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如何用意大利面造桥使其最坚固? 第1页

  

user avatar   threeknights 网友的相关建议: 
      

啊,这个问题其实已经“困扰”了一批国外小年轻们三十多年了。你搜索关键词“spaghetti bridge”,就会发现,加拿大的一所公立学校Okanagan College,自从1983年来,已经举办了37届“意大利面桥建筑大赛[1](Spaghetti Bridge Building Contest)。参赛者需要用尽可能低的自重,通过比较意大利桥的最大承重值,来赢得1500美元的奖金。

目前Okanagan Colledge的这一赛事的纪录,是在2009年,由Aliz Totivan和Norbert Pozsonyi两人所创造的。他们用982克的意大利面所搭建的桥,承受住了最高443.58公斤的重量。他们的意大利面桥,大致结构如上图所示。在随后的几年里,很多选手也都用了与之类似的结构,比如下面这位2018年时的参赛选手。

当然,其他国家也举办过同类比赛,比如伊朗。在2017年举办的伊朗国际意大利面桥赛事[2]中,伊朗的学生团队,也以类似的结构,用945克的自重,承载了953公斤的最大重量。没错,近一吨的承重。这是我在公开资料中,能找到的最大承重值了。这么看起来,伊朗的意大利面,属性要比加拿大的意大利面,强不少啊。

不知道第一次使用这种设计的人是谁,但从不同组织方的赛事结果来看,这种“拱形桁架斜拉桥”设计,目前是当之无愧的王者。我尝试着在ANSYS中,对这种结构进行了简化后的受力分析,下图为分析得到的轴向应力分布及最大弯曲应力分布。可以看到,这种设计,尽可能地减少了绝大部分意面的弯曲应力。另外,拱形位置处的意面,其轴向应力为压应力,而放射状的意面则以拉应力为主。

最后,下面这个视频,是Okanagan College 2017年时的比赛视频,其中有一些其他结构的意大利面桥,供知友参考。

参考

  1. ^Spaghetti Bridge Building Contest https://www.okanagan.bc.ca/spaghetti-bridge
  2. ^伊朗:意大利面桥承重一吨 http://www.gstv.com.cn/news/folder12/2017-02-28/377872.html



  

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