为了充分利用实验室资源，发挥课外实验教学与实践创新活动在创新型人才培养的重要作用，学校定于2021年4月至10月举办第十三届大学生课外科技创新实验竞赛活动。力学与工程学院将在此期间举办第十三届“力学创新实验大赛”。
力学创新实验大赛已成功举办了十二届，是面向全校工科专业学生的大型赛事，深受喜爱和欢迎。赛事的主旨是鼓励创作，赛题既能体现力学基础，又力图充分调动学生们的创作热情和兴趣。
现公布本届大赛实施方案如下：
一、 竞赛主题
实验+力学应用和研究中的创新与创造
二、组织与实施
主办：资产与实验室管理处、教务处、学生处、校团委、人事处、研究生院、科研技术发展研究院、对外合作与联络处、力学与工程学院
承办：力学实验中心、力学与工程学院学生工作组
协办：力学科技协会、航模协会、力学与工程学院学生会、研究生会
三、参赛对象及组队要求
全校在读本科生、研究生，由2-5名同学组队参加比赛，每队须有指导教师，鼓励跨学科、跨专业。
四、竞赛内容
4.1 本届赛事活动题目：
活动类别 |
赛事题目 |
说明 |
1）命题赛I （实验赛事） |
弦支穹顶结构模型设计与制作 |
竞赛制 4-6月进行 |
2）命题赛II（实验赛事） |
弹射式滑翔机模型的设计与制作 |
竞赛制 4-6月进行 |
3）命题赛III |
第十三届全国周培源大学生力学竞赛——团体参赛队选拔赛 |
竞赛制 4-7月进行 |
4）自命题赛（项目赛事） |
力学应用和研究中的科技创新与创造 题目由指导教师或学生自拟，建议并不限于： 1）力学装置发明与创造； 2）如实现某种功能的机构； 3）力学研究与实验论文、技术与方法； 4）趣味力学实验； 5）虚拟仿真实验； 6）力学的工程应用、实验及技术； 7）工具的力学设计、创新、发明与创造； 8）力学数值仿真与实验模拟 9）力学之美、之文化、之奇思妙想！ … … |
项目制 4-11月进行 |
4.2 赛事活动内容要求与说明
I）命题赛I：弦支穹顶结构模型设计与制作
1）弦支穹顶简介
随着社会的发展和人类文明程度的提高，大型的功能性、标志性建筑如雨后春笋般在城市中落成，并且人们对大跨度空间结构的需求也与日俱增。例如，体育场所、机场、火车站、会展中心等。空间结构具有自重轻、刚度大、抗震性能好、造型美观等优点。
大空间的拱、壳体和网壳等以受压为主的结构，在大跨度的情况下稳定性较差，材料强度利用率不高，并且由于水平推力的作用，对下层支撑结构的设计提出更高的要求。为了提高空间结构的整体效果，美国著名建筑师富勒（Fuller）在20世纪提出张拉整体的概念。张拉整体是一种预应力、自平衡的空间网格结构，极大的提高了材料的使用效率和结构的稳定性。
基于张拉整体结构的思想，建筑学者们提出了弦之穹顶结构。该结构的本质是用撑杆（“支”）连接上层受压构件（例如网壳、网架等穹顶结构）和下层受拉构件（“弦”），通过张拉结构的弦（通常是拉索）在抗拉结构上施加预应力，使结构产生反挠度，从而减小载荷作用下的结构最终挠度，改善上层结构的负担；并且通过调整受拉构件中的预应力，减小结构对下层支座产生的水平推力，使之成为自平衡体系。图1为弦之穹顶结构的简图，图2给出了弦支穹顶结构示意图。
图1 弦支穹顶结构简图
图2 弦支穹顶结构示意图（注：模型制作时可不用太复杂）
由于弦支穹顶结构的结构优越性和优美造型，自从结构被提出后，得到广泛的应用。图3-图6为工程应用实例。
图3 北京奥运会羽毛球馆
图4 济南奥体中心体育馆
图5 三亚市体育中心
图6 山东茌平体育中心
2）竞赛内容
由竞赛工作组提供800mm×800mm尺寸工作板，PVC管、竹条、胶水、尼龙绳等必要材料及相关制作工具，参赛队通过合理的规划与方案设计，在工作板尺寸范围内设计制作出：弦支穹顶结构作品。
3）相关要求
①、由于工程结构实例中弦支穹顶结构上层网壳或网架结构较复杂，本次竞赛对结构的复杂程度不做要求，只要做出完整作品即可。但是，结构设计应具有合理性。
②、结构的使用功能不固定，可以是体育场馆、火车站或者航站楼等，参赛队员可依据结构的功能进行附属结构设计，体现出结构的主体的完整性，可为整个作品起到加分的作用。
③、比赛提倡弦支穹顶结构具有较为优美的艺术造型，作品要求布局合理，比例协调，同时，参赛队员可根据需要进行色彩渲染、装饰，使作品富有艺术性和创意性。对造型复杂的结构，在不影响美观与造型的前提下，应有预留观察窗口设计，使能看清重点的、特色的构造与设计创意。
④、每个作品需有命名（例如：×××穹顶）与铭牌（参赛队员信息），合理表述作品特色、含义、功能及参赛队员的情况等。
⑤、竞赛工作组提供工作板（800mm×800mm）1张、PVC管、竹条、尼龙绳、AB胶水（1瓶）、白乳胶（1瓶）、美工刀（1只）、剪刀（1把），上述材料均由报名并通过初审的参赛队到指定地点领取；如有参赛队提出合理的其它材料要求，组委会经评估后力求满足。
⑥、除模型作品外，每参赛队应提供设计制作报告1份，内容包括结构设计、构思等内涵及创新点说明，结构造型及功能介绍，受力合理性分析（鼓励做定量分析，也可以做定性分析），活动体会与收获等。
⑦、每队制作5分钟答辩PPT（提倡结合电脑或者动画，以图文并茂形式进行竞评表述与描述）。
⑧、作品最终以构思内涵丰富并富有创新、方案设计与理论分析正确、结构体系与受力合理、制作工艺精细、造型美观、答辩流畅等方面综合评分，按分值高低进行作品评选。
4）评分项目及标准
评分项目分4项，项目及评分标准如下：
①、设计制作报告（10分）：报告完整；含构思、方案、理论分析、创新点等；
②、结构与功能（40分）：穹顶结构与受力检验、模型整体构型与功能新颖等；
③、制作与成型（40分）：制作工艺、型式美观、整体与效果、装饰等；
④、答辩（10分）：阐述、答辩流畅、队员合作与协作、团队精神等。
5）流程与报名：
①、竞赛发布：4月15日前后，力学与工程学院（https://lixue.swjtu.edu.cn）、力学实验中心（http://exp.dame.com.cn）、学生会、力学与科技协会同时发布宣传信息。
②、报名时间：4月16日～4月30日，报名方式：搜索群号：1009616046扫描下方二维码进入参赛群进行报名（具体报名方式在群内发布）。
③、参赛队确认、材料发放、竞赛资料发放等：4月30日～5月2日（领取时间段和地点待定，另行通知）。
④、决赛时间及赛场： 6月12日14：00-16：00；力学实验中心。（决赛形式将根据疫情防控要求另行通知）
6）竞赛辅导及服务
为保证竞赛的顺利进行，西南交通大学力学实验中心将组织2次竞赛相关的专题讲座，并为有需求的参赛队提供开放的模型制作场地。
II）命题赛II：弹射式滑翔机模型的设计与制作
1）简介
滑翔机（glider）是一种没有动力装置的飞行器。可由飞机拖曳起飞，也可用绞盘车或汽车牵引起飞，也可从高坡上下滑到空中。在无风情况下，滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力，这种损失高度的无动力下滑飞行称滑翔。而在上升气流中，滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高，通常称为翱翔。
本项目制作的滑翔机采用皮筋弹射的方式获取动力，在无风的条件下发射滑翔机，并对其飞行距离，航线偏离进行测试。
2）滑翔机制作材料
提供材料清单如下：
① 机身材料：5mm轻木条*3、3mm轻木条*3、2mm轻木条*3、2mm轻木板*2、3mm轻木板*2、1mm轻木板*2、纸*5。
② 耗材：白乳胶*1、502*1。
3）滑翔机参数要求
翼展（W）：1000-1100mm
机长（L）：800-900mm
质量（m）：<=200g
图7滑翔机示意图（W：翼展，L：机长，M0：重心）
4）测试方法
滑翔器起飞采用弹射器弹射起飞，具体方法为：水平35度放置弹射器，顶端距地1.5m，取飞行器重心位置M0距发射器顶端在地面投影处的直线距离。各参赛小组有三次发射机会，三次距离分别记为Li1, Li2, Li3。在所有成绩中取最大距离
，记其基础分为
分，其余成绩取分数
5）最终分数计算
① 航线偏离系数D
以发射器延长线为轴，10度之内为1.0倍得分区（D=1.0）；10~30度内为0.9倍得分区（D=0.9）；30~90 度内为0.8倍得分区（D=0.8）；90度之外为0.6倍得分区（D=0.6）。记三次发射过程中的对应的偏离系数分别为Di1, Di2, Di3。
图8 得分区示意图（单侧）
② 超重扣分Bi
③ 总分（Ai）计算：
6）流程与报名
①、竞赛发布：4月15日前后，力学与工程学院（https://lixue.swjtu.edu.cn）、力学实验中心（http://exp.dame.com.cn）、学生会、力学与科技协会同时发布宣传信息。
②、报名时间：4月16日～4月30日，报名方式：搜索群号：1009616046扫描下方二维码进入参赛群进行报名（具体报名方式在群内发布）。
③、参赛队确认、材料发放、竞赛资料发放等：4月30日～5月2日（领取时间段和地点待定，另行通知）。
④、决赛时间及赛场： 6月12日14：00-16：00；力学实验中心。（决赛形式将根据疫情防控要求另行通知）
6）竞赛辅导及服务
为保证竞赛的顺利进行，西南交通大学力学实验中心将组织2次竞赛相关的专题讲座，并为有需求的参赛队提供开放的模型制作场地。
III）命题赛III：第十三届全国周培源大学生力学竞赛——团体参赛队选拔赛
1）简介
全国周培源大学生力学竞赛是经教育部高等教育司批准，高等学校力学教学指导委员会、中国力学学会、周培源基金会共同主办的全国性大学生力学科技竞赛活动，大赛每两年举办一次，目前已举办12届。该赛事分为个人赛和“基础力学实验”、“理论设计与操作”两项团体赛。
为了能使我校在第十三届（2021年度）周培源大学生力学竞赛团体赛中再获佳绩，力学与工程学院将集学院优厚的师资力量，拟向全校力学相关专业的学生选拔一支具有浓厚兴趣和活力的队伍，进行相关技能培养和历练。
团体赛的特点如下：
理论设计与操作：传统周培源力学竞赛团体赛（已举办12届）；偏向趣味性，思维灵活，现场变数较多。
基础力学实验：2013年加入到团体赛中，目前已举办4届；前身为江苏省基础力学实验竞赛。偏向于稳重，重基础与操作。
2）竞赛内容
学生组队（3-5人）参加本次培训选拔赛，报名后可登记选择一项团体赛。指导教师将对参赛选手进行相关培训。培训结束后，通过模拟团体赛现场的形式，参赛队按照要求完成相关的赛题，由评审专家评出优秀参赛队。成绩优异者将有机会参加本年度周培源力学竞赛团体赛。
3）流程与报名
①、竞赛发布：4月15日前后，力学与工程学院（https://lixue.swjtu.edu.cn）、力学实验中心（http://exp.dame.com.cn）、学生会、力学与科技协会同时发布宣传信息。
②、报名时间：4月16日～4月30日，报名方式：搜索群号：1009616046扫描下方二维码进入参赛群进行报名（具体报名方式在群内发布）。
③、比赛时间及赛场： 6月12日14：00-16：00；力学实验中心。（决赛形式将根据疫情防控要求另行通知）
4）竞赛辅导及服务
为保证竞赛的顺利进行，西南交通大学力学实验中心将组织多次次竞赛相关的培训活动。
IV) 自命题赛：力学应用和研究中的科技创新与创造
1）概述：力学作为基础学科，是技术基础理论与工程应用联系的桥梁和纽带。本届赛事采用项目制，设立自主命题的科技创新与创造活动。广大教师和学生可结合自己的学习、工作与研究探索，自主命题，突出“实验+力学应用和研究中的科技创新与创造”，通过项目经费支持，产生一批包括论文、实物创新与创造、技术发明、实验装置等在内的作品或成果。
题目范围建议并不限于：
① 力学装置发明与创造；
② 力学研究与实验论文、技术与方法；
③ 趣味力学实验；
④ 虚拟仿真实验；
⑤ 力学的工程应用、实验及技术；
⑥ 工具的力学设计、创新、发明与创造；
⑦ 力学数值仿真与实验模拟
⑧ 力学之美、之文化、之奇思妙想！
... ...
2）相关要求：
① 参赛题目可由指导教师拟出、学生组队参加；亦可由学生自拟，聘任指导教师指导。
② 参赛题目及研究内容紧密结合力学在工程中的应用，通过学生团队的工作和教师的指导，能够推出具有一定显示度的成果（论文、专利、技术革新、应用成效、装置、方法等等）。
③ 结题答辩通过的参赛题目，将给予经费支持，一般每个项目为2000-5000元。
④ 项目成果最终将推送至学校进行全校性答辩评审和评奖。
3）流程及相关事宜
①、竞赛发布：4月15日前后，力学与工程学院（https://lixue.swjtu.edu.cn）、力学实验中心（http://exp.dame.com.cn）、学生会、力学与科技协会同时发布宣传信息。
②、报名时间：4月16日～4月30日，报名方式：搜索群号：1009616046扫描下方二维码进入参赛群进行报名（具体报名方式在群内发布）。
③、报名表和竞赛方案表（附件一、二）提交：4月30日前，交至X5209（19:00-21:00）力学科技协会值班教室。
④、竞赛预审：5月5日前完成竞赛方案预审，预审通过的方案将在力学与工程学院（http://lixue.swjtu.edu.cn/）、力学实验中心（http://exp.dame.com.cn）网站公布，并通知参赛队。
⑤、审批通过的参赛队，便可开始项目研究。
⑥、10月30日提交项目总结报告或者实物，进行评比。
五、竞赛奖项
1） 竞赛工作组将对命题赛依据参赛队总数按比例分别设置特等奖(1000元，2%)、一等奖（600元，8%）、二等奖（400元，15%）、三等奖（200元，25%）和专项奖，颁发获奖证书并给予奖金奖励；
2）竞赛工作组将对自主命题赛参赛队依据项目工作质量和成果由专家组评定分别设置特等奖、一等奖、二等奖、三等奖和鼓励奖，颁发获奖证书并给予奖金奖励；
3）竞赛工作组将按学校关于举办第十三届大学生课外科技创新实验竞赛活动的通知要求，向学校推送优秀获奖项目，参加全校性竞赛成果答辩和评审，获评项目（或参赛队）将获学校奖励。
