Проект по физике и инженерии

Разработка конструкции медицинской трости на основе биомиметической модели скелета морской губки

Предмет
Физика и инженерия
Тема
Робототехника и конструирование
Направление
Техника, технологии и инженерия
Класс
10 класс
Результат
Победитель
Фестиваль
Фестиваль проектных работ, 2022–2023

Аннотация

Проект посвящён разработке лёгкой и прочной медицинской трости для людей с ограниченными возможностями здоровья. Идея конструкции взята у природы: автор изучил строение скелета морской губки, который сочетает малую массу и высокую прочность, и перенёс его сетчатую структуру в несущую часть трости. Образцы с разными решётками испытаны в компьютерной симуляции, а затем напечатаны на 3D-принтере и проверены на сжатие прессом. Образцы с «губчатой» структурой выдержали осевую нагрузку почти в четыре раза больше, чем образцы с обычной диагональной решёткой. По итогам построена 3D-модель трости, которую можно подогнать под рост и параметры пользователя, и оценена экономическая целесообразность изделия.

Кратко о работе

Цель
Разработать конструкцию медицинской трости на основе строения скелета морской губки и проверить её механическую прочность.
Как исследовали
Подбор пластика по цене и прочности, компьютерное моделирование нагрузок, испытание на прессе 10 напечатанных на 3D-принтере образцов, построение 3D-модели трости.
Что выяснилось
Образцы со структурой, повторяющей скелет губки, оказались прочнее и упругее: их разрушающая нагрузка на 280% выше, чем у образцов с двухдиагональной решёткой.

Теги

Отметки экспертов

  • Самые интересные примеры

Аннотацию и краткое описание подготовили эксперты фестиваля по тексту работы. Сама работа не публикуется.

Ещё работы по физике и инженерии

2 класс Финалист

Чистая сила: эко-фонтан Герона

Автор знакомится с устройством фонтана Герона — древнего изобретения, которое работает без насоса и электричества за счёт давления воздуха и воды. В работе рассказано об истории фонтанов и гидравлических систем древности...

11 класс Финалист

Паровая турбина и изготовление её модели

Проект посвящён паровым турбинам — машинам, которые на тепловых и атомных электростанциях превращают энергию пара в механическую работу. В теоретической части описаны история создания паровых турбин, их устройство, принц...

10 класс Финалист

Диодный мост: выпрямитель переменного тока

Проект посвящён тому, как бытовые приборы с низким напряжением питания работают от сети переменного тока 220 В. В теоретической части описаны постоянный, переменный и пульсирующий токи, устройство и виды диодов, схема ди...

2 класс Финалист

С птичьим именем — не птица, помогает всем напиться

Проект посвящён колодцу-журавлю — старинному устройству для подъёма воды, работающему по принципу рычага. Автор выясняет, почему колодец так назван, сравнивает его с птицей, приводит народные и диалектные названия и расс...

Все работы по физике и инженерии

Пришлите свою работу по физике и инженерии

Принимаем исследовательские, проектные и научно-творческие работы учащихся 1–11 классов. Эксперты оценят работу, финалисты защищают её онлайн перед жюри.