Такая разная механика

Поделиться Share on VKShare on FacebookTweet about this on TwitterShare on Google+Share on LinkedInPin on Pinterest

В век информационных технологий, популярности работ по ускорителям частиц и космических разработок ещё осталось место для самого традиционного раздела физики — механики. О том, на чём сегодня сконцентрирована эта наука, какие новые направления механики актуальны, перспективны и изучаются в университете, корреспонденту UniverScience рассказал профессор кафедры теоретической и прикладной механики и секретарь Совета механико-математического факультета БГУ, доктор физико-математических наук Сергей Щербаков:

Профессор кафедры теоретической и прикладной механики, секретарь Совета механико-математического факультета БГУ, доктор физико-математических наук Сергей Щербаков

«На кафедре теоретической и прикладной механики под руководством доктора физико-математических наук, профессора Михаила Анатольевича Журавкова проводится комплекс фундаментальных и прикладных исследований по целому ряду направлений в области механики, геомеханики и машиноведения. Так интереснейшие разработки мы ведем по трибофатике.

Трибофатика — новый и перспективный раздел современной механики, в котором изучают высоконагруженные объекты ответственного назначения – так называемые силовые системы. В таких объектах одновременно реализуется два повреждающих явления: трение и износ (при скольжении или качении) и механическая усталость. Мы изучаем, как эти два феномена влияют друг на друга: просто суммируются в плане накопления повреждений, или усиливают, либо, наоборот, даже компенсируют друг друга?

Еще одно направление, которым недавно стала заниматься кафедра совместно с ООО «НПО ТРИБОФАТИКА», — механотермодинамика. В её рамках ставится задача объединения двух великих конкурентов: термодинамики, которая родилась 150 лет назад и имеет огромные достижения в описании эволюции систем (на основе исследований необратимости различных процессов), но, увы, прогнозирует тепловую смерть Вселенной, что по современным данным науки, не случится, и самой древней науки – механики, основополагающие законны которой позволили описать движение любых материальных объектов, однако оказались неприменимыми в теории эволюции, поскольку, к сожалению, не различают прошлого и будущего. Через их объединение в механотермодинамике становится возможным построить непротиворечивую и цельную теорию развития необратимых повреждений, которая базируется на основе представлений о трибофатической энтропии. Это те сложные изменения структуры, свойств твердых деформируемых тел в термодинамической среде, которые обуславливают так называемую А-эволюцию системы по поврежденности.

Комплекс работ по трибофатике и механотермодинамике — это и теоретические и прикладные исследования для различных предприятий, в том числе таких крупных, как Гомсельмаш, Минский метрополитен, МАЗ и др. Сотрудники кафедры проводят оценку повреждений сложных механических систем, их напряженно-деформированного и предельного состояний, вырабатывают рекомендации по обеспечению их требуемой долговечности.

Например, одна из интересных работ — по импортозамещению ножей для режуще-измельчающего аппарата комбайнов. Стальные ножи довольно сложно произвести на высокотехнологичном оборудовании с упрочняющими покрытиями. Поэтому иностранные ножи были заменены на отечественные, изготовленные из высокопрочного материала «Моника». Этот материал показал хорошие результаты испытаний: с одной стороны, его механические свойства такие же, как у стали (пределы прочности механической и контактной усталости), а с другой — высокие технологические свойства, как у чугуна, что обеспечивает снижение стоимости изделий на 20-50%. Импортозамещение за первый год внедрения: сэкономлено ~ 740 тысяч евро, экономический эффект ~ 2 460 млн. бел. руб. Ножи из «Моники» показали хорошую эксплуатационную работоспособность. И в дальнейшем предложено применить этот материал для литья железнодорожных рельсов или колес. Теперь оба этих проекта обсуждаются, притом не только в Беларуси, но и в других странах, где ежегодно нужно менять огромное количество поврежденных колес и рельсов.

Помимо фундаментальных и прикладных работ на кафедре большое внимание уделяется подготовке молодых специалистов: тех, кто выпускаются и идут на предприятия или к нам в магистратуру и аспирантуру. В связи с переходом на Болонскую систему у нас появилась возможность углубленнее давать некоторые дисциплины в рамках двухлетней магистратуры. Это позволит нашим магистрам претендовать на высокооплачиваемые должности.

Недавно началась разработка нового класса испытательного оборудования. Для кафедры изготовлен испытательный центр SZ-01, созданный нами вместе с гомельскими коллегами под руководством профессора Леонида Сосновского. На SZ-01 могут быть проведены основные методы испытаний: на механическую усталость, трение скольжения, контактную усталость — притом на одном унифицированном объекте. Это позволяет сравнивать результаты испытаний. В рамках государственной научно-технической программы под руководством Михаила Журавкова мы миниатюризируем эту машину с целью применения как для стандартных механических, так и особых трибофатических испытаний. Это машина настольного исполнения, она более дешевая, чем полнокомплектный испытательный стенд SZ-01. Планируется, чтобы двое студентов могли работать на «своем» оборудовании. Оно будет использовано для лабораторного практикума по таким учебным курсам, как трибофатика, экспериментальная механика, сопротивление материалов, строительная механика.

По инициативе ректора университета и заведующего кафедрой сейчас создается новый совместный институт БГУ с Даляньским университетом технологий. Министерств образования Китайской Народной Республики и Республики Беларусь данный проект одобрили. Студенты будут получать образование на английском языке с учетом современных научных и учебно-методических достижений. На сегодня мы завершаем разработку учебных планов, формируем корпус преподавателей. Кроме подготовки студентов, как китайских, так и белорусских, предполагается организация сотрудничества в рамках совместных научно-практических программ».

Беседовала Маргарита Алешкевич

Смотрите подборку видеолекций по механике от преподавателей БГУ:

Поделиться Share on VKShare on FacebookTweet about this on TwitterShare on Google+Share on LinkedInPin on Pinterest