□ 马洪辉 □ 冯益聪 □ 董宇杰 □ 吴小涛 □ 顾 勇

杭州师范大学钱江学院 杭州 310036

1 设计背景

在人类文明的发展史中,桥梁的建设占据着十分重要的位置,是人类文明的产物。中国古代桥梁拥有辉煌成就,在世界桥梁历史上绚丽多姿,体现了人类社会的进步与发展[1-6]。智能物流系统指在智能交通系统基础上,以电子商务方式运作的现代物流服务体系。智能物流搬运系统是借助于搬运的智能物流体系。

全国大学生工程训练综合能力竞赛是全国性大学生科技创新实践竞赛活动,竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节,要求学生组成团队,协同工作,初步体会工程性研究开发项目从设计到实现的全过程。笔者以第七届全国大学工程训练综合能力竞赛智能物流-桥梁结构设计组别的命题为背景,设计用于智能物流搬运的桥梁结构。桥梁上承载小车,小车最大承载质量为30 kg。根据给定桥梁区间尺寸长800 mm、宽180 mm、高250 mm,设计单跨桥梁结构,要求桥梁材料采用本色侧压双层复压竹皮,单张竹皮厚度不大于 0.5 mm,力学性能参考值中,弹性模量为10 GPa,抗拉强度为60 MPa。

2 桥梁结构建模

竞赛对桥梁的质量有要求,以桥梁最小的自身质量来承担最大的载荷。首先考虑桥架杆件结构,由于三角形结构具有较好的稳定性,因此桥架杆件采用三角形结构。所有杆件尽量通过较短的长度来换取中心位置的降低。杆件长度减小,降低杆件的长径比,使杆件临界受力强度增大,杆件更加稳定。……