摘 要 本文針對2014年全國大學生數(shù)學建模競賽題目,根據平板邊桌的特點,運用matlab7等計算機技術對題目所給折疊桌的設計加工參數(shù)進行計算,對于題設條件詳細的進行了深入的探討,就如何更合理的計算平面邊桌的設計參數(shù)進行了研究。
關鍵詞 折疊桌 Matlab 數(shù)據整理 CAD畫圖 可行性分析
模型的建立與求解
我們以圓的中心點作為直角坐標系的原點,建立平面直角坐標系。
圓的方程為 + = ,其中 = 1.25+ -2.5(10),則= -6.25+131.2564.0625。
將=1,2,3,,10代入可以得出各個切點的坐標。因為以坐標原點為圓心,因為中心對稱,所以只要求出十個切點即可。求出的桌面圓和木條的切點(圖中標號點)坐標如下:
進而我們算出各個桌腿木條的長度L如下:
同樣按照上述方法所示,建立三維空間直角坐標系。在上述的平面直角坐標系增加一個豎坐標。
則最外側第一根桌腿在YOZ坐標面上面的投影直線如下圖所示。
由題目所給信息可知,桌面的高度為50,所以OB為50。前面求出第一根桌腿的長度為52.1938,即OA=52.1938。由勾股定理可知AB=14.9736。因為鋼筋固定在最外側桌腿的中心位置,即OA的中點位置C??芍狾D=25,CD=7.4868。
所以在三維空間直角坐標系中C(23.75,7.4868,-25)。由對稱性可知,另一側C1(-23.75,7.4868,-25)。兩點可確定一條直線,則空間直線CC1方程即為折疊后鋼筋的方程為:
由此可以求出每根桌腿鋼筋位置的坐標和靠近地面?zhèn)茸劳鹊淖鴺恕?/p>
靠近地面?zhèn)茸劳鹊淖鴺?/p>
因為未折疊前鋼筋的相對位置是固定的,距離桌腿最外側距離為25cm。而折疊后鋼筋距桌腿靠近地面方向的距離為L2=L-L1??傻瞄_槽的長度即為S=25-L2。
利用上前文數(shù)據求得的各木條開槽長度S如下表所示。
參考文獻:
[1]王紅衛(wèi).建模與仿真[M].北京:科學出版社,2005.
[2]吳建國.數(shù)學建模案例分析[M].北京:中國水利水電出版社,2005.
(作者單位:吉林建筑大學基礎科學部)