Об основных направлениях научной деятельности кафедры «Прикладная механика и подъемно-транспортные машины»

Ресурс конструкции, в основном, определяется работой наиболее нагруженных узлов объекта, которые обычно находятся в условиях многоосного напряженного состояния, и испытывают знакопеременные деформации. Наиболее перспективным, с точки зрения обоснованности и точности прогноза развития поврежденности по объему материала инженерного объекта, является применение математического моделирования деградации материала в сочетании с системами деградации фактических параметров процесса накопления повреждений, позволяющими производить корректировку параметров моделирования.

Для оценки прочности и ресурса металлоконструкций кранов на кафедре «Прикладная механика и подъемно-транспортные машины» развит подход с современных позиций механики поврежденной среды, механики разрушения, позволяющий моделировать доминирующие процессы развития поврежденности для индивидуальных условий эксплуатации конкретных объектов и на этой базе с помощью специальных алгоритмов оценивать выработанный и прогнозировать остаточный ресурс кранов в процессе эксплуатации (Ю.Г. Коротких, И.А. Волков, В.И. Лобов) [5].

2) Оценка надежности и ресурса объектов железнодорожного транспорта по тренду виброакустических параметров объекта в процессе эксплуатации (А.Д. Звягин, И.А. Волков). Данное научное направление развивается в тесном содружестве с Управлением Горьковской железной дороги (X.Ш. Зябиров, Ш.Н. Шайдулин, З.М. Славинский). Для обеспечения безопасности движения на ГЖД и обеспечения надежности объектов железнодорожного транспорта разработан ряд систем вибродиагностики [6, 7]. В основу систем входит алгоритм, построенный на анализе спектра процесса колебаний, полученного с помощью быстрого преобразования Фурье. В спектре в спектре выделяются полосы частот, соответствующие тому или иному дефекту. В каждой выделенной частотной полосе находилась наибольшая амплитуда колебаний и ее значение сравнивалось с допускаемыми значениями, которые определялись на основе статистических данных.

Первой была разработана и сдана в опытную эксплуатацию система вибродиагно­стики колесно-моторных блоков (КМБ) во время проведения профилактического ремонта (ТР-1) электровоза BЛ-80^C, как наиболее распространенного магистрального электровоза.

Следующий рад систем вибродиагностики был направлен на улучшение качества ремонта подшипников, тяговых электродвигателей и КМБ.

Для объединения всех работ по вибродиагностике локомотивов при УГЖД создан единый центр вибродиагностики. В этот центр поступает информация о проведении вибродиагностики во всех локомотивных депо дороги.

Однако, имеются дефекты, наличие которых проявляется только под нагрузкой, действующей в течение достаточно длительного времени. Таким дефектом, например, является нагрев буксовых подшипников, который может привести к аварийной ситуации. Возникновению такого дефекта обычно предшествует какое-либо механическое повреждение. Таким образом, в данном случае необходимо обнаружить дефект на более ранней стадии, а это возможно только при непрерывном контроле (мониторинге) механического состояния КМБ локомотивов при движении.

Для проверки возможности создания бортовой системы мониторинга КМБ на ходу поезда был сделан ряд записей спектра с букс при движении поезда. Анализ полученных спектров показал, что целый ряд основных механических дефектов можно надежно идентифицировать, а, следовательно, и контролировать.

В настоящее время специалисты кафедры и работники Службы технической политики УГЖД заканчивают разработку и опытную эксплуатацию системы постового контроля, предназначенной для идентификации механического состояния подшипников букс грузовых вагонов при проходе поезда мимо поста с фиксированной скоростью.

3) Экспериментально-теоретическое исследование процессов вибрации судов внутреннего и смешанного река-море плавания (А.Д. Звягин, Е.А. Логинов, Е.В. Елчанинов).

Увеличение грузоподъемности и скорости движения судов внутреннего и смешанного плавания, а также, применение для пассажирских перевозок комфортабельных лайнеров ведет к росту мощности судовых энергетических установок и как следствие – к увеличению уровня вибраций.

Вибрация, вызванная работающими на судах механизмами и гребными винтами, часто оказывается настолько значительной, что нередко приводит к появлению трещин в наружной обшивке, наборе и других конструкциях корпуса, является причиной отказа навигационной аппаратуры и оборудования. Кроме того, повышенная вибрация причиняет неудобства обслуживающему персоналу и пассажирам, снижая производительность труда и комфортабельность пребывания на судне.

Экспериментальные и теоретические исследования судовой вибрации в Горьковском институте инженеров водного транспорта (в настоящее время – Волжская государственная академия водного транспорта) возглавил д.т.н., профессор В.В. Давыдов [8]). По его инициативе в 1964 г. при кафедре теоретической механики по приказу Главного управления учебных заведений Министерства речного флота (МРФ) была организована лаборатория вибрации судов [9]. Цель создания лаборатории – оказание помощи конструкторским бюро и предприятиям МРФ в вопросах снижения уровня вибрации судов, повышение их прочности и улучшение вибрационной обстановки на судне.