Медаль РАН для студентов высших учебных заведений России присуждена магистранту ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», инженеру Инжинирингового центра ПИШ СПбПУ Лилии Нежинской

Постановлением президиума РАН от 25 июня 2024 года № 135 присуждены медали федерального государственного бюджетного учреждения «Российская академия наук» с премиями для молодых ученых и для обучающихся по образовательным программам организаций высшего образования по итогам конкурса 2023 года. Лауреатами стали 49 молодых учёных и 35 студентов. Они представили в общей сложности 62 работы по 21 направлению — индивидуально или в составе научных коллективов.

Медали РАН присуждаются ежегодно по решению экспертной комиссии за индивидуальные или коллективные труды, вносящие вклад в развитие научных знаний, отличающиеся оригинальностью в постановке и решении задач.

Каждый победитель получает медаль и диплом лауреата, нагрудный значок и денежную премию. В 2023 году на конкурс было представлено 1222 работы от 1483 авторов.

По итогам отбора среди студенческих работ по направлению «Машиностроение, механика и процессы управления» медали была удостоена работа студентки первого курса магистратуры ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», инженера направления прикладных исследований и разработок ПИШ СПбПУ Лилии Нежинской.

Лилия Нежинская входит в научную группу Алексея Боровкова, проректора по цифровой трансформации, руководителя ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и работает над проектом СПбПУ Петра Великого «Исследование физико-механических свойств аддитивно-производимых метабиоматериалов для тканевой инженерии», который является победителем в конкурсе на получение гранта Российского научного фонда (РНФ).

Тема конкурсной работы Лилии лежит в основе бакалаврской научно-исследовательской работы, которая была защищена на отлично в 2023 году, а также имеет логическое продолжение, став основой для магистерской диссертации. На тему исследования физико-механических свойств аддитивно-производимых мета-биоматериалов в 2023 году были опубликованы 2 статьи, проиндексированные в Scopus и опубликованные в журнале «Механика и физика материалов» (Q4).

«После защиты моей бакалаврской работы я решила принять участие в конкурсе на получение медали РАН. Мне нравился мой диплом, результаты, которых удалось достичь и сама тематика исследования. Поэтому я решилась участвовать. Признаюсь честно, для меня было большим удивлением узнать, что я победила в своем направлении, так как конкурс большой и серьезный, и заявки на него подают со всей России. Эта победа - большая радость и честь для меня. И, конечно, мотивация продолжать развиваться и совершенствовать свои научные достижения.  Ведь победа в конкурсе является свидетельством того, что моя научная работа, которая продолжается и по сей день, актуальна, востребована и высоко ценится научным сообществом» – поделилась Лилия Нежинская.

Лилия принимала участие в международных конференциях — V Международном форуме «Передовые цифровые и производственные технологии» и «Бионика-2023» — с последующей публикацией докладов в сборниках материалов, выход которых запланирован в первой половине 2024 года, а также участвовала в работе III Конгресса молодых ученых в 2023 году. Вместе с командой студентов первого курса магистратуры заняла призовое место в Инженерном чемпионате по двигателестроению АО «УЗГА» в г. Екатеринбург, с 19 по 21 июня 2024 года в Великом Новгороде прошла 51-я Школа-конференция «Актуальные проблемы механики» памяти Д.А. Индейцева, где Лилия выступила с докладом «Разработка градиентной структуры бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава на основе метаматериала решетчатого типа». В работе представлен процесс разработки решетчатого метаматериала с градиентным распределением эффективной плотности для производства бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава человека.

Работа Лилии – «Исследование влияния топологических характеристик метаматериалов на их макроскопические механические свойства» и выполняется в рамках гранта РНФ. Работа состоит из двух частей, в первой из которых рассмотрены семь типов решетчатых структур различной топологии, которые являются элементарными ячейками периодических метаматериалов, планируемых к производству с помощью аддитивных технологий. Эта часть документа включает в себя описание и результаты проведенных вычислительных экспериментов, целью которых является исследование влияния топологических характеристик репрезентативной ячейки метаматериалов на их макроскопические эффективные свойства для последующего их использования при изучении и применении биометаматериалов. Оценка макроскопических упругих свойств рассматриваемых метаматериалов проводилась с применением инструментов прямой численной гомогенизации с выбором соответствующих граничных условий для каждой исследуемой константы материала.

Как отмечает ведущий инженер, руководитель направления «Прикладные исследования и разработки» Инжинирингового центра CompMechLab® ПИШ СПбПУ и научный консультант Лилии Михаил Жмайло: «Исследование Лилии осуществлялось в ходе реализации проекта, поддержанного ранее Российским научным фондом. Данный проект посвящен разработке методик моделирования мета-биоматериалов. Кроме того, Лилия принимает активное участие в деятельности научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии», а также занимается исследованиями в рамках магистерской работы».

В результате конечно-элементного анализа были получены кривые зависимости механических своиств метаматериала от варьируемой топологической характеристики. Также было показано, что некоторые из рассмотренных типов элементарных ячеек проявляют свойства ауксетиков и определенном диапазоне топологических параметров. Работа велась в предположении, что биометаматериалы могут быть использованы в костных имплантатах для улучшения процесса остеоинтеграции с целью снижения риска отторжения и повышения эффективности лечения костных дефектов. Вторая часть работы включает в себя описание процесса разработки изделия, в состав которого входят метаматериалы с градиентными свойствами. Внедрение решетчатой структуры рассмотрено на примере компонента эндопротеза тазобедренного сустава.

Данная задача решена с опорой на инструменты прямой численной гомогенизации для определения эффективных свойств метаматериалов для их дальнейшего использования при решении задачи оптимизации. В качестве целевой функции рассматривалась энергия деформации, минимизация которой приводит к получению оптимальной жесткости конструкции. Целью оптимизации являлся поиск распределения эффективной плотности материала при различных сценариях нагружения. Это позволило определить оптимальное распределение жесткости конструкции при заданном низком значении массы итогового изделия.

Научные труды Лилии Нежинской:

1.         A.I. Borovkov, L.B. Maslov, M.A. Zhmaylo, F.D. Tarasenko, L.S. Nezhinskaya, Elastic properties of additively produced metamaterials based on lattice structures / Materials Physics and Mechanics, 2023, 51, 7, 42-62;

2.         A.I. Borovkov, L.B. Maslov, M.A. Zhmaylo, F.D. Tarasenko, L.S. Nezhinskaya, Finite element analysis of elastic properties of metamaterials based on triply periodic minimal surfaces / Materials Physics and Mechanics, 2024, 52, 1, - (статья принята к публикации в 2024 году, но еще не опубликована в журнале);

3.         М.А. Жмайло, Л.Б. Маслов, А.И. Боровков, Ф.Д. Тарасенко, А.А. Сафронова, Л.С. Нежинская, Цифровое проектирование персонализированных эндопротезов тазобедренного сустава / XIII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики, 2023

4.         Тезисы, принятые к публикации в 2024 году в сборнике тезисов, оглашенные на Третьей международной научно-практической конференции «Бионика-2023» 01.11.2023-03.11.2023 года. Нежинская Лилия Сергеевна, Решение задачи оптимального распределения эффективной плотности метаматериала в эндопротезе тазобедренного сустава

5.         Тезисы, принятые к публикации в 2024 году в сборнике тезисов, оглашенные на Пятом международном форуме «Передовые цифровые и производственные технологии» 12.10.2023-13.10.2023 года. Нежинская Лилия Сергеевна, Исследование влияния топологических характеристик метаматериала на их механические упругие свойства для их последующего применения при остеоинтеграции

6.         Участие в региональной научно-практической конференции «Современные технологии в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии», посвященной 100-летию ко дню рождения профессора, генерал-майора медицинской службы Н.М. Александрова, 22 ноября 2023 г.

 

«Передовые инженерные школы» — это действительно флагманский проект, в котором видна не только заинтересованность высокотехнологичных компаний, но также научного и профессионального инженерного сообщества, – подчеркнул проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель ПИШ СПбПУ Алексей Боровков. – Наши студенты проявляют себя как высоко мотивированные молодые специалисты с огромной тягой к знаниям, освоением новых технологий и инструментов, стремлением побеждать. В активе ПИШ Политеха – много громких побед в инженерных чемпионатах, конкурсах, грантовых программах. Так, например, студентка, а теперь уже выпускница, Анна Ровбо стала победителем стипендиального конкурса Владимира Потанина. Другой выпускник Михаил Падалко одержал победу в конкурсе грантов Комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга. Элеонора Никольская победила в конкурсе научных стипендий ОДК на выполнение научной работы в сфере двигателестроения. И вот теперь медаль РАН, которой по решению экспертной комиссии удостоена наша Лилия – это очень высокая и почетная награда, которая в очередной раз подтверждает, что магистранты Передовой инженерной школы Политеха – это люди с особым отношением к профессии. Это будущая элита инженерной науки России и те, кому предстоит обеспечивать технологический суверенитет нашей страны».

Отметим, что РАН ежегодно присуждает медали за лучшие научные работы, в этом году всего 35 медалей в 21 номинации среди студентов всех вузов России. Мероприятие проводится в целях выявления и поддержки талантливых молодых исследователей, содействия профессиональному росту научной молодежи, поощрения творческой активности молодых ученых и студентов в проведении научных исследований. СПбПУ получил единственную медаль и это наша Лилия! Гордимся!

Напомним, в 2021 году инженеру-исследователю Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ Федору Тарасенко была присуждена медаль РАН с премией для студентов высших учебных заведений России в области проблем машиностроения, механики и процессов управления за победу в конкурсе 2020 года за работу «Построение высокоадекватных моделей металлических материалов аддитивного производства и решетчатых структур на их основе». Федор выступил одним из консультантов по работе Лилии.