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 ускорителей 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 механико-математического факультета БГУ, доктор физико-математических наук Сергей Щербаков:

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

«На кафедре теоретической и прикладной механики проводятся исследования по целому ряду направлений в области как математических методов, так и экспериментальных испытаний по механике, геомеханике и машиностроению. Интереснейшие работы, которые мы проводим под руководством доктора физико-математических наук, заведующего кафедрой теоретической и прикладной механики Михаила Журавкова, — это работы по трибофатике.

Трибофатика — новое направление современной механики, посвященное изучению силовых систем, в которых одновременно реализуется трение при скольжении и качении и механическая усталость. Мы изучаем, как эти два основных мешающих феномена, опасных с точки зрения современных машин, влияют друг на друга: просто суммируются в плане конечных повреждений или компенсируют друг друга?

Еще одно направление, которым недавно стала заниматься кафедра, — механотермодинамика. В его рамках ставится задача объединения двух заядлых конкурентов: термодинамики, которая родилась 150 лет назад и имеет огромные достижения в описании эволюции систем (принципиально отвечает на вопросы необратимости различных процессов), и те механические модели, которые нам известны и полезны, но, к сожалению, не различают прошлого и настоящего. Через такое объединение становится возможным построить непротиворечивую и цельную теорию развития необратимых повреждений, которые трактуются как показатель так называемой неопределённости — трибофатической энтропии. Это те сложные изменения структуры, свойств твердых тел в термодинамической среде, которые приводят к необратимым повреждениям.

Комплекс работ по трибофатике и термодинамике — это и теоретические исследования, и много практических работ для различных предприятий, в том числе таких крупных, как МАЗ, Гомсельмаш, Минский метрополитен и др. Сотрудники кафедры проводят оценку повреждений существующих сложных механических систем, их напряженно-деформированного состояния, вырабатывают рекомендации по их дальнейшему применению, а также разрабатывают и анализируют новые системы для использования в промышленности.

Например, одна из интересных работ — по импортозамещению режущего аппарата комбайнов. Стальные ножи довольно сложно произвести на высокотехнологичном оборудовании с высокотехнологичными покрытиями. Поэтому иностранные ножи были заменены на отечественные, изготовленные из высокопрочного материала «Моника». Этот материал показал хорошие результаты испытаний: с одной стороны, его свойства такие же, как у стали, те же границы механической и контактной усталости, предел прочности, а с другой — с ним гораздо проще работать: легко льется (в отличие от стали), принимает любую форму. Соответственно, и стоимость этих деталей резко снижается. Экономический эффект был значительный: в первые годы до 700 тысяч евро. Материал показал хорошую работоспособность, и в дальнейшем была идея применить его или для литых рельсов железной дороги, или для литых колес. Теперь оба этих проекта обсуждаются, притом не только в Беларуси, но и в России, где ежегодно нужно менять огромное количество рельсов. А рельсы очень дорогие, их сложно и произвести, и транспортировать — до половины стоимости рельса составляет его транспортировка…

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.

Кроме расчетных работ, недавно началась разработка нового класса материального оборудования: персональный испытательный центр SZ-01, созданный нами вместе с гомельскими коллегами под руководством профессора Леонида Сосновского. На SZ-01 могут быть проведены все три класса испытаний: на механическую усталость, трение-скольжение, контактную усталость — притом на одном объекте. Это позволяет легко сравнивать результаты испытаний. В рамках государственной научно-технической программы под руководством Михаила Журавкова мы миниатюризируем эту машину как для стандартных механических, так и для особых трибофатических испытаний, чтобы позволить студентам работать на небольших компактных машинах, более дешевых, чем полноценный испытательный стенд — чтобы в каждой паре у студентов был доступ к «своему» оборудованию. Трибофатика, экспериментальная механика, сопротивление материалов, строительная механика — все эти дисциплины выиграют от SZ-01.

По инициативе заведующего кафедрой сейчас создается новый совместный институт БГУ с Даляньским университетом технологий. Министерство образования КНР этот проект одобрило. Студенты будут получать образование на английском языке с учетом наилучших научных и учебных достижений. На сегодня мы завершаем разработку учебных планов, формируем корпус преподавателей. Кроме подготовки студентов, как китайских, так и белорусских, предполагается налаживание научного сотрудничества в рамках совместных научно-практических работ».

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