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MIT模型显示达芬奇五百年前桥梁设计的巧思

2019-10-17 环球解密

麻省理工学院的研究者最近按照达芬奇500多年前设计绘制的桥梁手稿,用三维打印技术造出一个与实物等比例的模型,发现达芬奇当时的设计相当巧妙。

1502年,达芬奇为奥斯曼帝国国王苏丹·贝耶兹德二世设计了一座连接伊斯坦布尔及其旁边城市加拉塔(Galata)的桥梁,但是当时没被采用。

MIT的研究者造出的模型为实物500分之一的尺寸。研究者之一结构工程师巴斯特(Karly Bast)说,他们发现达芬奇设计桥梁的长度是当时世界上普通桥梁的10倍多。

巴斯特说,这座桥设计为扁平的单拱形式,全长280米,还能抗击当地可能发生的地震,是个十分出色的设计。

他们打印了126个小块,像玩拼图一样一块块拼出这个1:500的模型,完成的模型长度约81厘米。

研究者介绍说,这座桥梁出色的特点之一是,整座桥由基础模块互相挤压的作用力结合在一起,无需任何固定的铆钉或黏合剂。“全靠压力结合在一起,我们想展示这些内部的作用力的完美平衡。”

在构建模型过程中,放进最后一块“拱心石”的时刻令研究者们兴奋不已。“我们把最后一块拱心石挤进去,心存很多顾虑,但是它成了。最后我们把支架拿掉,模型稳稳地站住了。”巴斯特说。“这是几何的力量。”

另一个特色在于,现代多数的桥梁采用半圆拱形,而且需要多个桥墩的支持,达芬奇设计的这座桥采用了扁平的单拱弧形。

它既要足够高,让帆船能从底下通过,又要足够坚固,抗击从侧面来的冲击力,比如来自大风和地震的影响。

于是达芬奇在桥的两端设计了两个V形结构,就像人为了站稳而分开脚站立的姿势一样。在稳定性测试中,这个模型的确相当稳固。

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研究者称,不知道这个设计是达芬奇在“50秒内”产生的“灵感”,还是经过周密计算后拿出的设计。

这份研究在国际壳体与空间结构协会(IASS)近期在巴塞罗纳举行的会议上展示。

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