一、竞赛目标与任务

为了促进理论与实践教学进一步融合，充分发挥学校实验室资源的人才培养功效，继续推动学生课外科技创新活动的开展，学校定于2024年4月至6月举办第十六届大学生课外科技创新实验竞赛活动。力学与航空航天学院将在此期间举办第十六届“力学创新实验大赛”。

“力学创新实验大赛”以力学理论的应用与技术创新为主旨，以校级综合性竞赛形式为全校本科生和研究生提供课外科技创新活动平台。

二、组织形式

主办单位：教务处、各教学单位、学生工作处、国有资产与实验室管理处、校团委、人事处、研究生院、科学技术发展研究院、国内合作与教育培训管理处共同举办

承办单位：力学与航空航天学院（力学实验中心，学生工作组）

协办组织：力学科技协会，航模协会，院学生会，院研究生会

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，可聘请指导教师，鼓励跨学科、跨专业。

三、竞赛主题与内容

3.1竞赛主题：

实验+力学应用和研究中的创新与创造

3.2 竞赛赛题

本届比赛共有4个赛题（命题赛3项，自命题赛1项）：

● 命题赛I -“力学之美”模型设计与制作

● 命题赛II - 橡皮筋弹射滑翔机的设计与制作

● 命题赛III - 机翼模型的设计与制作

● 自命题赛：力学应用和研究中的科技创新与创造

3.3 赛题内容

3.3.1命题赛I-“力学之美”模型设计与制作

1）简介

力学是一门历史悠久的传统学科，在人类社会发展和生活中扮演着重要角色。小到生活用具，大到大国重器，无一不体现着力学的关键应用。力学发展源于对自然规律的认知与总结。本赛题主要以学生的兴趣为导向，以力学应用为支撑点与考察点，鼓励学生将自己在生活、学习、工程或自然界中发现的力学问题与现象，通过模型的形式体现出来，主题不受限制。竞赛目的是为学生心中的“金点子”的孵化提供平台。

图1 工程与自然界中的力学美

2）内容

由竞赛工作组提供工作板（自由选择是否使用），胶水、美工刀等相关制作工具，参赛队通过合理的规划与方案设计，在给定预算额度内购买相关的材料（不能购买成品模型），制作出能够体现出“力学之美”的创新模型作品，可以是建筑、桥梁、机械、仿生结构、实验装置和生活工具设计等，模型主题不受限制。

3）相关要求

①、比赛对模型的复杂程度不做要求，只要做出完整作品即可。

②、模型的功能不固定，参赛队员可依据模型的功能进行附属结构设计，体现出模型主体的完整性，可为整个作品起到加分的作用。

③、比赛提倡模型具有优美的艺术造型，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（自由选择是否使用），胶水、美工刀等相关制作工具，上述材料均由报名并通过初审的参赛队到指定地点领取；其他材料参赛队自行购买（不超过预算，并提供抬头为西南交通大学的发票供报销；如有需要超额购买材料，可向组委会提出申请）。

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）：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。

3.3.2 命题赛II：橡皮筋弹射滑翔机的设计与制作

1）简介

本项目制作的滑翔机通过橡皮筋弹射获得初始速度，对起飞后滑翔机滞空时间进行测试。

2）滑翔机制作材料

提供材料清单如下：

微型挂钩*2、布基双面胶（直接粘在挂钩上）、泡沫胶*2、2mm厚pp板*2、4mm*4mm（内径2.5mm）碳方杆*1、1mm碳纤维棒*1m*1、1.5mm橡皮筋*2

3）滑翔机参数要求

翼展（W）：300-1000mm

机长（L）：300-700mm

图2滑翔机示意图（W：翼展，L：机长，M0：重心）

4）测试方法

（1）选手使用赛方提供材料制作无动力滑翔机，需在机身下部粘贴微型挂钩，其余设计不做限制，不得采购成套货架商品参赛；

（2）比赛内容：选手自行将滑翔机放上赛方准备的带橡皮筋的跑道，将橡皮筋挂在机身下部挂钩上，手持滑翔机拉伸橡皮筋，由选手自己决定释放时机，释放时需大声向计时裁判示意以开始计时；

（3）比赛轮组安排：按报名次序排出组序，每轮比赛按组序依次上场放飞，共进行三轮比赛；当前轮次裁判点名时未到者按本轮成绩为0记录，至少完成一次放飞并计入成绩后可由选手自行决定是否进行剩余轮次（选手已有成绩记录后放弃的轮次不计入成绩计算）；

5）最终分数计算

记录选手松手至滑翔机落地总时长及以跑道末端所在直线为基准线，垂直基准线的最远飞行距离（以落地位置为准），以每轮比赛在空时长（秒）与飞行距离（分米）数值相加所得值为单次成绩；按三次（或赛手自行选择比赛次数）总成绩除以参赛轮数取平均值，全部组别完赛后按序排名。

6）其他要求

除了满足以上测试要求外，每参赛队需提交设计制作报告和参与答辩，该环节占总成绩的20%。

①、设计制作报告（10分）：报告完整；含构思、方案、创新点等；

②、答辩（10分）：阐述、答辩流畅、队员合作与协作、团队精神等。

3.3.3 命题赛III：机翼模型的设计与制作

1）简介

根据机翼气动设计要求设计机翼结构并制作机翼模型，按要求完成机翼静力加载试验，以加载质量高取胜。

2） 技术要求

① 机翼在水平面内的投影为矩形，机翼翼型为NACA 4415，限定翼展1000 mm，弦长160 mm，竞赛工作组将提供标准化的翼型数据文件（dat格式与dwg格式）。

② 所制作的机翼模型总质量不得超过200 g。

② 机翼模型加载测试台与加载物由竞赛工作组提供。

④ 机翼模型的结构仅允许使用木材、聚合物发泡材料与碳条，其中翼肋必须使用木材；蒙皮仅允许使用热缩膜。组委会将为每个参赛组提供一定数量的上述材料与粘接剂。

⑤ 机翼模型必须具有翼肋、翼梁与桁条，不允许使用支撑杆或张线等结构形式。

⑥ 每两个相邻翼肋之间的间距不小于100 mm。

⑦ 机翼加载区为机翼对称中线左右各80 mm，即加载宽度为160 mm区域内。允许在机翼上方或下方加载，在机翼下方允许采用挂环结构，挂环计算在机翼的总质量中。参赛组须将加载区域用明显的标记线画出。

3） 竞赛方法

① 比赛只进行一轮。

② 比赛出场顺序随机抽签决定。

③ 参赛组在检录完成后，顺序进入审核区，审核机翼展长、弦长与翼型，翼展允许误差±10mm，弦长允许误差±5mm，称取机翼模型质量并记录至成绩单，重量数据精确到克（小数点后四舍五入）。

④ 通过审核的参赛组进入比赛区，将机翼模型按规定放置在测试台上，准备完毕后示意裁判员开始试验。

⑤ 裁判员宣布试验开始后，参赛组可以开始加载。加载起始质量为1000 g，随后参赛组进行逐次加载试验，每次加载质量不小于100g，并记录每次成功加载质量，直到参赛组主动叫停或者机翼模型结构发生破坏，每次加载后保持时间不小于5 s为有效加载质量。

⑥ 加载试验完成后记录加载总质量并计入成绩单，总质量包含加载物与挂篮的质量。裁判员最终以有效加载质量统计成绩。

⑦ 机翼和加载测试台示意图如下：

图3 机翼外形示意图

图4 加载测试台示意图

4）成绩评定

所有参赛组的成绩按有效加载质量进行名次排序，如加载质量相同，机翼模型质量小的排名靠前，如还相同，则并列。

除了满足以上测试要求外，每参赛队需提交设计制作报告和参与答辩，该环节占总成绩的20%。

①、设计制作报告（10分）：报告完整；含构思、方案、创新点等；

②、答辩（10分）：阐述、答辩流畅、队员合作与协作、团队精神等。

5）判罚

① 机翼模型审核未通过者成绩为0.

② 起始载荷1000 g 加载后5 s内机翼结构发生破坏的，成绩为0。

③ 参赛组有违背公平竞赛精神，扰乱比赛秩序者，取消比赛资格。

3.3.4 自命题赛：力学应用和研究中的科技创新与创造

1）概述：飞行器，是技术基础理论与工程应用紧密联系的体现。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。

本次比赛拟设置“电动飞行器应用和研究中的科技创新与创造”专项，通过项目经费支持，产生一批飞行器设计优秀作品：

作品范围建议但不限于：

① 电动滑翔机的设计与制作；

② 电动载重飞行器的设计与制作；

③ 电动特技飞行器的设计与制作；

④ 四轴/多轴飞行器平台的设计与制作；

⑤ 电动轻型飞机的设计与制作；

⑥ 电动长里程飞机的设计与制作；

⑦ 电动竞速飞机的设计与制作；

⑧ 电动短距离起降飞机的设计与制作

... ...

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，能够推出具有一定创新性成果（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元左右。

3）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）：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。

四、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）竞赛工作组将按学校关于举办第十六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。

3）学院将对有意愿进行进一步创新的参赛队提供后续经费支持和指导。

五、报名流程与竞赛时间

①、报名时间：4月17日～4月30日，报名方式如下：

a) 加入群聊，方便后期更好地通知大家竞赛信息。

b) 组队并填写收集表

【腾讯文档】第十六届力创赛报名表

https://docs.qq.com/form/page/DWXJTSEp0SXRKV3ZF

②、报名表（附件一）提交：4月25日前，交至3教负一楼（19:00-21:00）航模协会和力学与科技协会值班教室。特别说明，自命题赛的团队还需与报名表一起提交竞赛方案表供审核。

③ 材料发放

材料发放阶段为4月25日-4月30日。

④、决赛时间为6月8日（周六）。

第十六届大学生课外科技创新实验竞赛

力学与航空航天学院竞赛工作组

2024年4月16日