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作者:劉子吉(2005-03-05);推薦:徐業良(2005-03-05);最後更新:余家杰(2006-09-15)
附註:本文為元智大學機械系大三機械設計課程學期實作計畫。

機械設計學期實作計畫室外籃球架設計與分析

舊式室外球場籃球架多為骨架結構形式,如圖1所示,底面積較大、較為穩固,但也較佔空間,且不容易以軟墊包覆籃球架以防止撞擊。目前室外球場較常採用的是單柱形式籃球架,如圖2為元智大學室外球場籃球架,底座較不佔空間,且可以軟墊包覆球柱。

1. 傳統籃球架

2. 元智大學室外球場的單柱式籃球架

單柱式籃球架的缺點,是其結構為懸臂樑形式,剛性較不足(如元智大學籃球架投籃擊中籃框後振動很厲害),結構受力時(如大力扣籃)變形量大,且懸臂樑根部較易產生高應力。這個學期實作計畫,便是在利用電腦輔助設計工具,設計、分析籃球架結構,並實際以麥管製作模型,參加結構設計競賽。

麥管籃球架結構設計競賽規則

設計一款單柱式籃球架,並製作1:10模型,包括球柱、籃板、及球柱與籃板間的結構,且在籃框位置製作一承載盤掛勾,在課堂上進行熱身賽及校內創意週之期末決賽,熱身賽的競賽方式以所能承載最多重量而不發生破壞者為優勝,並依照排名取得期末決賽的參賽順序。

期末決賽則採關卡制,共分為羽量級(1500g)、中量級(2500g)、重量級(3500g)三道關卡,挑戰者採漸進方式,於結構不產生破壞的情況下逐一挑戰各關卡,通過各個關卡將分別可獲得通關獎勵金新台幣400元、2000元、6688元,若意外挑戰失敗,則已通過之通關獎勵金必須折半。例如挑戰者A通過中量級關卡,則可獲得通關獎勵金新台幣2000元整,此時挑戰者可自行決定是否接受重量級挑戰,若放棄挑戰則可順利領回新台幣2000元整,若接受挑戰卻意外失敗,則先前之通關獎勵金將折半為新台幣1000元整,反之若通過考驗則可獲得最高獎金新台幣6688元整。

競賽規則如下:

(1)   3是國際標準規定籃球架尺寸圖。你所設計的籃球架結構中,籃框(承載盤掛勾)位置、籃板長度、寬度、位置,以及球柱到籃板間的距離,必須完全符合國際標準尺寸。

3. 實際籃球架尺寸

(2)   承載盤掛勾、籃板、吸管、球柱由助教統一提供,其中球柱長度為500mm。競賽場地地面將設置一深100mm圓孔,供插入、固定球柱(元智大學籃球架球柱插入地下1公尺),球柱插入圓孔後籃球架高度應符合前述國際標準。

(3)   連接球柱與籃板間的結構採用助教統一發放之吸管製作,吸管總長度不得多於1400mm

(4)   吸管必須為空心,且不得有任何形式之補強,包含兩個吸管相套。接點限用熱熔膠,每一熱熔膠接點大小不得超過10mm見方,對接點方式有不清楚處請多與助教聯絡。

(5)   A4紙張列印出球柱與籃板間的麥管結構1:1三視圖(能與實體模型直接對照),並標示尺寸、計算所有結構長度和,證實所用吸管總長度小於1400mm

(6)   完成模型需交由助教認定完全符合規定後,方得參與競賽。

(7)   將助教提供之承載盤掛於承載盤掛勾,以能承載最多重量而不發生破壞者(包括球柱、籃板、結構、和承載盤掛勾)進行期末決賽排序。

1.     第八章實作計畫:麥管籃球架結構設計

(1)   觀察不同單柱籃球架,連接球柱與籃板間結構不同的「拓樸形式(topology)」,並以你的工程直覺對其優缺點加以批評。

(2)   選擇一個你認為最好的拓樸形式作為基本設計概念,繪製設計圖進行麥管結構細部尺寸設計。注意所有關鍵尺寸必須符合規定,且連接球柱與籃板間麥管結構總長度不得超過1400mm

(3)   選擇你認為最適合的麥管,開始依照設計圖製作原型,連接助教發給的籃板和球柱,注意麥管之間的接點結合是否牢固。

(4)   帶著你的模型至課堂上參加競賽,觀察你的模型承重情形(如承載十元硬幣總數,最後破壞位置),並觀察其他組設計的承重情形。

(5)   將前述設計過程記錄下來,並以工程角度敘述你在競賽中的觀察(例如哪些因素會影響麥管結構?哪種拓樸結構有最好的承重能力?如果再設計一次,你會作什麼修改?),製作成投影片,在課堂上作5分鐘口頭報告。

2.     第九章實作計畫:以ANSYS作籃球架結構設計之有限元素分析

本實作計畫在以有限元素分析軟體ANSYS,分析前次實作計畫你所設計的籃球架結構,並將分析結果與元智大學室外球場籃球架結構分析結果作一比對。

2.1 分析問題描述

4是元智大學室外球場籃球架之大略尺寸圖,假設籃板為厚5mm的強化玻璃板,球柱為直徑200mm、壁厚5mm的圓型鋼管,連接球柱與籃板間結構均為直徑50mm、壁厚2mm的圓型鋼管。NBA強力中鋒Shaquille O’NealNBA網站上登錄的體重為325lb(147.4kg, 1444.5N),假設Shaquille O'Neal灌籃時瞬間有大約體重兩倍的衝擊力3000N作用在籃框位置(忽略籃框本身之剛性),要以有限元素分析軟體ANSYS,分析此時結構最大變形量、最大應力、以及最大應力發生位置。圖5為此分析之負載及邊界條件,注意籃板簡化為四個邊框,僅限制了籃架四個接點的自由度,並不承載負荷,整體負載(籃板重20kg+荷重3000N3200N)則平均分佈在4個接點上,連接球柱與籃板間結構重量暫不考慮。圖5中關鍵點(key points)之點座標如表1所示。

4. 元智大學室外球場籃球架之大略尺寸圖(連接球柱與籃板間結構總長13,520mm

5. 分析之負載及邊界條件(每一負載荷重為800N

1. 模型點座標

 

x

y

z

Keypoint 1

0

0

0

Keypoint 2

0

2950

0

Keypoint 3

0

3500

0

Keypoint 4

0

3700

0

Keypoint 5

2250

2950

500

Keypoint 6

2250

2950

-500

Keypoint 7

2250

3750

500

Keypoint 8

2250

3750

-500

Keypoint 9

1250

2950

277.7778

Keypoint 10

1250

2950

-277.7778

Keypoint 11

1250

3628.889

277.7778

Keypoint 12

1250

3638.889

-277.7778

Keypoint 13

2000

2950

444.4445

Keypoint 14

2000

2950

-444.4445

Keypoint 15

2000

3722.222

444.4444

Keypoint 16

2000

3722.222

-444.4444

2.2 ANSYS有限元素分析模型建立程序

ANSYS有限元素分析模型建立程序(1)建立設計模型、(2)模型網格化、及(3)設定邊界條件與負載三個部分。以圖5為例,建立ANSYS有限元素分析模型詳細步驟敘述如下(本範例使用版本為ANSYS 8.1):

(1) 建立設計模型

a.   建立關鍵點座標

如圖6所示,點選PreprocessorèModelingèCreateèKeypointsèIn Active CS,將表點序號與座標位置輸入如圖6右之視窗,以此方式依序將建立結構之接點位置,以完成如圖7所示的點模型。

6. ANSYS建構模型關鍵點(key points)輸入介面

7. ANSYS點模型

b.  建立模型線段

點選PreprocessorèModelingèCreateèLinesèStraight Line,產生一新窗如圖8所示,可由此新視窗輸入點序號或直接由滑鼠點選欲建立之相鄰連接點,將相鄰點兩兩相連,線段與相鄰點資訊如表2,圖9ANSYS線段模型的完成圖。

2. 線段與相鄰點列表

線段

相鄰點序號

線段

相鄰點序號

L1

1

2

L14

12

16

L2

2

3

L15

16

8

L3

3

4

L16

9

10

L4

2

9

L17

10

12

L5

9

13

L18

9

11

L6

13

5

L19

11

12

L7

2

10

L20

15

16

L8

10

14

L21

13

14

L9

14

6

L22

5

6

L10

3

11

L23

6

8

L11

11

15

L24

8

7

L12

15

7

L25

7

5

L13

3

12

 

 

 

8. ANSYS建構模型線段輸入介面

9. ANSYS線段模型

(2) 模型網格化

a.   選擇網格元素類型

首先點選ANSYS中的PreprocessorèElement TypeèAdd/Edit/Delete,點選新視窗中的Add,再度產生新視窗選擇Beamè3D elastic 4,完成元素的選擇,點選步驟如圖10所示。

10. 選擇Beam4元素介面流程

b.  定義元素之相關常數

點選PreprocessorèReal ConstantèAdd/Edit/Delete,產生視窗的Add,產生新視窗選擇元素類型(Type 1 Beam4)完成後,再度產生新視窗,此視窗將設定材料的截面積(Cross sectional area, Area)、截面慣性矩(Area moment of inertia, IZZ, IYY)、和沿軸方向厚度(Thickness along Z(Y) axis, TKZ, TKY),圖11為此步驟的圖解說明,圖12為此元素的截面示意。

因模型中有兩種不同的圓管,分別為球柱與連接球柱和籃板的圓管,故須設定兩個材料常數,請重複上述動作,而其相關材料常數資料如表3所列,可在Real Constants視窗中點選Edit修改編輯。

11. 定義Beam4元素之相關常數步驟

12. Beam4元素截面示意圖

3. 材料相關常數

 

Set 1(球柱)

Set 2(球柱與籃板結構)

Cross sectional area, Area

3063.1

301.6

Area moment of inertia, IZZ

1.46×107

87,010

Area moment of inertia, IYY

1.46×107

87,010

Thickness along Z axis, TKZ

200

50

Thickness along Y axis, TKY

200

50

c.   定義模型材料性質

點選PreprocessorèMaterial PropsèMaterial Models,產生新的視窗後再點選右邊介面的StructuralèLinearèElasticèIsotropic,即會產生輸入彈性係數(Elastic modulus, EX)與蒲松比(Poisson’s ratios, PRXY)的視窗,如圖13所示,在此實作計畫中,定義材料模型編號1為不銹鋼材,彈性係數為207,000MPa,蒲松比則為0.3

13. 定義模型材料性質介面流程

d.  定義網格元素大小與模型網格化

模型網格化的步驟如圖14所示,將Mesh Tool的視窗開啟,點選PreprocessorèMeshingèMesh Tool即可開啟,因模型中有兩種不同的材料,所以需將分別進行網格化,首先針對球柱部分網格化。

l  點選圖14Mesh Tool視窗的Element AttributesSet功能(圖示編號1),產生如圖15之視窗,此視窗中需注意Real Constants set number的選項,因先前設定Set 1為球柱,故在此需選擇選項1,確定後完成定義網格化的材料性質。

14. 網格工具視窗

15. 定義網格化的材料特性

l  步驟2:定義網格化的元素大小,點選圖14中的圖示編號2(Size Controlsè LinesèSet),產生圖16左之視窗,接者可輸入欲網格化之線段編號或是直接點選模型中之線段,球柱線段編號為L1L2L3三個線段,確定後點選OK即產生如圖16右之視窗,填入元素大小10或自行嘗試改變元素大小,完成定義網格化元素大小之線段。

16. 定義網格化線段之元素大小

l  步驟3:選擇或確認圖14中圖示編號3的網格物件為Lines,完成後進行下一步驟。

l  步驟4:點選圖14中圖示編號4Mesh選項後,選擇進行網格化的線段,再次選取球柱之線段(L1, L2, L3, L4),網格化後結果如圖17所示。

17. 網格化後之球柱線段

完成球柱之網格化後,將針對球柱至籃板間的結構進行網格化,其步驟與先前的大致相同,不同的在於步驟2與步驟4,不同點為選取材料特質與進行網格化的線段不同,圖18為此結構的材料特性定義視窗,需注意Real Constants選取的為選項2,另此結構中所建構的線段編號為L4L25。圖19為完成網格化之模型。

18. 籃板與球柱間結構材料特性定義視窗

 

19. 模型線段網格化後之結果

(3) 設定邊界條件與負載

a.      設定模型邊界條件

點選SolutionèDefine LoadsèApplyèDisplacementèOn Keypoints,輸入或點選Keypoints #1,並限制此點的所有自由度,設定方式如圖20所示,選擇All DOF項次限制其自由度,圖21為完成定義自由度之模型。

20. 定義模型自由度

21. 完成定義自由度之模型

b.      設定模型負載

點選SolutionèDefine LoadsèApplyèForce/MomentèOn Nodes,選取施加荷重之節點(籃板網格後中心點)後,定義荷重方向與大小,在視窗中選取“FY”方向,與輸入荷重大小-800,如圖22所示。圖23為完成模型邊界條件之結果。

22. 定義模型荷重步驟

23. 完成模型邊界條件之定義

2.3 ANSYS有限元素分析求解與後處理程序

前一節中建立完成有限元素分析模型,此節中詳述求解與後處理程序。

(1)    求解

點選SolutionèSolveèCurrent LS,圖24為求解步驟,並確認求解後。求解完成會出現如圖25所示的“Solution is done!”視窗。

24. 求解步驟

25. 求解完成

(2)    後處理

a.       顯示變形量

點選General PostprocèPlot ResultsèContour Plot èNodal Solu,產生如圖26之視窗,在此視窗中選取Nodal SolutionèDOF SolutionèDisplacement vector sum選項,並在Undisplaced shape key處選擇Deformed shape with undeformed model,此功能可比較變形前後的差異。圖27為模型變形總量圖。

26. 設定模型變形量顯示方式與圖型

27. 分析前後之模型變形(48.55mm)

另可由點選General PostprocèList ResultsèNodal Solution,產生新視窗在點選此視窗中的Nodal SolutionèDOF SolutionèDisplacement vector sum獲得所有節點的變形量,如圖28所示。

28. 節點變形量輸出檔

b.      顯示應力

點選General PostprocèElement TableèDefine Table,如圖29Element Table Data所示,選取Add選項產生新視窗,針對此視窗中的Item, Comp Results data item選項中,選取By sequence numèNMISC,並在空格處將“NMISC, ”修改為“NMISC, 1”,如圖30所示。

29. 定義元素列表資料

30. 新增元素列表項

定義上述步驟後,點選General PosrprocèElement TableèPlot Elem Table,產生新視窗如圖31,並確認Item to be plottedNMIS1OK後可繪出模型的應力分佈情形。應力分佈結果如圖32所示,注意圖上會標示出最大應力(MX)與最小應力(MN)位置。

31. 確認繪出元素等高圖

32. 模型應力分佈圖(306.78MPa)

2.3 實作計畫內容

(1)   依照前述步驟完成元智大學室外球場籃球架有限元素分析,計算出結構最大變形量、最大應力,並指出最大應力發生位置。

(2)   從工程直覺來看,這個分析結果是否合理?Shaquille O’Neal灌籃時瞬間籃球架結構是否會發生破壞?變形量是否過大?由此分析結果,你覺得元智大學室外球場籃球架設計、製作上有何特別需要注意的地方?

(3)   依照前次實作計畫你所設計的籃球架結構,繪製如圖4之大略尺寸圖與圖5之負載及邊界條件圖。

(4)   ANSYS建立你所設計的籃球架結構有限元素分析模型,進行分析。計算出結構最大變形量、最大應力,並指出最大變形量與最大應力發生位置。

(5)   將分析結果與元智大學室外球場籃球架結構分析結果作一比對,你的設計是否比元智大學室外球場籃球架結構設計要好?從結構設計的角度比較一下兩者之優劣。

(6)   製作投影片,在課堂上作5分鐘口頭報告。

3.     第十章實作計畫:結合有限元素分析作籃球架結構最佳化設計

在前兩次的實作計畫中分別進行了籃球架結構結構的設計,及運用有限元素分析軟體ANSYS分析所設計籃球架結構的應力及變形。在此次的實作計畫裡,我們希望就元智大學室外球場籃球架結構,以成本最低、改變最少的方式進行補強,並應用最佳化設計的觀念,結合有限元素分析進行籃球架結構最佳化設計。

3.1 最佳化設計問題描述

如圖33所示,為增強籃球架結構剛性,希望在球柱與現有結構間,左右對稱地增設2支補強樑,且因為現場焊接施工上的限制,補強樑長度不超過1.00m。在此實作計畫中希望決定補強樑設置的最佳位置,即決定圖33ab的最佳值,使得在籃球框位置受到3200N負載時,結構在籃球框位置的變形量最小,且結構不能發生破壞。

33. 初始設計模型

此結構設計問題中,主要設計要求有三︰

(1)   施加3200N負載後結構在籃球框位置的變形量最小。

(2)   施加3200N負載後,籃球架結構不能發生破壞。

(3)   補強樑長度不得超過1.00m

很明顯的,這三個設計要求中,第一項設計要求應列為目標函數,另外兩項是限制條件。因此最佳化設計模型可以表示如下︰

        min. 

        s.t.   

       

其中ab為此最佳化設計問題的設計變數,Sy(材料降伏強度)、L(補強樑長度限制,此處為1.00m)為設計參數,而值須以ANSYS計算,在ANSYS中必須輸入的設計參數還包括材料的楊氏係數E,及籃框位置荷重F。在估算負載時已經以最重的球員(O’Neal)體重乘上兩倍,因此此處不再加入安全係數。

3.2 以圖解方式求最佳化設計

本案例初始設計中,假設a=0.80mb=0.60m,設計參數Sy=200MPaL=1.00mE=207,000MPaF=3200N。依此分析出最大變形量為34.91mm最大應力為254.53MPa。與前次實作計畫未加補強樑前的分析結果相比,分別進步了28.09%17.03%,但是應力仍然高於材料降伏強度,仍是不可行設計。

分別假設a=0.10m0.20m0.40m0.60m0.80m,計算出相對應的b值,修改ANSYS有限元素分析模型,再做四次ANSYS分析,所得結果記錄於表4,表5AB兩點的座標位置。

4. 變化變數數值所得分析結果

a

b

0.10m

0.995m

222.25

36.06

0.20m

0.980m

191.45

32.19

0.40m

0.917m

191.86

30.88

0.60m

0.80m

216.05

31.75

0.80m

0.60m

254.53

34.91

5 補強樑座標

a

b

A點座標

B點座標

x

y

z

x

y

z

0.10m

0.99m

0

2850

0

995

2950

221.1111

0.20m

0.98m

0

2750

0

980

2950

217.7778

0.40m

0.92m

0

2550

0

916.5

2950

203.6667

0.60m

0.80m

0

2350

0

800

2950

177.7778

0.80m

0.60m

0

2150

0

600

2950

133.3333

將表45次分析數據之a值以Matlab作一個二次曲線適應(curve fitting),以求得近似二次曲線方程式,或是利用Excel計算求得二次曲線適應函數。以Matlab作曲線適應程序如下:

(1)    進入Matlab程式,在指令視窗中鍵入分析數據a之值,指令如下:

a=[0.10 0.20 0.40 0.60 0.80];

delta=[36.06 32.19 30.88 31.75 34.91];

(2)    a兩數據計算二次曲線適應函數,其指令如下。所產生的數值(38.2459, -34.9259, 38.5704)為二次適應曲線的係數與常數,分別表示二次、一次與常數項的係數。

coef = polyfit(a,delta,2)

完成上述曲線適應步驟後,最後可得到a的二次函數為

34為表45次分析數據之a值,和以Matlab作曲線適應的結果。由此二次函數可得,補強樑最佳設計的位置a=0.47mb=0.88m,此時最大變形量30.60mm。再次修改ANSYS有限元素分析模型,使a=0.47mb=0.88m,此時實際分析所得最大變形量31.026mm,與曲線適應二次函數預測值相差1.37%

34. 15次分析數據之a值,和以Matlab作曲線適應的結果

此最佳設計結果依此分析出最佳設計為a=0.47mb=0.88m,此時最大變形量為31.03mm,最大應力為199.09MPa,為一可行設計。最大變形量與最大應力和初始設計的分析結果相比,分別進步了11.13%21.78%;與前次實作計畫未加補強樑前的分析結果相比,分別進步了36.09%35.10%

3.3 實作計畫內容

(1)   3.13.2節內容原封不動複製下來,但請自行假設一個不同的補強樑長度限制L值(如0.8m1.2m、或1.5m),依比例修改表1中變數ab的值,將3.2節以圖解方式求最佳化設計的程序重作一次,填入你所得到的數據。

(2)   從工程的觀點,解釋補強樑為何會增加結構剛性?補強樑的位置對結構剛性有何影響?

(3)   增加補強樑後最大應力發生的位置是否有改變?最佳化設計模型中,最大應力的限制條件有沒有作用?為什麼?

(4)   在你的分析中參數L值改變(增加或減少),對結構剛性和最大應力有何影響?為什麼?

(5)   完成這個實作計畫後,你對最佳化設計概念及過程有何感想?你覺得對對設計有何幫助?

(6)   完成一份書面報告,在課堂上繳交。

4.     第十一章實作計畫:籃球架結構模態分析

在先前的實作計畫中進行了籃球架結構的設計、靜態有限元素分析、及最佳化設計。在此次的實作計畫裡將以有限元素分析軟體ANSYS對你所設計的懸臂樑進行模態分析,計算結構自然頻率及模態形狀,並由其模態形狀中探討如何進一步提升結構剛性。

4.1 ANSYS有限元素模態分析程序

本節中首先以元智大學室外球場籃球架結構為例(圖5),敘述ANSYS有限元素模態分析程序。

(1)      進行模態分析的有限元素模型,可參照前一節中籃球架有限元素分析模型的建構方式建立,但須注意在設定材料性質(Material Properties)時,必需將材料的密度與彈性係數輸入,其設定方式為PreprocessorèMaterial PropsèMaterial Models,在產生的新視窗中,點選StructuralèDensity,產生輸入視窗,如圖35所示,在建立模型時所使用的單位為mm,故鋼材材料密度為,另在StructuralèLinearèElasticèIsotropic,材料彈性係數(EX)則需設為,浦松比(PRXY)0.3

35. 材料密度輸入介面

(2)      完成有限元素分析的前處理後,接下來進行求解。首先設定分析的類型為Modal(模態分析),設定方式如圖36所示,點選SolutionèAnalysis TypeèNew Analysis,產生視窗後即可點選Modal分析類型。

36. 定義分析求解類型

(3)      定義模態分析的功能,點選SolutionèAnalysis TypeèAnalysis Options,產生模態分析定義視窗,在Mode extraction method功能上,選擇Block Lanczos,並在No. of modes to extract的功能上設定為3,另在NMODE No. of modes to expand定義為3,以上步驟可由圖37得知其步驟。

37. 模態分析功能定義

(4)      完成求解後,在後處理的過程可得知,此模型的模態分析頻率,可點選General PostprocèResults Summary,產生視窗的資訊中,包含模型的模態分析頻率,圖38為此模型的前三模態自然頻率,分別為5.39Hz7.43Hz、與13.31Hz

38. 模型的前三模態自然頻率

(5)      上述可得知前三模態分析的自然頻率結果,另可知模態的振動形式點選General PostprocèRead ResultsèFirst Set,可獲得第一模態形式的資料,配合第六個步驟則可獲得模型的振動模態形式的動畫。若要進行下一模態的分析結果,則可點選General PostprocèRead ResultsèNext Set,得知下一模態訊息。

(6)      輸出此模型的振動模態形式動畫,藉由點選PoltCtrlsèAnimateèMode Shape,產生定義模態形狀動畫視窗,定義No. of frame to create動畫格數,Time delay時間延遲,在此定義動畫格數為10,時間延遲0.1,以及定義顯示模式(Display Type),選擇DOF solutionèTranslation中的USUM,步驟如圖39。另若需將動畫儲存成一avi檔案,可點選PlotCtrlsèAnimateèSave Animation儲存動畫。

(7)      40此模型結構的前三個振動模態形式。

39. 定義模態動畫

40. 結構模態

4.2 實作計畫內容

(1)   依照前述步驟將你在第十章實作計畫中,補強過後的元智大學室外球場籃球架最佳設計作一有限元素模態分析,計算出前三模態自然頻率及模態形狀。

(2)   比對補強前後的模態分析結果,結構的自然頻率和模態形狀有何變化?從工程直覺來看,這個分析結果是否合理?

(3)   依照前述步驟將你在第八、九章實作計畫中自行設計之籃球架結構作一有限元素模態分析,計算出前三模態自然頻率及模態形狀。

(4)   這個分析結果是否合理?對你的設計提供了什麼幫助?如果你要再重新設計一次,有哪些需要注意的地方?

(5)   現在你對結構設計應有更深入瞭解,也能夠應用電腦輔助設計工具。請重新設計一次籃球架結構(還不必製作出來),並提出具體數據證明新設計較原先設計剛性更佳。

(6)   製作投影片,在課堂上作5分鐘口頭報告。

5.     第十二章實作計畫:籃球架3D實體模型建構

現在你終於完成了籃球架結構設計,請以你最擅長的電腦輔助設計軟體,將你的設計建構成3D實體模型。探索電腦輔助設計軟體的功能,如表面材料、光影、動畫等,甚至可以加入球場、籃球、球員等,讓你的3D實體模型更酷更炫。

製作一份投影片,為你的設計作一個5分鐘的「產品介紹」,例如設計的構想、發展過程(例如從第一次設計成品到現在的變化)、所使用的工具與神秘技術、產品性能、製造品質等等,說服聽眾你的設計能在下週結構設計競賽決賽中獲勝。

各組口頭報告完畢後,下一週各組將完成設計成品進行結構設計競賽決賽。進行將由教授作莊開出賭盤,接受同學每注10元押注。押中第一名同學平分所有彩金。教授亦將提供相對獎金,獎勵各班前三名組別。

成設計成品不列入本次實作計畫評分,但完成成品參與結構設計競賽決賽組別,學期總成績額外加4分。