دسته
دوستان

آرشیو
آمار وبلاگ
تعداد بازدید : 8543
تعداد نوشته ها : 5
تعداد نظرات : 0
Rss
طراح قالب

(ویژه دبیرستان، مخصوص علاقه­مندان به مهندسی عمران)

یکی از مهم­ترین چیزهایی که باید در طراحی یک سازه، مد نظر قرار گیرد پایداری آن در برابر نیروهایی است که به آن وارد می­شود. یک مهندس متعهد همیشه به خاطر دارد که سازه­ای که طراحی کرده باید در برابر نیروهای مخرب ناخواسته­ای که به آن وارد می­شود و خطرات فراوانی را ایجاد می­کند مقاومت کند. مثالی از این خطرات احتمالی پایداری سازه­ در معرض بادهای موسمی است که در این فصل در بسیاری از نقاط کشورمان شاهد آن هستیم. یک باد شدید می­تواند سازه را از کناره­ها هل بدهد و نیروهایی را به سازه وارد کند و در بسیاری از موارد این بادها می­توانند سبب ویرانی سازه­ها و آسیب به مردمی شوند که در اطراف آن­ها قرار گرفته­اند.

با ایجاد و اصلاح سازه­ها می­توان در نواحی بادخیز، پناه­گاهی برای محافظت از باد مناسب ساخت. شاید شما هم سازه­هایی مانند دیوار و پرچین­ را در کنار پارک­ها یا پارک­های ساحلی دیده باشید که مردم را از آسیب وزش بادها حفظ می­کنند. یک بادشکن مانند یک سد عمل می­کند و می­تواند حتی در روزهای پرباد هم یک محافظ عالی باشد. اگر شما از زیرکی و هوش خود استفاده کنید می­توانید این پرچین­ها را توسعه داده و محافظ­های خوبی را برای خانه­ها، مزارع و شاهراه­ها طراحی کنید. شاید هم بتوانید برای موارد زیر راه حل مناسبی بیابید:

·         پشت بام­ها: پشت بام­ها یکی از مکان­های مهمی هستند که همیشه در معرض وزش باد قرار می­گیرند. با انتخاب موادی مانند شن، تفال، یا موزاییک­های رسی می­توانید سازه­هایی برای غلبه و شکست بر آسیب باد طراحی کنیدکه مانند بادشکن عمل کند. اگر به پشت بام­هایی که شیب­دار هستند یا  بالکن یک واحد آپارتمانی محسوب می­شوند فکر کنید، حتما بیشتر به ارزش رفع این مشکل پی خواهید برد.

·         سایبان­ها: چادرها و سایبان­هایی که عموما در گلخانه­ها، حیاط­ها و پارک­ها به کار می­روند نیز همیشه در معرض وزش باد قرار دارند. آیا می­توانید مدل­ها و آزمایش­هایی را برای اصلاح آن­ها طراحی کنید؟ آیا می­توانید اصلاح­هایی اعمال کنید تا برای بادهای کم­شدت­ هم مفید باشد؟

·         مناطق روستایی: اگر شما در یک منطقه روستایی یا در یک مزرعه کشاورزی زندگی می­کنید، دیده­اید که باد می­تواند یک مشکل بزرگ برای گاوها در چراگاه­ها در ماه­های زمستانی باشد. مهندسان کشاورزی در صدد حل این مسئله برای چوپانان مناطق سردسیر و کوهستانی هستند. شما چه کمکی می­توانیدبه آن­ها بکنید؟

·         ...

برای رفع هر یک از این مشکلات که تلاش کنید، علاوه بر این که در جامعه­ی خود نقش موثر و مفیدی ایفا کرده­اید، می­توانید برنده­ی یکی از جشنواره­های بین­المللی مثل جشنواره خوارزمی باشید. اما چگونه؟ من در این مقاله سعی می­کنم یک روش کلی به شما معرفی کنم، تا با تعمیم آن بتوانید مشکلات خاصی را که با آن مواجه هستید حل کنید.

 بررسی پیشینه و ادبیات پژوهش

برای انجام این نوع پروژه­ها باید معنای مفاهیم زیر را به خوبی بشناسید. یک مشاور می­تواند شما را در پیدا کردن مطالب مورد نیز در این زمینه در کتابخانه یا اینترنت یاری دهد.

1.        باد

2.        نیرو

3.        بادشکن

4.        سازه

5.        پایداری

6.        طراحی

7.         مقیاس

سوالات طرح

در شروع پروژه با خود بیندیشید پس از اتمام پروژه به چه سئوالاتی باید بتوانید پاسخ دهید. من سازه­هایی مانند دیوار یا پرچین را برای شروع در نظر گرفته­ام.  

1.        چگونه باد بر سازه­ای مانند دیوار یا پرچین اثر می­گذارد؟

2.        آیا تغییر طراحی دیوار یا پرچین می­تواند بر افزایش پایداری سازه موثر باشد؟

3.        آیا دیوارها و پرچین­ها را می­توان برای مقابله با شرایط محیط­های بادخیز به کار گرفت؟

 کتاب­شناسی

این مقاله­ها، گزارش کاملی از این پروژه را به شما ارایه می­دهند که متناسب با شرایط آب و هوایی امریکا است و با شرایط با بومی نشده، اما می­تواند راهنمای خوبی برای شما باشد.

·         http://www.sciencenewsforkids.org/articles/20060607/Feature1.asp

·         http://kids.nationalgeographic.com/portal/site/Kids/

·         http://www.iowabeefcenter.org/pdfs/bch/10200.pdf

 

مواد و تجهیزات لازم

     1.  یک دفترچه همراه با کاغذ رسم

  1. یک پنکه با توانایی ایجاد باد با سرعت زیاد
  2. تخته­ی فوم
  3. نوار پوشاننده
  4. تفنگ و لوله­ی چسب حرارتی
  5. چاقوی تیز (به همراه یک بزرگسال که به شما در برش کمک کند)
  6. موادی که برای ساخت دیوار یا پرچین مورد نیاز است:
  • موادی مانند شبکه یا صفحه­های توری
  • سیم یا طناب
  • مقوای نازک یا تخته دیوار کوب برای کار با توری­ها

روند آزمایش:

1.       اولین قدم طراحی دیوار یا پرچین­ است. یک مداد و یک دفترچه همراه با کاغذ رسم را برای طراحی اولیه خود انتخاب کنید. طراحی­ها را در مقیاس یک صدم (یا هرچه مد نظر شما است) در کاغذ رسم کنید. ابتدا یک چارچوب برای کار در نظر بگیرید که در تمام مراحل اندازه­ی آن ثبات باشد. داخل آن را می­توانید به صورت­های مختلف پر کنید. مثلا می­توانید آن به صورت کاملا آجرچین شده، نرده­های افقی، عمودی و ... در نظر بگیرید یا:

·           از یک صفحه­ی تخت برای پر کردن چارچوب سازه (دیوار) استفاده کنید.

·           به جای صقحه­ی تخت، موادی مشبک یا صفحه­ها­ی توری به کار بگیرید.

·           چند حفره در صفحه­ی تخت ایجاد کنید.

·           تعداد، فاصله یا عرض تخته­ها را تغییر دهید.

·           زاویه­ی تخته­ها را نسبت به هم تعییر دهید.

·           یک شبکه خاص طراحی کنید.

·           ...

2.      برای این که طرح خود را بسازید به چه چیزهایی نیاز دارید؟ در این باره تصمیم بگیرید و مواد مناسبی را انتخاب کنید.  برای شروع مقوای ماکت­سازی یا فوم گزینه­ی مناسب و راحتی است. استفاده از چوب­ها نازک هم خوب است، به شرط این که برای بریدن آن به درد سر نیفتید.

3.        قدم بعدی ساخت طرح­های شما با استفاده از موادی است که انتخاب کرده­اید. اگر از فوم استفاده می­کنید، ما چسب حرارتی را برای چسباندن قطعات پیشنهاد می­کنیم. پس از تکمیل، برش و اتصال هر بخش آن را به چارچوب ثابت وصل کنید.

4.        یک پنکه را در فاصله تقریبا 3 متری از سازه­ی خود قرار دهید. مکانی که آن را قرار داده­اید با یک علامت مشخص کنید. دقت کنید که شما به تنظیم شدت باد پنکه و فاصله سازه از پنکه به میزان دلخواه خود (1 تا 5 متر) نیاز دارید. این میزان تغییر به شدت باد پنکه و سایر متغیرهایی دارد که در این آزمایش مد نظر شماست. دقت کنید که به هیچ وجه فواصلی که تعیین کرده­اید در مدت زمان آزمایش تغییر نکند. چون این مقدار جزو ثابت­های آزمایش شما است.

5.        سازه­ای که طراحی کرده، ساخته­اید را در محل علامت­گذاری شده قرار دهید و پنکه را با بیش­ترین شدت روشن کنید.

6.        این کار را برای تمام سازه­ها تکرار کنید. آنچه روی می­دهد را در دفترچه­ی خود ثبت کنید. آیا سازه فرو می­افتد (بله/خیر)؟ آیا سازه کج می­شود (بله/خیر)؟ آیا سازه کاملا مقاوم است (بله/خیر)؟

7.        کدام طراحی­ها بهتر در برابر باد عمل می­کنند؟ شما باید سازه­ها را بر اساس عملکردشان طبقه­بندی کنید و سپس خواهید توانست کاربردهای واقعی را برای هر یک از سازه­های خود مشخص نمایید. آیا می­توانید از بین سازه­هایی که آزموده­اید یکی را به عنوان سازه­ی مناسب برای خانه، پارک یا مدرسه پیشنهاد کنید؟ کدام سازه گزینه بهتری برای حل مشکل شما است؟ ایا می­توانید به عنوان بادشکن از سازه­ی خود در مکان­های مختلف استفاده کنید؟ چه اصلاحات دیگری را پیشنهاد می­کنید؟

من منتظر نتایج و ایده­های جالب شما هستم.


دسته ها : فیزیک
پنج شنبه شانزدهم 8 1387
X