ENGR210 KAD Bridge/ENGR210 Puente KAD

Como parte del curso de Ingeniería 210 en Cal Poly Humboldt, los estudiantes debían trabajar en grupos de 3 o 4 para construir un puente de celosía con madera de balsa y pegamento instantáneo. Nuestro grupo estaba formado por David Topete, Kong Vang y Andrew Kizer (de izquierda a derecha en la Figura 1) y somos el Grupo KAD. Esta página está diseñada para mostrar el puente que construimos, incluyendo su diseño, su proceso de construcción y su rendimiento.

El proyecto de clase tenía requisitos y parámetros específicos que cada puente debía cumplir tanto en el diseño como en la construcción:

• El puente debe tener una longitud de 36 pulgadas y descansar entre dos superficies con un recubrimiento de 1/2 pulgada a cada lado.
• El puente debe tener una altura mínima de 4 pulgadas.
• El puente debe tener un ancho mínimo de 4 pulgadas.
• El puente debe soportar un peso mínimo de 24 libras.
• El puente debe estar hecho únicamente de madera de balsa y pegamento instantáneo.

Nuestro diseño se inspiró en el diseño típico de un puente Howe, que utiliza triángulos rectángulos simétricos en el centro. Sin embargo, fue necesario realizar prototipos para comprender la mejor manera de construir el puente y utilizar nuestros recursos de la forma más eficiente.

Nuestro primer prototipo se fabricó con piezas de plástico, pequeñas placas de plástico para conectar las uniones y tornillos metálicos para mantener todo unido. El objetivo de este prototipo era probar la construcción del diseño de Howe a escala real (véase la Figura 2). Si bien estábamos satisfechos con los materiales utilizados, no fue posible obtener un modelo a escala exacta debido a que las piezas eran más largas que la altura y el ancho deseados.

Nuestro primer prototipo también permitió probar cómo se aplicarían las fuerzas al puente (véase la Figura 3). Al colocar pesas en el centro del puente y utilizar sensores en varios elementos cercanos a las pesas, pudimos determinar qué elementos soportarían la mayor fuerza y, por lo tanto, ajustar nuestro diseño para reforzarlos. Durante la fase de prototipado, se observó que los travesaños superiores e inferiores del puente soportaban muy poca fuerza en comparación con la mayoría de los elementos laterales.

Nuestro segundo prototipo se creó para practicar el corte de los ángulos necesarios para cada elemento diagonal y para probar los mejores tipos de corte. Este prototipo nos ayudó a determinar los cortes a dos lados necesarios para alinear todas las líneas centrales de cada elemento y así añadir refuerzo adicional en las uniones.

Las dimensiones finales de nuestro puente fueron 36" x 5" x 5". Para los elementos laterales se utilizó madera de balsa de 1/2" x 1/2", para los travesaños de 1/4" x 1/4" y para las placas de refuerzo a lo largo de los laterales y la parte superior del puente, madera de balsa de 1/8" x 3". Todos los elementos laterales y los travesaños tenían líneas centrales alineadas en la unión, con placas de refuerzo de 1.5" x 1.5" que cubrían cada unión a lo largo de los laterales del puente y piezas ligeramente más pequeñas para la parte superior.

• Cómo crear una galería
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  Todos los elementos verticales tenían cortes en los extremos para facilitar la penetración del pegamento y reforzar las uniones.
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  El primer paso consistió en cortar y pegar las piezas verticales para formar una pieza horizontal larga.
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  A continuación, se pegó la pieza horizontal inferior a las piezas verticales que ya estaban pegadas.
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  Luego se cortaron los elementos diagonales y se pegaron en su lugar.
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  A continuación, se cortaron las placas Guesset y se pegaron sobre las juntas laterales para reforzar aún más las uniones.
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  Las placas de refuerzo también se añadieron a la parte superior de las juntas, lo que ayudó a pegar las secciones transversales.

Nuestro puente pudo soportar 201 libras y tenía una masa de 303 gramos. La relación carga/masa final después de las conversiones fue de 301, lo que significa que el puente podía soportar 301 veces su peso, convirtiéndolo en el ganador de nuestra sesión de laboratorio y doblando además la barra de metal que abarcaba el ancho del puente para que colgaran las pesas.