Studenci PW zbudowali wieżę przenoszącą prawie pół tony

Znamy ich z mostów i budowli podziemnych, ale właśnie udowodnili, że są specjalistami także od innych konstrukcji. Studenci z Koła Naukowego Mostowców zajęli pierwsze miejsce w konkursie „Wybudujemy wieżę”.

Uczestnicy rywalizacji mieli 4 godziny na wybudowanie wieży z balsy. Wygrywała konstrukcja o najwyższym współczynniku wytrzymałości do masy. W zawodach wystartowało 15 zespołów. 

Najlepsi okazali się nasi studenci z Wydziału Inżynierii Lądowej: Piotr Ambrochowicz, Karol Fijałkowski oraz Alicja Wolf. Wieża, którą zaprojektowali i zbudowali, przeniosła prawie pół tony – 4842,2 N (493,8 kg) przy wadze zaledwie 157,1 g. 

Konkurs „Wybudujemy wieżę” został zorganizowany przez Szkołę Główną Gospodarstwa Wiejskiego i odbył się w ramach Dnia Budowlańca w SGGW (17–18 kwietnia 2024 roku).

Jak studenci opisują swoją konstrukcję?

Na wykonanie konstrukcji zużyliśmy dwie deski pięciomilimetrowe o wymiarach 10x100cm oraz niecałą deskę czteromilimetrową w tym samym rozmiarze. Do wybudowania wieży mieliśmy dostępne: 4 deski drewna balsowego o wymiarach 1000x100x5 – 2 sztuki i 1000x100x4 – 2 sztuki ,klej uniwersalny do drewna „Wikol” – 100 ml oraz 100 sztuk szpilek.

Pozostałe przyrządy były naszą własnością. Do wycinania prostych elementów najwygodniej nam było używać zwykłych „tapeciaków”, natomiast mniejsze cięcia wykonywaliśmy skalpelami. 

Przydatne też były linijki, papiery ścierne, mazaki oraz oczywiście szablon konstrukcji. Nie mieliśmy łatwego zadania, gdyż elementy były dość skomplikowane ze względu na użyte połączenia oraz optymalizację wagi. Za zgodą organizatorów, do ustabilizowania konstrukcji użyliśmy również 6 ścisków sprężynowych. Ich celem było poprawne utrzymanie sześciokątnych ringów.

Wieża na podstawie musiała się mieścić w pierścieniu o średnicy zewnętrznej 30 cm, a u góry zwężać według regulaminowej obwiedni do koła o średnicy nie większej niż 20 cm. Konstrukcja mieściła się z niewielkim zapasem jednego milimetra od maksymalnej wysokości – 56,5 mm.

Samo projektowanie zajęło nam około dwóch tygodni, przy czym pod koniec wprowadzaliśmy jeszcze sporo poprawek, aby dopracować połączenia i zoptymalizować czas pracy. Co ciekawe, zbudowanie pierwszej wieży zajęło nam aż 10 godzin! Było to skutkiem niedopracowanych połączeń i zapoznawania się ze strukturą drewna balsowego. Następna wieża poszła nam już o wiele sprawniej – zmieściliśmy się w regulaminowym czasie. 

Najtrudniejsze okazało się zaprojektowanie konstrukcji prętowej w Grashopperze (parametryczny i generatywny silnik Rhinoceros,), a później przekonwertowanie konstrukcji do Robota, w celu znalezienia największych momentów. Próbowaliśmy tam dobrać jak najkorzystniejsze ustawienie, liczbę prętów i kształt wieży. Projekt wykonawczy wymagał sporego doświadczenia z programem Autodesk Fusion oraz paru poprawek, które stały się zauważalne dopiero podczas faktycznej budowy.

Kolejnym wyzwaniem była praca z klejem, gdyż, jako niedopatrzenie, do wcześniejszych konstrukcji testowych użyliśmy kleju polimerowego zamiast zwykłego wikolu. Zachowywał się on zupełnie inaczej niż docelowy. Miał większą lepkość, przez co łatwiej było go umocować na elementach. Przez taką drobną pomyłkę nie wiedzieliśmy, co nas będzie czekać na konkursowym sklejaniu. Ku naszemu zaskoczeniu, klej miał o wiele lepszą wytrzymałość od polimerowego, przez co wieża uzyskała tak duży współczynnik, który pozwolił nam wygrać konkurs.

To było motywujące doświadczenie, które ukazało, jak silna może być współpraca i jak wiele możemy osiągnąć, działając razem.