Новые материалы
Цель проекта - Помочь школьникам овладеть методами проектирования и экспериментального испытания новых материалов собственной разработки
Чего ожидать?
Возможно ли легкость одного материала совместить, с прочностью другого и долговечностью третьего? Да, конечно! Это достижимо благодаря так называемым композиционным материалам. Общий принцип их создания заключается в комбинировании однонаправленных слоистых материалов в различном порядке и с оптимально выбранными углами армирования. В рамках нашего проекта школьники получат возможность пройти полный цикл исследовательской и конструкторской работы с композиционным материалом
«Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича, да взять сколько-нибудь развязности, какая у Балтазара Балтазаровича…» - так гоголевская Агафья Тихоновна мечтала об идеальном женихе, и почти так же специалисты-материаловеды мечтают об идеальном материале.
Сегодня эти материалы уже применяются очень широко: при изготовлении авиационной техники (например, «чёрное крыло» самолета МС-21), в термостойких конструкциях, способных выдерживать 3000ºС, в полиэтиленах, бронежилетах и покрытиях для кухонных столов, в автомобилестроении и приборостроении, в спортивном инвентаре. Среди множества видов композитов существуют также биоразлагаемые (в которых используется крахмал)
Этапы проекта
1
март-апрель 2022 г.
Образовательная программа. Первый блок программы посвящён наставнической деятельности. Программа по предметной области включает:
- введение в сферу применения композиционных материалов
- технологию изготовления композиционных материалов
- основы разрушения конструкций
- моделирование конструкций перед расчетом
- основы разработки испытательных стендов
- методику проектирования и проведения экспериментов
2
апрель-май 2022 г.
Отбор. В завершении образовательной программы будет произведен отбор команд (наставники и школьники) для выполнения проектов по научным направлениям. Команды, прошедшие отбор получат эскиз пространственной арочной конструкции и материал для ее изготовления, а также набор требований к стенду для проведения испытаний в рамках собственного исследования. В данном блоке планируется:
- изготовление, образцов, деталей и испытательных стендов
- пилотная серия экспериментов
- выработка собственных гипотез о способах улучшении характеристик композиционного материала
3
май-сентябрь 2022 г.
Проведение инженерного исследования. Команды проведут проверку выработанных гипотез и совершенствование собственных композиционных материалов
4
октябрь-декабрь 2022 г.
Конференции и Форум. Экспертиза проектов. По окончании цикла проекта участники представят свои результаты на конференциях по направлениям. Лучшие работы будут представлены на Форуме сетевых исследовательских проектов в декабре 2022 г.
Требования к участникам проекта: доступ к 3Д принтеру (с возможностью FDM печати), доступ к технологической площадке для изготовления и испытания конструкций (например, оборудованный кабинет технологии/труда в школе)
Что будут делать команды в рамках проекта
определят проектируемую деталь
рассчитают требуемые параметры конструкции и материала
сформируют гипотезу о зависимости характеристик материала от его состава, структуры и способа создания
изготовят образцы материала и саму деталь методом аддитивной печати
спроектируют и изготовят испытательный стенд
спланируют и проведут серию экспериментов по определению максимальной несущей способности для простой конструкции из предложенного и разработанного самостоятельно материалов
научатся управлять свойствами материалов, сочетая их на основе расчетов и экспериментальных результатов
на практике овладеют основами технической механики и исследуют механизмы разрушения созданных конструкций
Исследовательские проекты будут осуществляться при постоянной консультационной, методической и экспертной поддержке научной команды направления
Команда направления
- Татьяна БурнышеваРуководитель Проектад.т.н., профессор кафедры «Прочность летательных аппаратов»
ФЛА НГТУ - Алексей КожевниковРуководитель образовательной программы Проектак.т.н. старший преподаватель кафедры "Прочность летательных аппаратов" ФЛА НГТУ
- Екатерина НиколаеваМенеджер ПроектаСтудентка НГТУ
- Артур ШтрайхЭксперт проекта
Эксперт по механическим испытаниям материалов студент НГТУ
- Антон РязанцевЭксперт проектаГенеральный директор ИК ЦТО, руководитель центра компетенции НТИ по новым функциональным материалам
Организаторы проекта
Партнеры проекта
