達文西橋模擬器

互動式搭橋模擬 + 承重預測

Model F(14+5 正式模型)預測最大承重
1,513 g
2 層內內 | 棍長 20cm
懸空: 14.00 cm
M: 0.002857
最佳V: 3.9 cm
H上限: 4.5 cm
V上限: 5.0 cm
縮放: 65%

參數調整

準備開始
點擊「下一步」開始搭建達文西橋

預測公式 (Model F 14+5 — V×L 交互作用模型)

log 形式(迴歸輸出):
  log(F) = 2.0476 × log(M) + 0.6498 × V − 0.0588 × V² − 0.0098 × V×L + 18.6464

等效指數形式:
  F = 1.253×108 × M2.048 × e(0.650V − 0.059V² − 0.0098V×L)

其中:
  M = b × t² / S   (材料強度,單位 cm)
  S = L − 2H − 2b   (懸空距離)
  F = 預測最大承重 (g),V = 垂直接點 (cm),L = 棍長 (cm)

V×L 交互作用:垂直接點效果隨橋長遞減。
  最佳 V = −(b1 + b3×L) / (2×b2),隨棍長 L 變動

搭建邊界條件

條件公式說明
最短棍長a ≥ 13b低於此長度,棍子太短無法形成穩定橋結構
水平接點上限H ≤ (a − 2b) / 4此時 S = H − b/2;由 a = 2S + 3b + 2H 得 a = 4H + 2b,故 H = (a − 2b) / 4;超過此值 V0–V1 間距消失
垂直接點上限V ≤ (a − 10b) / 2V0 中心段需至少 10 根棍寬(左右各 5 排),否則橋腳太窄容易左右晃動
懸空距離S > 0水平接點不能大到讓懸空段消失
水平棍不打架Pmax > 0左右兩側水平棍在 V0 中央不能重疊

最佳垂直接點 V* 與棍長 L 的關係

棍長 L (cm)最佳 V (cm)
154.3
184.0
203.9
253.4
303.0

模型資訊

Model F(14+5 正式模型) 使用 4 個特徵 (log(M), V, V², V×L) 的對數線性迴歸,訓練於全部 19 組有效實驗數據(寬 1.0cm、厚 0.2cm、2 層內內搭法,棍長 15/18/20/25cm)。
留一交叉驗證 LOO R² = 0.8879,訓練 R² = 0.9286,MAE = 181g,LOO MAE = 235g。
模型有效性則另外以 14+3 held-out 分割驗證:實驗 53、54 的平均偏差為 6.5%。公平比較(10-split CV)中,Model F MAPE = 18.3%,Model E = 20.2%。
V×L 交互作用項表示:垂直接點對承重的增益會隨橋長增加而遞減,因此最佳 V 會隨棍長 L 動態變化。
注意:頁面實際計算使用完整精度係數 2.047639 / 0.649840 / -0.058821 / -0.009847 / 18.646435;上方公式為四捨五入顯示。本模型僅適用於 2 層內內搭法。
建模過程詳細說明 →