1、第十五届上海未来工程师大赛项目二 1结构工程师系列 2轻量座椅航天器、飞机、火车、汽车所有交通工具都需要耗费能源来运动。假如交通工具本身的重量越轻，需要的能源就越少。座椅，由于数量较多，是计算交通工具载重时必须重点关注的对象。如果结构设计师们能够设计出既轻又坚固的座椅，就能节省更多能源。知识与能力：结构力学、结构设计、制作技巧。比赛规则1. 项目简述：使用自选材料设计一个轻量化的坚固座椅，并制作出来，将其带到赛场进行承重测试。2. 参赛组队：分小学、初中和高中组，每队由 2 名学生组成。比赛分 “设计方案评估”和“座椅承重测试”两个部分。3. 设计方案评估：参赛队需在报名时提交项目申报书（见规
2、则所附），以及能够证明本队设计依据、制作过程的其他必要资料，以便裁判进行方案评估。评估要素详见成绩评定标准。4. 座椅承重测试：1） 座椅规格：a) 制作材料：限使用纸、木、塑料三种材质，可任选一种，不可混合使用。材质分组 座椅自重上限（克 g）纸 120木 80塑料 120b)尺寸要求：座椅的整体长宽高不得大于 15cm，椅面离地高度不得低于 10cm。c)椅面及承重测试区域：椅面不得小于 10cm*10cm 的正方形，厚度不得大于 3cm。椅面中心需用颜色明显的线条或色块标出作为测试所用的承重区域：4 cm4 cm 的正方形。椅面中心下方 8 cm8 cm 的正方形区域内不可有支撑。d)必
3、须功能：座椅必须要有椅背。椅背高（即椅面至椅背最低处的高度）不得低于2cm，宽度不得低于 10cm，厚度不得低于 1cm。15cm15cm15cm10cm10cm10cm10cm 2cm1cm4cm4cm第十五届上海未来工程师大赛项目二 22） 桌面跌落实验及规格检测：在裁判监督之下，由参赛队员将座椅从检录桌上推下，使其自由跌落至地面，再放回桌上。进行两次跌落实验后，裁判根据座椅规格要求进行检测。检测通过的，可以开始自重测量。3） 自重测量：由参赛队员将座椅放置在电子秤上进行称重。裁判记录重量读数，以克（g）为单位，精确到小数点后两位。裁判将座椅贴上检录标记（含参赛队伍编号和座椅自重），可以开
4、始承重测试。4） 椅面承重测试：a)承重测试仪：b)承重测试过程：参赛队员将座椅放置在测试台上，放好后向裁判示意。裁判启动承重测试仪开始施压测试。座椅出现明显形变或加载时间达到 2 分钟即为测试停止，裁判记录此时测试仪的读数，以千克（Kg）为单位，精确到小数点后两位。5. 成绩评定：根据设计方案评估与座椅承重测试的情况，综合评定本项目的成绩。根据纸、木、塑料三种材质分别设组评价。评分项目 评分标准 得分I.设计方案评估：依据项目申报书 I-1.材料的选择 能在进行各方面比较分析的基础上，选择某种材料进行制作。10 分/5 分/0 分。I-2.结构的设计 能在结构设计方面表现出足够的科学性和新颖
5、性。10 分/5 分/0 分。I-3 座椅的制作 能以创新的方式、严谨的方法，进行座椅的制作。10 分/5 分/0 分。I-4 结构的改进 能利用科学的方法（例如开展对照实验、利用衍生式设计软件等）进行座椅的轻量化改进。20 分/10 分/0 分。II.座椅承重测试：依据现场测试数据。 组别：纸 木 塑料II-1. 跌落测试 第一次通过 第二次通过都通过才能参加测试。II-2. 规格检测 尺寸 椅面 椅背 都通过才能参加测试。II-3. 自重 （ ）g （纸、塑料120 g 木80 g） /II-4. 承重 （ ）Kg /II-5.承重测试原始分结构承受的有效重量（Kg）结构的重量(g) （ ）承重测试原始分百分化：将一个组别中最高的承重测试原始分设定为 100 分，其余成绩以此进行百分化，得到座椅承重测试得分。总分（满分 150 分）加载旋转盘电子秤测试托板支架被测座椅第十五届上海未来工程师大赛项目二 3
