Институт №9 «Общеинженерной подготовки»

Основные научные направления кафедры:

  • разработка теории и методов решения нестационарных контактных задач механики сплошной среды;
  • нестационарные задачи дифракции волн в сплошных средах;
  • нестационарная динамика тонкостенных конструкций, взаимодействующих с различными физико-механическими полями;
  • нелинейная механика тонкостенных конструкций;
  • численные методы решения задач механики тонкостенных конструкций, включая использование современных пакетов прикладных программ.

При кафедре (совместно с каф. 603 × 906) работают научный семинар «Проблемы механики деформируемого твердого тела и динамики машин» и аспирантский семинар.

Кафедрой проводится ежегодный международный симпозиум «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред». При кафедре работает аспирантура и докторантура по специальностям 01.02.04 «Механика деформируемого твердого тела» и 01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры». В основном диссертации защищаются в диссертационном совете Д 212.125.05 МАИ (председатель — Тарлаковский Д.В.).

Основные научные публикации сотрудников кафедры:

  • Григолюк Э.И., Горшков А.Г. Нестационарная гидроупругость оболочек. — Л.: Судостроение, 1974;
  • Григолюк Э.И., Горшков А.Г. Взаимодействие упругих конструкций с жидкостью. Удар и погружение. — Л.: Судостроение, 1976;
  • Григолюк Э.И., Горшков А.Г. Погружение упругих оболочек вращения в жидкость. // Итоги науки и техники . Механика деформируемого твердого тела. Т. 10. — М.:ВИНИТИ, 1977;
  • Горшков А.Г. Взаимодействие ударных волн с деформируемыми преградами. // Итоги науки и техники. Механика деформируемого твердого тела. Т.13. — М.: ВИНИТИ, 1979;
  • Вестяк А.В., Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Нестационарное взаимодействие деформируемых тел с окружающей средой. // Итоги науки и техники. Механика деформируемого твердого тела. Т.15, М.: ВИНИТИ, 1983;
  • Григолюк Э.И., Шалашилин В.И. Проблемы нелинейного деформирования. Метод продолжения решения по параметру в нелинейных задачах механики твердого деформируемого тела. — М.: Наука, 1988 (перевод: Kluwer Academic Publishers, 1991);
  • Горшков А.Г., Пожуев В.И. Стационарные задачи динамики для пластин и оболочек, взаимодействующих с инерционными средами. // Итоги науки и техники. Механика деформируемого тела. Т.20. — М: ВИНИТИ, 1989;
  • Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Нестационарная аэрогидроупругость тел сферической формы. — М.: Наука,1990;
  • Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Динамические контактные задачи для деформируемого полупространства. // Итоги науки и техники. Механика деформируемого твердого тела. Т.21. — М.: ВИНИТИ, 1990;
  • Горшков А.Г., Пожуев В.И. Стационарные задачи динамики многослойных конструкций. — М.: Машиностроение, 1992;
  • Горшков А.Г., Пожуев В.И. Пластины и оболочки на инерционном основании при действии подвижных нагрузок. — М.: Изд-во МАИ, 1992;
  • Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Динамические контактные задачи с подвижными границами. — М.: Наука,1995.
  • Gorshkov A.G., Tarlakovskiy  D. V. Transient Aerohydroelasticity of Spherical Bodies. — Berlin-Heidelberg-New York: Springer-Verlag, 2001. — 289 p.
  • Shalashilin V.I., Kuznetsov  E. B. Parametric Continuation and Optimal Parametrization in Applied Mathematics and Mechanics. — Dordrecht-Boston-London: Kluwer Academic Pablishers, 2003. — 253 p.
  • Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Нестационарные контактные задачи/ В кн.: Механика контактных взаимодействий. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. — С. 349-416.
  • Горшков А.Г., Старовойтов Э.И., Яровая А.В. Механика слоистых вязкоупругопластических элементов конструкций. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.- 576 с.
  • Медведский А.Л., Рабинский Л.Н. Метод поверхностных функций влияния в нестационарных задачах дифракции. — М.:Изд-во МАИ, 2007. — 256 с.

Научные разработки сотрудников кафедры, получившие всероссийское и международное признание

1. «Динамические контактные задачи механики сплошных сред (цикл работ)».

Удостоена Государственной премии РФ в области науки и техники за 2001 год. Соавторы работы от МАИ Горшков Анатолий Герасимович, доктор физико-математических наук, бывший декан факультета «Прикладная механика» и заведующий кафедрой «Сопротивление материалов, динамика и прочность машин», Медведский Александр Леонидович, кандидат физико-математических наук, доцент той же кафедры, Тарлаковский Дмитрий Валентинович, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой «Сопротивление материалов, динамика и прочность машин». Представленный цикл исследований включает в себя 203 работы, из них 14 монографий и одно открытие, которые

  • вывели Россию в этой научной области на передовой уровень в мире, обеспечив, международное признание;
  • позволили создать технику, оборудование и научно-исследовательский комплекс, который является уникальным, единственным в мире;
  • дали импульс исследованиям в ряде смежных научных областей;
  • позволили реализовать важные международные инициативы России, поднявшие ее научный и международный авторитет.

Исследованные в работе проблемы являются частью раздела современной механики сплошной среды «Механика контактного взаимодействия». В него входят вопросы, связанные с изучением взаимодействия деформируемых тел, контактирующих между собой лишь по части ограничивающих поверхностей — “поверхности (области) контакта”.

В работе исследованы две важнейшие проблемы динамического контактного взаимодействия.

Задачи для полуограниченных сред типа слоистого полупространства, наиболее адекватно описывающего реальное строение Земли. Эта проблема связана с развитием новых прогрессивных методов поиска полезных ископаемых с помощью вибрационной сейсморазведки взамен взрывной, с оценкой и снижением сейсмичности, а также с глубинным исследованием строения Земли.

Нестационарные задачи с подвижными границами о взаимодействии деформируемых и недеформируемых конструкций с деформируемым полупространством.

Они связаны, в том числе, с проблемой посадки летательных аэрокосмических аппаратов.

Основное содержание работы состоит в следующем:

  • разработаны математические основы теории динамических контактных задач;
  • решен широкий класс новых задач о стационарном контакте абсолютно жестких тел со сплошными средами;
  • исследован обширный класс новых задач о нестационарном контакте абсолютно жестких тел со сплошными средами;
  • исследованы различные аспекты динамического контакта деформируемых тел со сплошными средами.

В целом работа представляет собой новое научное направление “Динамические контактные задачи механики сплошных сред”. В ней впервые получены строго обоснованные фундаментальные результаты по контактному взаимодействию деформируемых тел, соответствующие передовому мировому уровню, а в ряде случаев и превосходящие его.

Развитая теория и разработанные методы использованы при решении следующих крупных прикладных проблем:

    1. Проведена оптимизация параметров проектируемых виброисточников большой мощности различных типов и назначения. Достижения в области теории волн в средах, близких к реальным, разработка новых методов вибровоздействия явились основанием для размещения на геофизическом полигоне Кубанского госуниверситета двух тяжелых вибросейсмических источников ТВ-100, способных на частотах от 8 до 50 герц развивать силу воздействия на поверхность земли до 100 тонн. Их сигнал доходит до ядра Земли и, отражаясь, принимается за 3000 км от источника. Наличие двух таких вибросейсмоисточников дает возможность за счет фазирования каждого из них создавать направленную сейсмическую антенну, осуществлять сканирование ее лепестком. Еще два таких вибросейсмических источника порознь находятся в Новосибирске и Бурятии.
    2. Полученные результаты нашли многочисленные внедрения и применения в СКБ “Сейсмотехника”, при расчете фундаментов под сооружения ответственного назначения, в том числе, под крупнейший турбоагрегат третьей очереди Костромской ГРЭС Т-1200, в Ленинградском “Гидропроекте”, в тресте “Краснодарнефтегаз” и в других местах.
    3. Выполнены работы, в которых доказано, что сканирование лепестком сейсмической антенны вибраторов большой мощности вызывает ток вязкой нелинейной жидкости в требуемом направлении, что актуально в проблеме интенсификации нефтеотдачи частично истощенных пластов.
    4. Проведен большой цикл работ по государственным программам “Геоэкологические проблемы юга Европейской части России”, и “Мониторинг геодинамической и сейсмической обстановки в Каспийско-Черноморском регионе”, по проектам “Математические методы активной сейсмологии”, “Создание пункта сейсмо-деформационных наблюдений для прогнозирования возможности возникновения геофизических катастроф в Южных регионах России”. Этим обеспечено доминирующее положение России в вопросах исследований в области сейсмичности в регионе Черноморского Экономического Сотрудничества и Балкании.
    5. В рамках региональной программы “Экология и энергосбережение Кубани” ведутся исследования по созданию новых методов оценки состояния стареющих сварных швов в нефтепроводах.
    6. Проведены расчеты движения ракетной тележки по ракетному треку и раздвижных сопловых насадок ракетных двигателей в ходе выполнения договоров с предприятием Белоозерский филиал “Прибор” и Московским институтом теплотехники, а также в рамках большой исследовательской программы изучена проблема уменьшения акустического излучения корпусами атомных подводных лодок.
    7. Результаты работы использованы при разработке методических основ решения ряда прикладных задач в области динамики и прочности конструкций образцов ракетно-космической техники, в первую очередь, создаваемых НПО машиностроения. В том числе, решены задачи прочности при посадке на воду первого отечественного многоразового спускаемого аппарата орбитальной станции “Алмаз”, экранопланов и гидросамолетов, а также при старте из воды крылатых ракет.
    8. Создана уникальная установка, обеспечивающая проведение экспериментальных исследований по удару и прониканию тонкостенных конструкций в жидкость и грунт.

О международном признании работы свидетельствуют

  • поддержка международным научным фондом Сороса (два гранта), фондом Фулбрайта, Лондонским математическим обществом и другими;
  • выделение крупного (более 1 млн. долларов США) гранта Американским фондом гражданских исследований и развития и Правительством России (проект REC-004) на создание научно-образовательного эколого-аналитического центра системных исследований, математического моделирования и геоэкологической безопасности Юга России (объединение трех университетов — Ростовского, Кубанского и Таганрогского);
  • проведение на базе Кубанского государственного университета 17-18 мая 2000 Первого Международного Совещания сейсмологов, сейсмостроителей и ликвидаторов последствий землетрясений 11 стран Черноморского Экономического Сотрудничества — (ЧЭС) и Балкания; создание Ассоциации сейсмической защиты стран ЧЭС и Балкании;
  • перевод одной из монографий издательством «Springer».

2. «Исследования в области создания современной техники».

Работа удостоена премии Совета Министров СССР за 1990 год. Соавтор работы Горшков Анатолий Герасимович, доктор физико-математических наук, бывший декан факультета «Прикладная механика» и заведующий кафедрой «Сопротивление материалов, динамика и прочность машин».

3. Цикл работ «Применение теории дифференциальных операторов к задачам механики».

Удостоен премии Ленинского комсомола в области науки и техники за 1983 год. Соавтор работы от МАИ Тарлаковский Дмитрий Валентинович, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой «Сопротивление материалов, динамика и прочность машин».

В работе получены следующие основные результаты:

    1. Построено точное решение в рядах по полиномам Лежандра внешних и внутренних задач о взаимодействии нестационарных плоских или сферических волн с толстостенной сферической оболочкой, окруженной и заполненной упругими средами.
    2. Выведено общее решение гиперболического уравнения, получающегося из волнового уравнения в сферических координатах путем разложения последнего в ряды по полиномам Лежандра. Показана связь полученного интеграла с другими представлениями решения.
    3. Предложен алгоритм определения коэффициентов рядов в виде суперпозиции «обобщенных сферических волн». При этом разрешающими уравнениями для рассматриваемых задач являются рекуррентные соотношения в пространстве преобразований Лапласа. В отличие от обычно используемого приближенного вычисления интегралов типа сверток указан точный алгоритм обращения преобразования Лапласа для класса функций, соответствующего исследуемым задачам.
    4. Исследованы предельные случаи общей задачи: дифракция волн на полой или заполненной акустической средой толстостенной сфере или сплошном шаре, соответствующие задачи о радиальных колебаниях.

Результаты работы являются фундаментальными, поскольку привели к дальнейшему развитию теории нестационарных задач механики сплошной среды. В то же время они имеют практическое значение, т. к. были использованы при расчете различных объектов новой техники.


Контакты
Телефоны:

Деканат 8-499-158-0006

Учебная часть 8-499-158-4961

E-mail

f9_dec@mai.ru