纸桥承重挑战
最优化模型结构优化、极值
参数控制
截面形状示意
承重状态
01g2.8g
200g / 2.8g
挠度形变示意
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实验结果
2.8g
最大承重
安全系数0.01
挠度1410.3mm
惯性矩0.03mm⁴
💥 已超载
已超过最大承重 2.8g,结构失效!
📐 力学公式
截面惯性矩:I = bh³/12(矩形)
最大弯矩:M = F·L/4(中心加载)
最大应力:σ = M·y/I
挠度:δ = F·L³ / (48·E·I)
关键:I 越大,承重越强、变形越小
W型/圆筒大幅增大 I → 承重大增
中考链接
函数最值稳定性
函数最值:惯性矩 I 与截面形状有关,改变形状(平铺→圆筒)可以让 I 增大上千倍,这就是"一张纸折成圆筒能承重"的数学原理。