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  • 近年来研究生karly韧皮展示了达芬奇,她和她的同事们用来证明设计的可行性,设计了一个桥梁的比例模型。

    近年来研究生karly韧皮展示了达芬奇,她和她的同事们用来证明设计的可行性,设计了一个桥梁的比例模型。

    图片:格雷琴·埃特尔

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  • 达芬奇的原始桥提案(左上),示出了在顶部的鸟瞰图和下面的侧视图,包括桥梁下方通过帆船的图。到右侧,下面是由karly韧皮和Michelle谢附图示出了结构如何被分成126个的单个块,将其三维印刷构建的比例模型。

    达芬奇的原始桥提案(左上),示出了在顶部的鸟瞰图和下面的侧视图,包括桥梁下方通过帆船的图。到右侧,下面是由karly韧皮和Michelle谢附图示出了结构如何被分成126个的单个块,将其三维印刷构建的比例模型。

    图片:karly韧皮和米歇尔谢

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工程师把达芬奇的桥梁设计到测试

近年来研究生karly韧皮展示了达芬奇,她和她的同事们用来证明设计的可行性,设计了一个桥梁的比例模型。

建议桥将是世界上最长的时间;新的分析表明它会工作。


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卡尔·莉迪·让·巴蒂斯特
电子邮件: kjeanbap@mit.edu
电话:(617)253-1682
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在公元1502,苏丹叶兹德二发出的复兴相当于政府RFP(征求建议书)的,追求的桥梁设计伊斯坦布尔与邻国城市加拉塔连接。达芬奇,已经是一个知名的艺术家和发明家,想出了他在信中他的笔记本上描述了苏丹,并勾勒一个​​小拉一个新的桥梁设计。

他没有得到那份工作。但他的死亡500年后,设计了什么将是世界上最长的它的时间跨度桥梁好奇在MIT的研究人员,谁知道经过深思熟虑莱昂纳多的概念是如何,以及是否真的会奏效。

扰流警报:莱昂纳多知道他在做什么。

要研究这个问题,最近研究生karly韧皮猛'19,与建筑的教授,土木与环境工程的工作约翰·奥彻森多夫和本科米歇尔谢,通过分析是可利用可用的文件,可能的材料和施工方法解决了这个问题在当时,并在项目选址的地质条件,这是一个河口称为黄金号角。最终,团队建立了一个详细的比例模型来测试结构的站立和支持体重,甚至承受其基础沉降能力。

这项研究的结果巴塞罗那在本周举行的国际协会壳和空间结构的会议上提出。他们也将在马萨诸塞州剑桥市布店的通话功能,本月晚些时候,并在PBS节目新星,设置为空在11月的一个插曲。 13。

扁平的拱

在莱昂纳多的时间,最砌体桥梁支座在传统的半圆形拱门,这将需要10个或更多沿着桥墩的跨度来支持这么长的桥的形式作了。莱昂纳多的桥梁概念是截然不同的 - 展平拱,将是高到足以允许帆船与它的桅杆底下经过的地方,在他的草图说明,但是这将穿越大跨度与单拱巨大。

大桥将是约280米长(尽管莱昂纳多本人使用不同的测量系统,因为公制仍然是几个世纪关闭),使得它在当时世界上跨度最长,此前它已建成。 “这是令人难以置信的雄心勃勃,”韧皮说。 “它比当时典型的桥长10倍。”

设计特色也对稳定横向运动跨度的一个不寻常的方式 - 这导致了几个世纪以来许多桥梁倒塌。打击的是,莱昂纳多提出,向外张开的两边,就像一个站在地铁骑手扩大她的立场在摇摆车平衡桥墩。

在他的笔记本电脑和写信给苏丹,莱昂纳多没有提供有关可能使用的材料或施工方法的细节。韧皮和团队分析当时可用的材料,并得出结论,大桥只可能被石头做的,因为木质或砖无法实施这样一个大跨度的负荷。他们得出的结论是,在传统的砖石桥如由罗马人建造,桥会站在自身重力的作用下,没有任何紧固件或砂浆的石头一起举行。

证明,他们不得不建立一个模型,并证明其稳定性。该需要搞清楚怎么给复杂形状为可以装配成最终结构的各个块。而全面桥就已经进行了数千块石头组成,他们决定与126块他们的模型,这是在1的比例建造的500(使它大约32英寸长)的设计。然后各个块进行三维打印机上进行,取每块约六小时来生产。

“这是耗时的,但3D打印使我们能够准确地重现这一非常复杂的几何形状,”韧皮说。

测试设计的可行性

这不是重现达芬奇的基本桥梁设计在物理形态的第一次尝试。其他国家,包括挪威的一座人行天桥,已经被他的设计灵感,但在这种情况下,现代材料 - 钢材和混凝土 - 被使用,从而使建筑没有提供关于莱昂纳多的工程实用性信息。

“这不是一个测试,看看他的设计将与他那个时代的技术工作,”韧皮说。但由于重力负载砌筑的性质,忠实比例模型,虽然由不同材料制成的,将提供这样的测试。

“这一切都仅仅压缩在一起,”她说。 “我们要真正显示力量都被结构,内转”,这是关键,以确保大桥将稳固站立,而不是推翻。

与实际的砖石拱桥建设中,“石头”是由脚手架结构,支持他们进行组装,只有经过他们都到位可以在脚手架被移除以允许结构以支持自身。那么是时候插入结构中的最后一块,在拱极顶的基石。

“当我们把它在,我们不得不挤它,这是关键时刻,当我们第一次把桥一起。我有很多疑问”是否将所有的工作,韧皮回忆。但“当我把重点中,我想,‘这是去工作。’在此之后,我们采取了脚手架了,它站起来。”

“这是几何的力量”,使得它的工作,她说。 “这是一个强烈的概念。它是经过深思熟虑的。”另一比分胜利,莱昂纳多。

“是这样的小品只是豪爽的,这是他在50秒内做,或者是它的东西他真的坐了下来,深入思考什么?很难从现有的史料知道”,她说。但证明了设计的有效性表明,莱昂纳多确实精心而周到地解决它,她说。 “他知道物理世界是如何工作的。”

他还清楚地理解该地区是地震多发,并结合等功能的扩展基础,将提供额外的稳定性。测试结构的弹性,韧皮和谢建立在两个移动平台的桥梁,然后搬到一个远离另一模拟的基础运动可能导致的弱土壤。桥呈弹性,以水平运动,只是略微变形,直到被拉伸到完全崩溃的地步。

设计可能不具有现代桥梁设计的实际意义,韧皮说,因为今天的材料和方法提供了更轻,更坚固的设计更多的选择。但这种设计的可行性的证明揭示了什么雄心勃勃的建设项目可能只使用材料和文艺复兴早期的方法都没有可能较为清淡。并再次强调了世界上最多产的发明家之一的辉煌。

这也显示出,麻说,“你并不一定需要花哨的技术拿出最好的点子。”


主题: 土木与环境工程, 材料科学与工程, 工程学院, 建筑, 历史, 建筑与规划学院, 研究, 3-d印刷

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