使用适当的工具制造纸桥模型。
制造过程中需要注意材料的切割、折叠和粘合等工艺。
3.6. 实验测试和优化完成纸桥的制造后,团队将进行实际的负载测试,并根据测试结果进行优化。
这将帮助我们确定纸桥的负载极限,并改进设计以提高性能。
4. 时间计划本设计计划的时间计划如下:•第1周:研究背景知识•第2周:制定设计需求•第3-4周:概念设计•第5-6周:详细设计•第7-8周:材料选择和制造•第9-10周:实验测试和优化5. 预期结果通过本设计计划,我们预期可以达到以下结果:•设计出一个稳定且能够承受最大负荷的纸桥模型。
•提高团队成员的结构设计能力和解决实际问题的能力。
•验证设计的有效性,并对结构进行改进。
用纸造一座“桥”课件
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连接部分是桥面与桥墩之间的连接 结构,需要具备足够的强度和稳定 性,以确保桥的整体稳定性。
纸桥的承重原理
纸桥的承重主要依靠桥面的折 叠和弯曲形状产生的应力来分 散和承载重量。
当纸桥承受重量时,桥面会产 生弯曲变形,将压力分散到桥 墩和连接部分,从而保持桥的 稳定性。
纸桥的承重能力与纸的材质、 厚度、折叠技巧等因素有关。
情感态度
培养对结构工程的兴趣, 认识到科学与技术的关系 ,培养环保意识。
02
纸桥设计原理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
纸桥的基本结构
桥面
桥面是纸桥的主要承载部分,通 常采用折叠、弯曲或拱形设计以
增加承重能力。
桥墩
桥墩是纸桥的支撑结构,用于分散 承重,通常采用多折纸结构或三角 形结构。
创意展示
在艺术展览、创意市集等场合, 纸桥可作为独特的艺术品展示,
吸引观众的眼球。
公益活动
在环保主题的公益活动中,纸桥 可作为倡导环保、节约资源的象
征,引起公众的关注和反思。
纸桥的创新设计
折叠结构
借鉴折纸艺术,设计出可折叠的纸桥,不仅节省 空间,而且造型独特。
模块化设计
将纸桥设计成模块化结构,可以根据需要自由组 合,增加设计的灵活性和趣味性。
一定重量和压力。
04
纸桥承重实验
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
实验目的
探究不同形状的纸桥 承重能力。
培养学生对工程设计 和实验探究的兴趣。
了解纸张的力学性能 和结构稳定性。
实验步骤
1. 准备材料
多张A4纸张、胶水、尺子、铅笔、剪刀、重 物(如砝码、书籍等)。
《用纸造一座“桥”》作业设计方案
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《用纸造一座“桥”》作业设计方案第一课时一、作业目的:通过本次作业,学生将学习如何使用纸张构建一个简易的桥梁模型,了解桥梁的结构和设计原理,培养他们的动手能力、创造力和团队合作精神。
二、作业对象:本作业适合小学三年级至五年级的学生,也可以根据实际情况适当调整难度来适应不同年龄段的学生。
三、作业内容:1. 学生将分成小组,每组4-5人。
2. 给每组提供相同数量的纸张和胶水。
3. 每组的任务是使用纸张和胶水,设计并制作一座承重桥梁模型。
4. 桥梁模型需要能够承受一定重量。
5. 每组需要在规定时间内完成设计、制作和测试。
四、作业流程:1. 简要介绍桥梁的概念和功能,让学生了解桥梁的重要性和不同类型的桥梁。
2. 将学生分成小组,并给出作业要求和时间安排。
3. 学生开始设计他们的桥梁模型,可以先进行头脑风暴,然后制定详细的计划。
4. 学生开始制作桥梁模型,注意团队合作和沟通。
5. 完成桥梁模型后,每组进行测试,看能承受多大的重量。
6. 学生展示他们的桥梁模型,分享设计理念和制作过程。
五、作业评价:1. 桥梁模型的外观、稳定性、承重能力将作为评价标准。
2. 学生的团队合作、沟通和创造力也将被评价。
3. 教师可以给予实时反馈,并鼓励学生不断改进。
六、延伸活动:1. 鼓励学生设计更复杂的桥梁模型,挑战更大的承重。
2. 邀请专业工程师或设计师来学校分享关于桥梁设计的知识和经验。
3. 带领学生参观当地的桥梁,让他们亲身感受不同类型桥梁的特点。
通过本次作业设计,学生将在动手实践中学习桥梁设计原理,培养团队合作能力和创造力,为他们未来的学习打下坚实的基础。
愿每个学生都能通过这次活动,收获成长和乐趣!第二课时一、设计目的:本作业设计旨在通过学生自主设计并制作一座“桥”,培养学生的动手能力、创造力和团队合作能力,同时激发学生对工程设计和建筑结构的兴趣。
二、设计内容:1. 学生将以纸张为主要材料,设计并制作一座“桥”,要求考虑桥梁的承重能力、结构稳定性、美观性等因素。
纸桥创新设计

突破自我题目条件限定本题要求我们用一张A4纸和少量胶水建造一个跨度为280mm的桥。
根据题意我们可以滴对本题的条件做如下的理解:(1)制作材料为A4纸查阅资料可知A4纸的基本参数见下表桥梁的跨度为28cm,桥梁两端的固定方式对实验有着很大的影响。
在两端用胶水粘在两端的固定物上、两端夹持或是简支的条件下得到的结果会有很大的不同。
由于各种截面形状的纸桥与两端固定端的接触面形状尺寸都有所不同,胶接或是夹持的方式不可取。
所以本题采用简支的方式。
(3)载荷方式:真实桥梁的载荷方式很复杂,但在我们的实验分析中,我们认为只要在一种载荷方式下表现最好的桥梁就是在所有载荷方式下表现最好的桥梁。
我们采用控制变量法进行实验,对我们设计的所有结构的桥梁只在纸桥的中点处正直放置15块人民币一元硬币,看各种纸桥在该载荷方式下的变形情况。
单个一元钱人民币硬币质量为:m=6.3g;15个硬币的质量为:94.5g (4)桥梁外形从实际情况看,桥梁具有一些基本的外形要求:竖直朝上的面要能通过行人或车辆。
所以我们要求所有纸桥竖直朝上的面的宽度至少等于一个一元钱硬币的直径。
圆形截面直径大于等于一元钱硬币的直径即可。
基本简化模型:本题中的纸桥跨度为28厘米,两端架在书本上,实验中将一定数量的硬币放置在纸桥的中点位置附近上以检验纸桥的强度,假设实验中桥梁保持了等截面,且硬币对桥梁的压力可以视为作用于桥梁中点集中载荷,则该实验模型可以简化为一个基本的二维模型。
如下图所示:该桥梁的剪力图,弯矩图如下:最大弯曲正应力的计算公式如下:max maxmax zM y I σ=其中,max M 是横梁上的最大弯矩,max y 是截面垂直方向上离中性轴最远的距离。
z I 为惯性矩,2z AI y dA =⎰简支梁中点受集中力作用的中点挠度计算公式如下:3max48zFa w EI =-在纸桥中点处,纸桥的横截面上有最大的正应力。
桥梁越坚固,在加载相同载荷的情况下形变量就最小。
2024幼儿园大班教案《纸的力量》

2024幼儿园大班教案《纸的力量》2024幼儿园大班教案《纸的力量》1游戏目标:1、了解改变桥面厚度、形状与纸桥承重力的关系。
2、通过自我检验及与同伴之间的`相互比对,不断探索增加纸桥面承重力的方法。
3、积极动手动脑,体验探索与交流的乐趣。
游戏准备:积木桥墩(桥墩固定)、白纸、本子(每份数量相同,用于操作)。
记录纸、记录笔。
游戏玩法:1、幼儿将两个积木固定成桥墩。
2、用白纸折叠后放在桥墩上做小桥,上面放本子。
一直放到纸桥承受不起。
3、幼儿继续折叠,再次实验。
并将每次的实验结果记录在记录表上。
4、记录折叠的次数和承受的本子数。
让幼儿知道折叠次数越多,承受的能力越强。
2024幼儿园大班教案《纸的力量》2活动目标:1、在操作中简单了解物体受力与物体承受力之间的关系。
2、对生活中的有关现象感兴趣。
活动准备:幼儿人手一张长方形的.纸、每张桌子上有若干张纸。
活动过程:1、由大变小:——“你们每人手中的一张纸,能用什么办法使它变成两张?”(1)、幼儿尝试,交流自己变的方法:——“如果现在我们用手拉住纸的两端用力往外拉,纸会撕破吗?”(2)、幼儿反复感受两种不同方法的用力大小:——“为什么撕纸时,轻轻用力就能撕开,而拉纸时,用了很大的力也不一定撕开呢?”2、看实验理解科学道理:(1)、教师实验,帮助幼儿理解:——“猜猜哪张纸先破?”(2)、教师演示拉纸,让幼儿摸一摸纸被拉直的紧绷感。
3、教师设疑:——“生活中,你看到过什么东西也是依据这个道理做成的?”2024幼儿园大班教案《纸的力量》3【活动目标】1、激发幼儿探索纸的承重力的兴趣。
2、引导幼儿了解纸折叠后能增加纸的'承重力。
3、指导幼儿尝试用绘画的方法把实验过程记录下来。
【活动准备】纸条,垫板,积木,雪花片,记录表,笔,硬纸板若干【活动过程】1、教师实验,引出课题。
激发幼儿活动兴趣。
2、幼儿操作,感知纸的承重力。
(1)幼儿人手一份操作材料进行尝试。
(2)师生交流,发现纸折叠后会改变纸的承重力。
创新实验《比较纸桥的承受力》

实验器材 A4打印纸 纸盒 纸杯 硬币 胶带 筷子 细线
实验创新与改进
自制实验记录表,科学、直观、形象的 通过表格记录得出结论。
比较纸桥的承受力实验记录表
桥的种类
平板桥 拱桥
斜拉桥
承受的硬 币(枚)
实验原理及 装置说明
两方盒子做桥墩,两桥墩 之间的距离为15厘米,桥 面的纸质相同(打印A4 纸),这样有助于实验数 据的科学、规范。
实验原型及不足
教材中实验,用学生所用的厚书作为桥墩,纸板作为桥 面,用重物来论证比较纸桥的承受力,操作中纸板比较 结实,不易坍塌,而其重物不好选择,也难以对比。
教材中是纯粹的随意性实验,没有与课题《比较纸桥的 承受力》巧妙的结合,实验数据不够准确。
20XX
实验创新与改进
材料创新:用两方盒子做桥墩,围绕如何比较纸桥的承受力,用制作的 固定桥墩、一元的硬币、统一厚度的A4纸探究比较纸桥的承受力。
小学科学创新实验设计方案 比较纸桥的承受力
本实验设计选自江苏教育出版社 小学《科学》五年级下册第二单元形 状与结教构 第材3课《建名桥梁》称
ห้องสมุดไป่ตู้
实验在教材 中所处的地
位与作用
实验是检验真理的唯一标准。小学生抽象思维 能力弱,直观形象的实验有助于学生理解,实 验是本节的核心和难点。本次实验的意图就是 通过动手制作和比较,使学生掌握一些浅显易 懂的桥梁知识,激发研究桥梁的兴趣,培养他 们的科技意识和科学探究精神 。
15厘米
实验过程
实验一:制作平板桥,在 平板桥的正中央放置小纸 杯,逐次把一元的硬币放 置在纸杯的正中央,观察 桥能承受多少枚硬币的重 量,并记录。
实验过程
实验二:制作拱桥,在拱桥 的正中央放置小纸杯,逐次 把一元的硬币放置在纸杯的 正中央,观察桥能承受多少 枚硬币的重量,并记录。
纸桥的设计方案

纸桥的设计方案1. 简介纸桥是一种常见的力学实验项目,通过利用纸张的轻便和强度来设计并搭建桥梁结构。
纸桥实验可以帮助我们理解桥梁工程原理和结构设计的重要性。
本文将介绍纸桥设计方案的准备工作、材料选择和搭建过程。
2. 准备工作在开始设计之前,需要准备以下工具和材料:•纸张:建议使用较厚的纸张,如卡纸或彩纸,以提高桥梁的强度和稳定性。
•剪刀:用于剪裁纸张和修剪边缘。
•尺子:测量桥梁的长度和宽度。
•铅笔:在纸张上做标记和绘制设计草图。
此外,还需要了解一些基本的桥梁结构原理和力学知识,以便能够设计出稳定和承重能力较高的纸桥。
3. 设计方案3.1 桥梁结构选择在设计纸桥之前,需要选择合适的桥梁结构。
常见的桥梁结构有梁桥、拱桥和悬索桥等。
对于纸桥的设计,梁桥是最简单和常见的选择。
梁桥是由多个横梁支撑的桥梁结构,纸桥可以采用梁桥的基本原理来设计。
在设计梁桥时,可以选择不同的梁桥类型,如简支梁桥、连续梁桥或悬臂梁桥等。
3.2 设计草图在正式开始纸桥的搭建之前,我们需要先绘制一个设计草图。
设计草图可以帮助我们明确纸桥的整体结构和尺寸,并辅助我们进行后续的工作。
设计草图应包括以下内容:•桥梁的整体形状和结构。
•桥面的宽度和长度。
•支撑横梁的位置和数量。
•横梁之间的间距和长度。
•横梁与桥面的连接方式。
3.3 搭建纸桥在完成设计草图之后,可以开始按照设计图纸搭建纸桥了。
以下是一个简单的搭建步骤:1.使用剪刀和尺子,根据设计图纸上的尺寸将纸张裁剪成所需的形状和大小。
2.将纸张叠放在一起,形成横梁的厚度。
可以使用胶水或胶带将纸张固定在一起。
3.根据设计图纸上的位置标记,在纸张上切割出与桥梁连通的间隙。
4.将横梁插入桥面上的间隙中,确保它们与桥面紧密连接。
5.检查桥梁的稳定性和坚固性,必要时进行调整和加固。
4. 实验和测试完成纸桥的搭建后,可以进行实验和测试。
可以通过将重物放置在桥面上,逐渐增加重量来测试纸桥的承重能力。
记录下纸桥在不同重量下是否发生变形或破裂,以评估其结构的稳定性和强度。
室内拓展——纸桥设计

日本设计师设计的纸桥
问题提出
为什么看似柔弱 的纸张能承受这 么重的重量?
我们如何来设计 承重的纸结构?
简单纸结构设计制作的要求
纸桥跨度不少于15厘米 桥面距离桌面高度不少于4厘米 宽度不少于7厘米 制作材料只能使用所提供的A4纸, 制作时只能使用胶水、双面胶
作品应力求有创造性,并能贴近实际、
结构合理、制作精巧。
纸张的特性 抗拉性较强 抗压性较弱
纸结构的基本形状:
理论探究
纸结构的:
理论探究
……
纸结构的组合:
理论探究
纸结构的连接技巧:
理论探究
拓展思维
如何
设计?
纸板结构设计
拓展思维
一、纸板构件不同形状的载重量和坚固性 二、纸板构件不同组合的载重量和坚固性 三、你的设计如何做到载重量最大和最坚固
实践行动
如何制作?
测试评价
承重性测试
学生反思
如何 改进?
教师指导
纸结构设计中需要注意什么? 还有什么应用?如何设计?
学 生 作 品
纸桥的设计方案

纸桥的设计方案一、引言纸桥是一种经典的竞赛项目,可以锻炼学生的动手能力和创新思维。
在纸桥设计方案中,我们需要考虑桥梁的结构、材料的选择以及桥梁的稳定性等因素。
本文将详细介绍纸桥设计方案的相关内容。
二、纸桥的结构设计1. 桥梁类型选择:在设计纸桥之前,首先我们需要选择合适的桥梁类型。
常见的选择包括梁桥、拱桥和吊桥等。
每种桥梁类型都有其独特的结构特点和适用场景,我们应根据具体的要求和限制选择合适的桥梁类型。
2. 桥梁结构设计:在确定桥梁类型后,我们需要进一步设计桥梁的具体结构。
关键因素包括桥墩、梁体和连接方式等。
桥墩是支撑桥梁梁体的主要结构,需要考虑其高度和数量等。
梁体则是负责承载荷载的主要部分,可以选择单梁、双梁或悬臂梁等结构形式。
连接方式需要确保桥梁结构的牢固性,常见的选择包括粘合剂、扎带或固定装置等。
三、纸桥材料的选择纸桥是以纸张为主要材料的桥梁,选择合适的纸张材料对于桥梁的承载能力和稳定性至关重要。
常见的纸张材料包括瓦楞纸板、纸板和纸卷等。
我们可以根据桥梁的设计要求和目标确定最适合的纸张材料,并根据需要进行加强和加固。
四、纸桥稳定性考虑1. 荷载分析:在进行纸桥设计时,我们需要考虑桥梁所承受荷载的大小和分布情况。
根据竞赛规定或实际需求,我们可以确定桥梁所需承受的最大荷载,并根据此设计桥梁的结构和支撑方式。
2. 桥梁强度计算:根据选择的纸张材料和桥梁结构,我们需要进行桥梁的强度计算。
通过计算桥梁的受力情况,可以确定桥梁的破坏点和安全承载能力。
在设计过程中,我们应考虑桥梁结构的合理性和安全性,并适当增加结构的强度和稳定性。
3. 支撑方式选择:桥梁的支撑方式对于其稳定性起着至关重要的作用。
常见的支撑方式包括桥墩支撑、拉索支撑和悬挂支撑等。
我们可以根据具体的要求和设计目标选择最适合的支撑方式,并保证其对桥梁稳定性的贡献。
五、纸桥设计的优化措施1. 结构优化:在纸桥设计的过程中,我们可以通过优化结构来提高桥梁的稳定性和承载能力。
纸桥模型设计方案
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纸桥模型设计方案学校名称:学生姓名:学生学号:指导教师:摘要本人在桥梁设计时考虑到用纸来制作拱形结构的困难,所以采用角形结构来代替拱形结构,三角形桥面布置,桥梁与桥墩之间采用三角形结构支撑,桥梁之间用三根横柱支撑。
这样增大了构件局部的抗弯矩,使荷载得到均匀有效传递。
在实际制作中,结点处采用蜡线穿过柱子内部并从外部缠绕,使其结实牢靠不易;由于角形结构在受到荷载时几乎是全部杆件受压,正好让受压性能充分发挥;同时让桥梁向上有一定微小的弧度以抵制重物对桥梁向下的压力。
桥墩的底部向内侧有微小倾斜,同时利用蜡线将桥墩底部与桥梁最外侧紧紧相连。
使得当有重物挤压桥梁时,桥墩受一个斜向桥梁中且向下的力,这时桥墩会向内倾斜,但因为蜡线阻止桥墩倾斜的趋势,同时会使桥梁有一个向上的力顶住重物。
从而达到分散重物对桥的压力。
桥面梁采用三根纸管,两桥面梁之间的间距16cm。
利用蜡线将角形结构的架子固定在桥梁上,同时在角形架子的两侧的三角形中用竖纸管加以支撑。
考虑到单股蜡纸的承抗拉能力太小而变形又太大,因此采用多股蜡线绞在一起以提高抗拉力和减小变形。
主视图:侧视图:俯视图:一、使用材料及其力学性能设计材料1:纸作为模型的主要材料,其力学受拉性能良好,不易伸展变形、受压性能由于受长细比的性质,故必须控制杆径长度的关系,但纸的抗撕裂能力差,制成的构件抗弯性能非常小。
纸带套接时强度越降低50%。
材料2:蜡线该材料只能受拉,不能承受压力,单股线实验时,由于伸长率较大不能满足结构受力变形后饶度的要求,故必须搓成多股,又经测试,发现涂上白胶的多股蜡线其性能非常理想。
材料3、胶带能增强纸的粘接强度。
二、构件力学性能整座纸桥长41cm、宽16cm、高度12cm、跨度30cm。
制作桥梁和角形架子的纸管内径5mm 、外径1.6mm ,可承重150N,其抗拉性能完全能够承受。
由于纸张的限制,其余纸管均为内径3mm、外径8mm,抗压性能有所减弱。
三、承载能力估算桥面构件采用角形架子构成,经测试其两支座间距为15cm时能承受43斤的重物。
幼儿园大班科学教案《有趣的纸桥》
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幼儿园大班科学教案《有趣的纸桥》一、教学内容本节课选自幼儿园大班科学教材《有趣的纸桥》,主要内容涵盖纸桥的搭建技巧、纸桥的承重能力测试以及通过纸桥实验培养幼儿的观察力、动手能力和创新能力。
二、教学目标1. 让幼儿了解纸桥的基本结构,掌握搭建纸桥的技巧。
2. 培养幼儿的观察力、动手能力和创新能力。
3. 培养幼儿团队合作精神,提高他们的沟通协作能力。
三、教学难点与重点重点:掌握纸桥的搭建技巧,提高纸桥的承重能力。
难点:如何让幼儿在实验过程中充分发挥创新能力,提高纸桥的搭建水平。
四、教具与学具准备教具:纸张、剪刀、胶水、尺子、重物(如书籍)等。
学具:每组一份,包括纸张、剪刀、胶水、尺子、重物等。
五、教学过程1. 引入:教师通过展示一座真实的桥梁,引发幼儿对桥梁的兴趣,进而导入本节课的主题《有趣的纸桥》。
2. 讲解:教师简要讲解纸桥的基本结构,包括桥墩、桥面、桥栏等,并演示搭建纸桥的基本步骤。
3. 实践:幼儿分组进行纸桥搭建实验,教师巡回指导,解答幼儿的疑问。
4. 测试:每组分别测试纸桥的承重能力,记录结果。
6. 创新:鼓励幼儿发挥创新能力,改进纸桥的搭建方法,提高纸桥的承重能力。
六、板书设计桥的基本结构:桥墩、桥面、桥栏搭建纸桥的步骤:剪、折、粘、测量、调整七、作业设计1. 请幼儿回家后,与家长一起调查身边的桥梁,了解桥梁的特点和功能。
2. 尝试在家搭建一座纸桥,并拍摄照片,下节课分享。
八、课后反思及拓展延伸课后反思:教师对本节课的教学效果进行反思,分析幼儿在实验过程中的表现,针对存在的问题提出改进措施。
拓展延伸:邀请幼儿和家长参与纸桥设计比赛,激发幼儿的创新潜能,提高他们的科学素养。
重点和难点解析:一、教学内容细节1. 纸桥的搭建技巧:教案中应详细说明纸桥搭建的基本步骤,如剪、折、粘等,并强调每个步骤的关键要点。
例如,如何准确剪裁纸张以形成桥墩和桥面,如何折叠纸张以增加桥的稳定性,以及如何使用胶水将纸张牢固粘贴在一起。
纸桥比赛一等奖设计方案
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纸桥比赛一等奖设计方案
活动背景
本着科技创新和科技制作的目的,以“传承科技精神,鼓励科技创新,弘扬科技文化”为宗旨,激发同学科技创新的热情,培养学生动手能力。
特举办本次纸纸
桥制作比赛活动。
活动目的
通过本次活动激发大家的科技创新激情,增强大家的动手实践能力,在校园内形成科技小发明小制作的良好风气,活跃校园文化生活。
更是给广大学生提供一个展示自我,贴近科技的机会。
通过经历探究过程,树立善于参与讨论与交流,勇于发表自己的观点与成果的意识。
通过参与探究活动,培养尊重事实的科学态度,以及善于与他人合作的精神。
激发学生对科学探究活动的热情,以及通过科学探
究解决生活实际中的物理问题的兴趣。
三、活动组织
绿盛实验学校物理组
四、评比规则及奖项设置
1.制作材料:纸、胶水
2.纸桥制作标准:桥墩跨度不复制于50cm;桥面宽度不小于10cm;承重不小于
10kg。
3.纸桥制作时间:利用课外时间,个人或团队(仅限3人)在指定时间段内完
成。
4.评奖办法:作品带到学校集中编号展评,由教师和参观学生打分,按照2:3:5的比例设一、二、三等奖,届时将颁发校级荣誉证书以及精美奖品以资鼓励。
5.纸桥的评比要求及标准:
桥墩跨度,桥面宽②桥的承重、坚固程度。
高二通用技术纸桥设计方案
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高二通用技术纸桥设计方案1. 纸桥的神奇世界哎呀,说到纸桥,大家是不是一脸懵逼?别着急,我们这就来给你讲讲纸桥的那些事儿。
纸桥啊,可不仅仅是纸糊的玩意儿,它可是考验智慧和创意的好地方呢。
想象一下,利用纸张这种简单的材料,我们竟然能造出承重的桥梁,真是神奇得让人都想要拍拍手。
纸桥的设计不仅是一场脑力激荡的挑战,还是一场大显身手的好机会。
说白了,就是你拿着几张纸,动动脑筋,能够造出一座承重的小桥,绝对比你玩儿大富翁还刺激。
2. 设计方案的大致思路2.1 确定需求首先,我们得搞清楚设计的需求。
这可是最关键的一步!一般来说,纸桥设计的需求包括:桥的长度、宽度和需要承受的重量。
简单来说,就是你要知道你的纸桥要撑多长,宽多宽,还得知道它要顶得住多少东西。
如果桥的长度是5米,宽度是10厘米,你的纸桥就得能撑起这些要求的重量。
这些都得考虑清楚,不然你设计的桥可能就会像纸糊的一样垮掉。
记得有句话说得好:“知己知彼,百战不殆”,先搞清楚这些,你才能够做好下一步的设计。
2.2 选择材料接下来,选材也是不可忽视的一环。
我们说的纸,最好用的是硬一点的纸,比如说卡纸或是牛皮纸。
这些纸的强度比较高,不容易被压垮。
你要想象一下,如果你用那种薄薄的复印纸,那真是没法承重的,可能一块砖头都撑不住呢。
纸的选择决定了你纸桥的基础,所以一定要认真对待。
大家可以试着用不同的纸张来做实验,看看哪种纸最能撑得住。
3. 设计方案的具体步骤3.1 设计草图好了,纸和需求都准备好之后,就可以开始动手设计啦。
首先,画个草图,这就像是为你的纸桥画一张蓝图。
草图上得标明桥的各个部分,比如说桥面、桥拱、支撑点等。
你可以用简单的几何图形来表示,比如说三角形、矩形这些。
别小看了这一步,草图可是决定你纸桥成败的关键。
草图画得好,纸桥设计也会顺利很多。
记住,一步一个脚印,千万别急功近利。
3.2 制作与测试草图画好了,就可以开始制作纸桥啦。
先把纸裁剪成你需要的形状,然后用胶水、胶带等工具把它们粘合在一起。
纸质桥梁设计的案例
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纸质桥梁设计的案例
那我给你讲一个超酷的纸质桥梁设计案例。
就说我有个朋友,他参加学校的科技节,要设计一个纸质桥梁。
这小子呢,脑洞大开。
他首先想到的是模仿那种古老的拱桥结构。
为啥呢?因为拱桥能把压力分散到两边的桥墩上,很稳固。
他就用厚厚的卡纸开始做。
他先剪出了很多个一模一样的小拱形结构,就像那种弯弯的小月亮一样。
然后呢,他用胶水小心翼翼地把这些小拱形一个一个地粘起来,组成了一个大大的拱形,这就是他桥梁的主体部分啦。
但是呢,光有拱形还不行啊,这桥还得有桥面呢。
他就找了一张超级长的纸条,把纸条折成那种波浪形。
你想啊,波浪形的纸条可比平平的纸条结实多了,就像那种有褶皱的纸不容易被撕破一样。
他把这个波浪形的纸条粘在了拱形的上面,就成了桥面。
为了让这个桥更牢固,他还在桥的两边做了一些小的支撑结构。
就像给桥安上了小翅膀一样,不过这翅膀是用来支撑,不是用来飞的哈。
他用细纸条卷成小圆柱,然后斜着粘在桥身和桥墩的地方,就像三角形的支撑一样,大家都知道三角形是最稳定的形状嘛。
最后啊,这个纸质桥梁居然能承受好几本厚厚的字典的重量呢!当他把字典一本一本地放在桥面上的时候,我们都紧张得不行,心想着这纸桥可别一下子就塌了。
结果呢,它稳稳当当的,就像个小硬汉一样。
这个案例就告诉我们,只要动动脑筋,小小的纸张也能做出超厉害的桥梁设计呢!。
纸桥的设计方案
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1. 引言纸桥是一种常见的科技实践活动,它能够帮助学生锻炼动手能力、培养工程思维,并且展示出静力学的基本原理。
本文将介绍设计一座纸桥的方案,并提供一些设计要点和建议。
2. 设计目标设计一座稳定、承重能力较强的纸桥。
3. 材料准备•A4纸:选用较厚、较硬的A4纸,以确保桥的稳定性。
•胶水:使用强力胶水,使纸张牢固粘合。
4. 设计要点•桥的形状:纸桥可以采用不同的形状,如平面桁架、拱桥等。
在选择形状时,需要考虑桥的稳定性和承重能力。
•桥墩的设计:桥墩是纸桥承受压力的关键部分,应该考虑墩的高度、宽度和位置,以增强桥的稳定性。
•桁架结构的设计:桁架结构是纸桥的骨架,需要合理设计桁架的间距、截面形状和连接方式,以支撑起桥面。
•桥面的设计:桥面需要承载人或物体的重量,应该选择较宽、较平整的纸张,且要确保桥面与桁架的连接稳固。
5. 设计步骤5.1 规划桥的形状根据设计要点,选择适合的桥形。
平面桁架常用于构建纸桥,因为它具有较好的稳定性和承重能力。
此外,拱桥也是常见的纸桥形式之一,可根据实际需要选择合适的弧度和高度。
5.2 设计桥墩确定桥墩的位置和高度。
桥墩的数量和位置应根据桥的跨度和形状来决定。
桥墩可以在桥面下部支撑,也可以在桥面上部作为装饰。
5.3 设计桁架结构根据桥的跨度和形状,设计合适的桁架结构。
桁架结构的间距、截面形状和连接方式都会影响桥的稳定性和承重能力。
可以参考一些经典的桥梁结构,如三角形桁架、平行四边形桁架等。
5.4 设计桥面选择合适的纸张作为桥面,确保纸张较宽、较平整。
桥面与桁架的连接点需要牢固,可以使用胶水或其他适合的固定方式进行连接。
5.5 组装和测试根据设计进行纸桥的组装,确保各部件连接牢固。
在组装完成后进行测试,放置适量的重物(如书籍或石头)在桥上,观察桥的稳定性和承重能力。
6. 安全注意事项•在设计和组装过程中,小心使用工具以避免受伤。
•在进行测试时,确保有人监督并注意周围的安全。
7. 结论通过合理的设计和制作,一座稳定、承重能力较强的纸桥可以成功建立起来。
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突破自我
题目条件限定
本题要求我们用一张A4纸和少量胶水建造一个跨度为280mm的桥。
根据题意我们可以滴对本题的条件做如下的理解:
(1)制作材料为A4纸
查阅资料可知A4纸的基本参数见下表
桥梁的跨度为28cm,桥梁两端的固定方式对实验有着很大的影响。
在两端用胶水粘在两端的固定物上、两端夹持或是简支的条件下得到的结果会有很大的不同。
由于各种截面形状的纸桥与两端固定端的接触面形状尺寸都有所不同,胶接或是夹持的方式不可取。
所以本题采用简支的方式。
(3)载荷方式:
真实桥梁的载荷方式很复杂,但在我们的实验分析中,我们认为只要在一种载荷方式下表现最好的桥梁就是在所有载荷方式下表现最好的桥梁。
我们采用控制变量法进行实验,对我们设计的所有结构的桥梁只在纸桥的中点处正直放置15块人民币一元硬币,看各种纸桥在该载荷方式下的变形情况。
单个一元钱人民币硬币质量为:m=6.3g;15个硬币的质量为:94.5g (4)桥梁外形
从实际情况看,桥梁具有一些基本的外形要求:竖直朝上的面要能通过行人或车辆。
所以我们要求所有纸桥竖直朝上的面的宽度至少等于一个一元钱硬币的直径。
圆形截面直径大于等于一元钱硬币的直径即可。
基本简化模型:
本题中的纸桥跨度为28厘米,两端架在书本上,实验中将一定数量的硬币放置在纸桥的中点位置附近上以检验纸桥的强度,假设实验中桥梁保持了等截面,且硬币对桥梁的压力可以视为作用于桥梁中点集中载荷,则该实验模型可以简化为一个基本的二维模型。
如下图所示:
该桥梁的剪力图,弯矩图如下:
最大弯曲正应力的计算公式如下:
max max
max z
M y I σ=
其中,max M 是横梁上的最大弯矩,max y 是截面垂直方向上离中性轴最远的距离。
z I 为惯性矩,2z A
I y dA =⎰
简支梁中点受集中力作用的中点挠度计算公式如下:
3
max
48z
Fa w EI =-
在纸桥中点处,纸桥的横截面上有最大的正应力。
桥梁越坚固,在加载相同载荷的情况下形变量就最小。
所以,在简化模型中,校核各种纸桥的承载能力的核心在于计算各种纸桥的抗弯强度z EI :
理论分析
(1) 弹性模量E 的影响:
由A4纸的基本参数可知,一层A4纸和两层粘合的 A4纸的弹性模量(分别为28.9Mpa 、74.2Mpa )是不一样的。
当然E 越大,桥梁中点的挠度也就越小。
但是粘
合两层A4纸又会减少纸的实际可用的面积,可能会使z I 减小,起到增大挠度的效果。
所以,在一些关键部位是可以用粘合两张A4纸来提高桥梁的强度,但是还应当充分考虑这样做对z I 的影响。
(2) 惯性矩z I 的影响
毫无疑问,各种截面形状有不同的z I ,从而使各种截面桥梁的强度不同。
下面通过理论计算对三种基本截面(圆形、正方形、三角型)进行比较。
A4纸的宽度为210mm 。
所以要是只叠一层,圆形截面的半径为33.4mm 、正方形边长为52.5mm 、等边三角形的边长为70mm ,纸张厚度均记为e 。
根据2z A
I y dA =
⎰对三角形和正方形进行计算。
根据23111
222z p A A
I I r dA r ed θ=
==⎰⎰对圆形截面的惯性矩进行计算。
结果如下: -4-5-5=1.17010e =9.64710e =8.57510e
z z z I I I ⨯⨯⨯圆正方形等边三角形
由此可知若是在相同纸张层数下,圆形截面的强度最高。
(3) 最大抗拉压应力的影响
资料显示,A4纸抗拉压强度不同,能承受的最大拉应力(22.2N/mm^2)是最大压应力的3倍(7N/mm^2)。
对于圆形和矩形截面,中性轴刚好就是截面的对称轴,所以截面受到的最大拉压应力是一样的。
截面上的拉压应力分布图如下图所示:(对本题的纸桥而言,中心轴以上为压应力,中心轴以下为拉应力)
而对于等边三角形截面,其截面应力分布如下图:
所以,上下对称的截面承受的最大应力应当小于其最大压应力7N/mm^2,倒置的等边三角截面可以承受的最大应力为最大压应力的两倍14N/mm^2
,设计纸桥时应当
充分利用A4纸抗拉压强度不同这一重要特性,设计出上下不对称的截面,等腰三角形就是一个很好的选择。
(4)平面结构稳定性的影响:
这个纸桥使用纸张折成的,所以横截面都不是整个一张纸,而是具有薄壁特性。
这就要求我们充分考虑到平面结构的稳定性。
第一、闭口截面比开口截面稳定,所以避免使用开口截面。
第二、平行四边形有不稳定性,三角形有稳定性,所以矩形在顶部受力时极易变形,而三角形不会。
I,但是三角形截面最能充分利用A4综上所述,理论分析的结果是,圆形截面具有最大的
z
纸抗拉压能力不同的特性,并且具有最好的平面稳定性。
但是要想使三角形倒放成为桥梁必须将纸叠成多个三角形组成的手风琴形状。
根据理论分析,我们设计了粘合多层的圆形截面和具有三角形截面优点的手风琴截面的纸桥。
并对它们进行实验对比。
实验分析
我们制作了粘合双层的圆形截面和具有多个三角形截面的手风琴截面的纸桥。
简支后,在其中点位置放置15枚一元钱硬币,测量其中点位置的挠度。
实验结果如下。
(1)粘合双层的圆形截面纸桥
(2)具有多个三角形截面的手风琴截面纸桥
对比可知,手风琴截面强度更大,结构稳定性更好。
计算仿真
对上述两种结构进行计算仿真。
根据A4纸的基本参数和我们所制作纸桥的外形尺寸,我们在solidworks上进行了计算仿真;仿真结果如下:
名称类型最小最大
手风琴截面-纸桥URES:合位移0 mm
节: 3 1.88528 mm 节: 7071
手风琴截面-算例1-位移-位移1
名称类型最小最大
位移1 URES:合位移0 mm
节: 1 3.68926 mm 节: 6447
圆筒形纸桥-算例2-位移-位移1
经过仿真计算,我们得到了与实验相吻合的结果,就是手风琴型的纸桥比粘合两层的纸桥强度更高。
结论
我们最终设计的“突破自我”最佳纸桥为手风琴型纸桥。
在简支时,在中点处加载15枚一块钱硬币时,这款纸桥的最大挠度最小,大约为1 mm。
这款手风琴型纸桥拥有五个小三角形排成截面,充分利用了A4纸的抗拉不抗压的特点,最大限度提高了该纸桥所承受的最大应力,并且利用了三角形的稳定性,确保了截面的稳定性。