簡介
現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程設(shè)備廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)程序用于提供詳細(xì)分析,設(shè)計(jì),3D結(jié)構(gòu)模型。如果結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜,相關(guān)的計(jì)算會超出使用手冊或電子表格所得出的結(jié)果。同樣,現(xiàn)代教學(xué)實(shí)踐注重利用這些結(jié)構(gòu)工程分析程序。雖然它們提供了很好的數(shù)值分析設(shè)備,但是它們需要完全依賴于用戶對結(jié)構(gòu)分析的固有理解??上У氖?,事實(shí)并非如此。分析僅與提供的信息大同小異,并不能從本質(zhì)上改進(jìn)不完善的概念(RIRO).
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工程教學(xué)設(shè)備不太注重對簡單情景的深入分析,也不鼓勵學(xué)生思考設(shè)計(jì)與分析結(jié)構(gòu)中的實(shí)際問題。
Armfield與 David Brohn博士(研究此課題的結(jié)構(gòu)工程師)合作開發(fā)了一系列的軟件和硬件,專門研究了解結(jié)構(gòu)性能問題。
該系列的設(shè)備可組裝并了解大量的結(jié)構(gòu)模型。它專門采用一系列可以提供放大反應(yīng)的組件重現(xiàn)變型?;鞠到y(tǒng)即使沒有制動器和傳感器,通過手動試壓和觀察變形也可以深入了解結(jié)構(gòu)。將顯示軟件,傳感器,制動器和分析軟件相連接,設(shè)備可提供前所未有的特殊學(xué)習(xí)經(jīng)歷。
使用模式
最簡單的模式是利用硬件和底板創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。用手施壓并觀察結(jié)構(gòu)的的即時反應(yīng),可獲取大量的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。
利用顯示器和可視化軟件將這種學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到另一尺寸的模型中。模擬負(fù)荷的彎矩,剪力,偏轉(zhuǎn)和反作用力顯示圖表可以將這些概念引入生活中。 在屏幕上可以顯示如下模型,疊加物理模型,并將模擬與硬件進(jìn)行對比,可產(chǎn)生無與倫比的獨(dú)特教學(xué)功能。(如果無需硬件,軟件可單獨(dú)使用)
下一步是添加可選擇的測量硬件設(shè)備。這樣可利用計(jì)算機(jī)將力施加到建筑物上,設(shè)計(jì)精細(xì)的傳感器測量實(shí)際反應(yīng)和位移。因此可定量測量力,位移和可能發(fā)生的反應(yīng)。
可以任意方式使用傳感器和制動器來測量它們對用戶自創(chuàng)的建筑物的反應(yīng)。
最后也可以對建筑物進(jìn)行全面的計(jì)算機(jī)模擬。Armfield提供主要的結(jié)構(gòu)模型,它們可以在演示版的專業(yè)軟件結(jié)構(gòu)分析儀器上運(yùn)行和供給。
描述
所有的教學(xué)設(shè)備都包含四個不同型號的組件。選擇不同的組件可滿足特定的教學(xué)需求。
1. 結(jié)構(gòu)硬件
這是一組可以構(gòu)造很多個2D結(jié)構(gòu)的部件。它包含一個透明的底板,上面的建筑物帶有32個安裝點(diǎn),組成一個80mm x 80mm 的格子??梢蕴峁┒喾N不同的節(jié)點(diǎn)和接頭。利用簡單的掛鉤安裝將系統(tǒng)固定的節(jié)點(diǎn)安置在腳板上。提供不同長度的元件,這些元件的材質(zhì)為碳纖維,并且很容易彎曲,以便顯示建筑物的運(yùn)動。
元件長度: 1U,
2U, 3U, 4U, 4U+ (U= 單位長度)
支撐結(jié)構(gòu): 固定剛接
固定鉸接
簡單的滑動支撐物
末端滑動
水平滑錨
接頭: 剛接直角
鉸接直角
聯(lián)機(jī)鉸接
透明的底板安裝在32" 寬屏顯示器,可以用電腦進(jìn)行顯示第2章中描述的可視化軟件。連接器和接頭位于一個帶鎖的抽屜里,抽屜位于固定的位置,用于放置每個組件。ST11測量選項(xiàng)帶有一個抽屜。
2.顯示和可視化軟件
這個軟件是了解結(jié)構(gòu)性能概念的基本部件,與硬件一起用于演示,有助于理解原理。對于許多預(yù)先定義的結(jié)構(gòu)來講,有可能會對建筑物上的力產(chǎn)生即時交互仿真效應(yīng),利用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)可模擬力,并生動地顯示剪力圖,力矩圖,撓度和反作用力,并隨著力的變化不斷更新。
顯示和可視化軟件
當(dāng)連接軟件和硬件時,圖表會立即顯示在建筑物后面,因此直接與其相關(guān)。
軟件功能:
? 顯示有待評估的結(jié)構(gòu),有助于更正裝配
? 以圖表形式顯示結(jié)構(gòu),并繪制同一結(jié)構(gòu)。它被證實(shí)是能幫助學(xué)生理解原理的有力工具。
? 針對模擬的力繪制彎矩,剪力,撓度和反作用力圖示(見上圖)
3. 測試設(shè)備
測試設(shè)備包括一系列的傳感器和制動器,用于加
強(qiáng)和測量結(jié)構(gòu)硬件的性能.
組件:
? 三個組件剛性支承傳感器-ST11-1
它可以替代帶有結(jié)構(gòu)硬件的固定剛性支撐。測量連接處的垂直反力(朝組件方向,與拉力或壓力相當(dāng)),正交反應(yīng)和反作用力矩。
? 兩個組件固定支撐傳感器- ST11-2
它可以替代帶有結(jié)構(gòu)硬件的固定鉸接支撐。測量連接處的水平和垂直反作用力。
? 偏轉(zhuǎn)傳感器- ST11-3
用于測量格點(diǎn)橫梁的撓度
? 簡單的支撐傳感器- ST11-4
用于替換簡單的滑動支架,測量支架上的反作用力
? 線性制動器- ST11-5
在任何格點(diǎn)為建筑物提供線性制動器,附帶的傳感器測量制動器產(chǎn)生的力,以便達(dá)到所需的偏轉(zhuǎn)
? 接口模塊- ST11-6
計(jì)算機(jī)和傳感器之間的界面可使用標(biāo)準(zhǔn)的USB2接口。它還包括通用的輸入電源和連接電纜。
傳感器和制動器與界面相連,彼此通過鏈型電纜連接。它們可在鏈條的任何地方進(jìn)行連接,同一型號的多個組件可安裝在同一個系統(tǒng)里。可單獨(dú)采購備用的傳感器和制動器,如果有需要的話,可以在日后操作中繼續(xù)使用。
4. 分析軟件
Armfield 為所有預(yù)定義的結(jié)構(gòu)提供軟件模型,利用專業(yè)模板的軟件演示設(shè)備可進(jìn)行大量的分析,Armfield還提供演示設(shè)備。從這個出發(fā)點(diǎn),用戶可分析它們的模型和結(jié)構(gòu),也可以使用Armfield組件或是軟件。軟件可定義分析任何基底材料的尺寸,厚度,長度等。
另一個分析軟件也帶有《了解結(jié)構(gòu)分析》教材。
(注意:關(guān)于這兩個分析軟件的技術(shù)支持,用戶應(yīng)該直接聯(lián)系供應(yīng)商。)
軟件功能:
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包括介紹彎矩,剪力,撓度和反作用力概念及其圖例,及相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖示
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在與測試硬件一起使用時,軟件控制制動器,并顯示不同傳感器的輸出值
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這種模式顯示的是制動器產(chǎn)生的真實(shí)力的圖表,而不是模擬的力
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為傳感器和顯示屏提供校準(zhǔn)
供貨范圍
這個高性能的模塊系統(tǒng)有著無限的可能性。為了簡化采購流程,按照要求,組件可分成多個小的包裝。
ST10 理解結(jié)構(gòu)性能設(shè)備包括:
? 底板
? 基礎(chǔ)裝置,運(yùn)用以上結(jié)構(gòu)所需的支架和接頭 (也可以應(yīng)用其他的結(jié)構(gòu))
? 帶有HDMI接口的32” 高清顯示器
? 顯示器和可視化軟件
? RISA 2D 模型
? 編著的《了解結(jié)構(gòu)分析》教材
? 包括RSE分析軟件演示版本
? 所有組件的存儲設(shè)備