密苏里大学橄榄球队本赛季一直表现出色,在全国排名中名列前茅,并且在与SEC对手的比赛中占据主导地位。现在,密苏里大学工程系的学生正在设计新设备,以确保球员在球场上保持舒适。
两组机械工程专业的学生正在与老虎队合作,将传热技术融入到足球装备中,从而在夏天保持双脚凉爽,在冬天保持头部温暖。它是高级顶点项目的一部分,旨在为学生提供现实世界的经验,同时解决现实世界的问题。
“我曾经是一名大学运动员,我喜欢体育运动的竞争环境,”机械工程专业学生兼防滑钉项目成员安德鲁·莱因哈德(AndrewReinhard)说道。“我想尽我所能帮助我们的学生运动员能够在比赛和训练中做到最好。”
保持凉爽的同时保持炎热
当机械工程副教授马特·马施曼(MattMaschmann)看到布洛克·奥利沃(BrockOlivo)(前老虎队冲球和达阵领袖、后来成为特种队分析师)返回哥伦比亚时,他联系了他的高中好友,欢迎他回家。奥利沃提出带马施曼参观福罗特球场的新南端区设施。
那天天气很热,在巡演期间,奥利沃告诉材料和传热专家马施曼,运动员经常抱怨长时间在草坪上脚部发烫。马施曼看到了机会,认为这个问题将是一个有趣的高级顶点项目。奥利沃同意了。
“当马施曼博士向我提出这个想法时,我立即同意合作,”奥利沃说。“我相信Maschmann博士的工作,我希望这个项目能找到一种解决方案,解决球员有时会感到脚部烧灼感的问题,这种烧灼感是由AstroTurf在夏季暴露在高温下造成的。”
几个月后,机械工程顶点课程的学生承担了这项任务。
为了解决脚部过热的问题,防滑鞋团队正在设计一种新的绝缘鞋底,它具有高热阻和低导热性,这意味着加热和保暖将变得更加困难。他们还在研究主动冷却回路,从脚掌吸收热量并将其分散到温度较低的鞋舌处。结合起来,这些特性将使球员的双脚保持凉爽,让球员更加舒适。
提高玩家安全
虽然防滑钉小组正在努力在AstroTurf很热时保持设备凉爽,但头盔小组正在寻找方法,使填充材料在寒冷的月份保持温暖和更灵活。
“头盔的舒适度直接影响技术和比赛执行的安全性,”机械工程专业的学生米凯拉·罗斯(MichaelaRoss)说,他主张与密苏里州运动队(MizzouAthletics)创建第二个项目。
“不同品牌的头盔有不同的内部结构、外部形状和衬垫配置的差异。不同位置的玩家有不同的偏好。我们决定将项目的重点放在保持安全要求上,同时添加一个提供更多多功能舒适性的系统。”
为了保留热量,头盔团队使用相变材料在不佩戴头盔时将热能分配到头盔衬垫。从本质上讲,它是在玩家佩戴头盔时从设备接触头部的地方吸收热量,并在头盔未佩戴且暴露在低温下时转移到衬垫中。
无论这些项目最终是否得到实施,参与的学生都表示,这次经历很有趣、富有挑战性,也是结束密苏里大学时光的难忘方式。
“与从不同角度看待问题的多元化团队进行沟通,使我们能够将各种想法融入到我们的项目中,”莱因哈德说。“工程学位在很大程度上是个人的,但这让我们有机会作为一个团队工作来解决复杂的问题。每个人都发挥自己的优势,相互学习和合作真是太好了我的队友们。”
对于马施曼来说,为顶点小组提供咨询是学生为本科后职业做好准备的最后一步。
“我希望学生们通过完成一个真正能激励他们的项目来获得机械工程的实践经验和视角,”他说。“工程学就是解决诸如此类的现实问题,因此在简历中加入这项工作将为毕业生在进入就业市场并开始职业生涯时提供优势。”
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