Кафедра механики и конструирования

Состав кафедры Учебная работа Научно-исследовательская работа Студентам Партнерам Абитуриентам Актуальная информация

Дата создания	1937 год
Научные направления	Научными направлениями деятельности кафедры являются: Механика композиционных материалов, структурообразование композиционных материалов: – исследование процессов структурообразования и механических свойств композиционных материалов на стадиях формообразования и эксплуатации изделий; – разработка критериев оптимизации структуры материалов по технико-экономическим и эксплуатационным показателям в конечных изделиях; – разработка методов экспериментальной оценки показателей свойств анизотропных материалов в изделиях; – методы неразрушающего контроля показателей анизотропных материалов и их качества в изделиях; – исследование влияния технологических факторов на структуру и эксплуатационные характеристики материала в изделиях Технология переработки полимеров, эластомеров и композитов: – оборудование и средства технологического оснащения для производства изделий из композиционных материалов; – одностадийное формование составных изделий из термопластичных полимеров и композиций на их основе; – переработка отходов полимерного и иного производства, в том числе некондиционных и наполненных, в изделия; – структурно-технологические особенности одностадийной пултрузии и роллтрузии изделий из армированных термопластов Математическое моделирование материалов, конструкций и технологий: – математическое описание поведения материалов на стадии формообразования изделий и в конечных изделиях с учетом анизотропии свойств; – отработка методов оценки характера поведения материалов с использованием численных методов анализа; – разработка аналитических методов оценки работоспособности конструкций из материалов с гибридной и анизотропной структурой Аддитивные технологии производства изделий из полимерных и композиционных материалов: – закономерности вязкого течения и гомогенизации композиции на стадии печати объемных структур в изделии; – механизмы совмещения (консолидации) армированных слоев в пространственной конфигурации изделий; – условия создания анизотропии свойств в процессе печати изделий под эксплуатационные требования; – методы оценки и прогнозирования показателей эксплуатационных свойств с учетом слоистого строения и анизотропии материалов; – кинетика и механика процесса 3D-печати анизотропных армированных структур; – основы управления процессом печати конструкционных изделий анизотропной структуры
Специальности	6-05-0722-05 «Производство изделий на основе трехмерных технологий» 6-05 0722-03 «Производство изделий из композиционных материалов»
Специальности магистратуры	7-06-0722-02 «Производство и переработка полимеров и композитов»
Основные дисциплины	Механика материалов и конструкций Прикладная механика Теоретическая механика Теория механизмов и машин Физикохимия композиционных материалов Механика композиционных материалов Механика материалов аддитивного синтеза Полимерные и композиционные материалы Материалы аддитивного синтеза Основы научной и инновационной деятельности Конструирование изделий из полимеров и эластомеров Конструирование и расчет изделий из композиционных материалов Основы управления интеллектуальной собственностью Компьютерные методы конструирования Конструирование оборудования и формообразующей оснастки Формообразование изделий из полимерных и композиционных материалов Рециклинг полимерных и композиционных материалов Компьютерное моделирование и инженерный анализ Методы исследований материалов и изделий Конструирование и расчет изделий Проектирование технологического оборудования для трехмерных технологий Аддитивные технологии в производстве изделий из полимеров, эластомеров и композитов Аддитивные технологии в производстве Технология формообразования изделий конструкционного назначения
Услуги сторонним организациям	ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА Механические характеристики материалов – ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытания на растяжение; – определение прочностных и упругих характеристик при сжатии образцов из малоуглеродистой стали, серого чугуна и древесины; – определение характеристик прочности при кручении образцов из малоуглеродистой стали и серого чугуна; – определение модулей упругости первого и второго рода и коэффициента Пуассона для стали; – определение ударной вязкости стали; – определение предела выносливости; – определение частот собственных колебаний упругого стержня; – определение прочностных характеристик стальных и деревянных образцов при срезе (скалывании); – определение вязкоупругих свойств полимерных и композиционных материалов при нормальных условиях и повышенных температурах в режиме ползучести и релаксации; – определение адгезии волокнистого наполнителя к матричному полимеру: – по характеру поверхности разрушения; – по прочности при сдвиге параллельно волокнам; – по методу фрагментации волокна; – СТБ ИСО 11566-2004 Волокно углеродное. Определение свойств при растяжении образцов элементарных нитей; – ГОСТ 4647–80 Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи; – ГОСТ 4648-71 Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб; – ГОСТ 4651-82 Пластмассы. Метод испытания на сжатие; – ГОСТ 6943.5-79 Материалы текстильные стеклянные. Метод определения разрывного напряжения элементарной нити; – ГОСТ 6943.10-79 Материалы текстильные стеклянные. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве; – ГОСТ 9550-81 Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе; – ГОСТ 11262-80 Пластмассы. Метод испытания на растяжение; – ГОСТ 18197-82 Пластмассы. Метод определения ползучести при растяжении; – ГОСТ 18564-73 Пластмассы ячеистые жесткие. Метод испытания на статический изгиб; – ГОСТ 17302-71. Пластмассы. Метод определения прочности на срез; – ГОСТ 23206-78 Пластмассы ячеистые жесткие. Метод испытания на сжатие; – ГОСТ 25.601-80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах; – ГОСТ 25.602-82 Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах; – ГОСТ 25.603-82 Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на растяжение кольцевых образцов при нормальной, повышенной и пониженной температурах; – ГОСТ 25.604-82 Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах. Технологические характеристики материалов и технологические процессы – определение коэффициента температуропроводности; – определение температурно–временных зависимостей процессов при нагреве и охлаждении при формообразовании изделий; – определение коэффициента трения при скольжении полимерных композиционных материалов при нормальных и повышенных температурах; – определение липкости препрегов на основе термореактивных связующих; – определение угла смачивания: –по методу «сидячей капли», – по методу Адама-Шютте; – построение кинетической кривой смачивания тканого материала; – определение поверхностного натяжения полимерных композиций: – методом капиллярного поднятия, – по методу Дю-Нуи; - определение таблетируемости волокнистых наполнителей; – определение коэффициента проницаемости при фильтрации полимерных расплавов через волокнистую систему; – определение сыпучести дисперсных наполнителей; – определение параметров вязкопластических свойств (степенной закон течения) термопластичных материалов и композиций путем сжатия диска между нагретыми плоскопараллельными плитами; – определение вязких свойств термореактивных полимерных связующих: – условной вязкости жидкостей, – на вискозиметре Хапплера; – определение времени жизни термореактивного связующего: – гелеобразования, – энергия активации процесса гелеобразования; – определение степени консолидации термопластичных стренг и лент при сплавлении; – определение ширины пучка наполнителя на цилиндрической поверхности под нагрузкой; – определение эффективной жесткости и пористости пакета наполнителя; – ГОСТ 15173-70 Пластмассы. Метод определения среднего коэффициента линейного теплового расширения; – ГОСТ 11035.1-93 Пластмассы. Определение насыпной плотности формовочного материала, который просыпается через специальную воронку; – ГОСТ 11234-91 Пластмассы. Определение коэффициента уплотнения; – ГОСТ 11645-73 Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов; – ГОСТ 18616-73 Пластмассы. Метод определения усадки формовочных материалов; – ГОСТ 21553-76 Пластмассы. Методы определения температуры плавления; – ГОСТ 22181-91 Смолы полиэфирные ненасыщенные. Методы определения времени желатинизации; – определение параметров и исследование технологических процессов с использованием датчиков температуры, давления, усилия, перемещения, в том числе с течением времени. Параметры состояния и структуры материалов и поверхности – определение соотношения компонентов в композиционном материале: – метод выжигания полимерной матрицы, – гравиметрический метод, – весовой метод; – определение содержания влаги в волокнистых наполнителях; – определение параметров микроструктуры волокнистого композиционного материала: – определение длины волокон наполнителя в композиционном материале, – определение распределения углов, задающих ориентацию частиц наполнителя в пространстве, – определение степени пропитки; – определение параметров макроструктуры волокнистого композиционного материала: – определение объемного содержания наполнителя в уплотненной области, – определение параметров распределения пучков волокон в слое композиционного материала; – определение вида неуравновешенности структуры тканых наполнителей; – СТБ ИСО 2591-1-2000 Ситовый анализ. Часть 1. Методы с использованием контрольных сит из проволочной ткани и перфорированных металлических листов; – ГОСТ 409-77 Пластмассы ячеистые и резины губчатые. Метод определения кажущейся плотности; – ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики; – ГОСТ 6943.1-79 Материалы текстильные стеклянные. Метод определения линейной плотности; – ГОСТ 6943.15-94 Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения количества нитей на единицу длины основы и утка; – ГОСТ 6943.16-94 Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения массы на единицу площади; –ГОСТ 6943.18-94 Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения толщины; – ГОСТ 15139-69 Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы). Исследования конструкций – определение прочности болтового, винтового, хомутового соединений; – определение жесткость стержней из КМ при изгибе и кручении; – определение жесткость панелей; – определение жесткости каркасов; – определение жесткости и прочности сосудов давления; – определение прочностных и динамических характеристик теннисной ракетки; – определение ползучести и длительной прочности конструкций; Воздействия среды – ГОСТ 4650-80 Пластмассы. Методы определения водопоглощения; – ГОСТ 12020-72 Пласмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред; – ГОСТ 20869-75 Пластмассы ячеистые жесткие. Метод определения водопоглощения; – ГОСТ 9.708-83 Пластмассы. Методы испытаний на старение при воздействии естественных и искусственных климатических факторов. ЛИНИЯ НА БАЗЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПУЛТРУЗИОННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДЛИННОВОЛОКНИСТЫХ ЛИТЬЕВЫХ И ПРЕССОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Назначение: производство длинноволокнистых литьевых и прессовочных материалов из стеклоровинга и матричных термопластичных полимеров – полиамида, полипропилена, полиэтилена, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата и др., в том числе вторичных). Линия включает экструдер-пластикатор матричного полимера, устройства для дозированного ввода компонентов – шпулярник для стеклянного ровинга и бункеры-дозаторы для гранулированных полимеров, пропиточную головку, тянущее устройство и гранулятор. Содержание армирующих волокон в гранулах от 10 до 60% мас. Длина гранул от 5 до 12 мм – в материалах, предназначенных для литья под давлением, и от 12 до 30 мм – в композициях для прессования изделий из пластицированной заготовки. Длина волокон равна длине гранул. Производительность линии – до 30 кг/ч. Изготовлены и испытаны опытные партии литьевых и прессовочных материалов различного состава и назначения. ЛИНИЯ НА БАЗЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПУЛТРУЗИОННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АРМИРОВАННЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ Назначение: производство профильных изделий из термопластичных полимеров – полиамида, полипропилена, полиэтилена, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата и др., в том числе вторичных) – однонаправленно армированных непрерывными стеклянными волокнами. Линия включает экструдер-пластикатор матричного полимера, устройства для дозированного ввода компонентов – шпулярник для стеклянного ровинга и бункеры-дозаторы для гранулированных полимеров; пропиточную головку; комплект профилирующих устройств для профилей различного сечения; тянущее и отрезное устройства, приемное устройство для лент. Линия позволяет получать однонаправленно армированные профильные изделия длиной до 6 м и с площадью поперечного сечения до 200 мм2 – плоские (в том числе ленты шириной до 60 мм), круглые, кольцевые, Г- и Т- и Ш-образные, арматурные стержни с рифлением и др. Производительность линии – до 30 кг/ч. Изготовлены опытные партии профильных изделий различного сечения. НАМОТОЧНЫЙ СТАНОК Назначение – получение из армированных термопластичных и термореактопластов намоточных изделий осесимметричных – цилиндров и колец и неосесимметричных – овалов, хомутов и т.п. Исходные компоненты – стеклоровинг, пропитываемый термореактивной смолой (полиэфирной и эпоксидной) в процессе намотки («мокрая намотка»), препреги на основе термореактивных и термопластичных полимеров («сухая намотка»). Возможна намотка изделий из армированных термопластов на основе полиамида, полипропилена, полиэтилена, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата, сэвилена и др., в том числе вторичных. Частота вращения оправки – до 50 об/мин. ЛИНИЯ НА БАЗЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПУЛТРУЗИОННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОАРМИРОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ С ГИБРИДНОЙ СТРУКТУРОЙ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТОВ Назначение: производство профилей гибридной структуры с однонаправленным и хаотическим армированием участков сечения. Форма сечения профилей - плоские с размерами 100´20 мм или кольцевая (трубчатые профили) диаметром 30 или 50 мм. Площадь сечения с однонаправленным армированием вдоль оси – до 100 мм2, с хаотическим армированием до 300 мм2. Матричные полимеры – полиамид, полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и др., в том числе вторичные; армирующий наполнитель – стеклоровинг (препрег в виде однонаправленно армированных лент) и композиция на основе таких же матричных полимеров, совмещаемых в червячном или дисковом экструдере с рубленным стеклоровингом. Линия включает шпулярник с лентами, бункер-дозатор гранулированных полимеров, экструдер-смеситель, экструзионные головки, калибрующие, тянущее и отрезное устройства. Производительность линии – до 10 кг/ч. Изготовлены опытные партии профильных гибридных изделий плоского и кольцевого сечений (трубчатые стержни). УСТАНОВКА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПЛАСТИЦИРОВАННЫХ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Назначение: изготовление формованных изделий декоративного и конструкционного назначения из термопластичных полимеров, в том числе вторичных (включая смешанные некондиционные отходы), и из композиций на их основе, в том числе волокнистых, наполненных частицами минерального и растительного происхождения. Установка включает: – червячный экструдер, – средств загрузки компонентов – бункер-дозатор, устройство для ввода в экструдер волокнистых материалов, – цилиндр-накопитель объемом 1 дм3 со средствами извлечения заготовки и управления; – устройство для формования листовой заготовки, – комплект пресс-форм для изготовления макетов и образцов в виде плит, крышек, ящиков с размерами в плане 250´250 мм, оснащенных системами нагрева, охлаждения и пневматического выталкивания изделия; – пресс гидравлический с номинальным усилием 500 кН. Производительность – до 30 кг/ч.
Международная деятельность	Для организации экспорта услуг в области научно-технической и образовательной деятельности, привлечению грантов и участию в международных программах на кафедре МиК осуществляются следующие мероприятия: В области образовательных услуг: 1. В 2016 году открытие специальности 1-36 07 02 «Производство изделий на основе трехмерных технологий» уникальной на рынке образовательных услуг по подготовки специалистов области трехмерных технологий производства, конструирования изделий и средств технологического оборудования (аддитивный синтез, 3D печать). Преимуществом является открытие впервые в странах СНГ и ближнего зарубежья данного направления подготовки при широкой популяризации трехмерных технологий в средствах массовой информации. Однако ограничивающим фактором является отсутствие на кафедре МиК возможностей и механизмов по активной рекламе зарубежем данного вида услуг предоставляемых БГТУ. 2. В период с 2015 по 2017 гг. на кафедре осуществлялась подготовка магистранта заочной формы из Южной Кореи по специальность 1-48 80 04 – Технология и переработка полимеров и композитов, что способствует популяризации научного и образовательного направлений деятельности кафедры. В области научной деятельности: 2. На кафедре формируются два новых направления научной деятельности: – аддитивные технологии (технология трехмерной печати, производство полуфабрикатов, управление структурой и качеством материала в изделиях). Данное направление развивается с поддержкой НАН РБ, подана заявка в ГПНИ по данному направлению с возможностью выхода на российские компании. На кафедре есть технологической оборудование, позволяющие осуществлять печать по FDM технологии из термопластичных полимеров, в том числе армированных высокопрочными что позволяет оказывать услуги и в этом направлении. – инжиниринговые услуги в области проведения функциональных расчетов конструкций и моделировании процессов (прочность и жесткость, теплофизика, выносливость, динамика, гидро- и газодинамика), включая проведение ОКР и ОТР. Для реализации данных направлений сотрудниками кафедры создан сайт www.razlik.by по наиболее перспективным предприятиям всех форм собственности разослана рекламная информация. 4. В рамках выполнения международного проекта с компанией Hanwha L&C Co Ltd (Республика Кoрея) установлены и поддерживаются контакты с Ph.D. Candidate. Jeong U. Roh из Seoul National University, Mechanical and Aerospace Engineering. 5. Установлены контакты и поддерживаются отношения с Физико-техническим институтом имени А.Ф. Иоффе Российской академии наук (старший научный сотрудник, к.ф-м.н Ляшков А.И., ведущий специалист Седов А.И., ведущий специалист Ойченко В.М.) и СП «БелРосТехГрупп» (Генеральный директор Соболев Н.З.). Подписан протокол совещания по теме сотрудничества «Разработка конструкции и составов армированных длинномерных листовых полимерных, в том числе микро- и наномодифицированных материалов и изучение их механических и физических характеристик». 6. Кафедра принимает активное участие в представлении экспонатов по результатам НИР кафедры на международных выставках. 7. Активно осуществляется подготовка пакетных обзоров возможностей сотрудников кафедры по НИР, ОКР и ОТР по направлениям и в рамках деятельности предприятий Республики Беларусь в области конструирования, производства изделий из композиционных материалов, а также специальных средств технологического оборудования для их производства, с последующей рассылкой этой информации (например, 558-ой опытно-ремонтный завод, г. Барановичи). 8.Продолжено научное сотрудничество в рамках меуниверситетского договора с Университеттом имени Аристотеля (г. Салоники, Греция), а также с Институтом биофизической химии имени Макса Планка (г. Геттинген, Германия). 9. Продолжаются научные контакты с Университетом Жауме (Испания). 10. Успешно завершен совместный научный проект с Международным научно-образовательным центром НАН Республики Армения и в настоящий момент выполняется совместный проект с сотрудниками кафедры радиофизики физического факультета Вильнюсского университета. 11.Поддерживаются научные контакты с Киевским национальным университетом имени Т.Г. Шевченко, Львовским национальным университетом имени И. Франка, Институтом физики конденсированных систем НАН Украины (г. Львов), Институтом физики НАН Украины (г. Киев), Харьковским физико-техническим институтом НАН Украины. Организация всех вышеописанных инициатив кафедры МиК направлена на увеличение экспорта услуг в области научно-технической и исследовательской работы, а также привлечению зарубежных студентов, магистрантов и аспирантов. В рамках европейской научной программы Horizon-2020 сотрудники кафедры участвуют в реализации гранта по научному проекту «Effects of confinement on inhomogeneous systems» (AMD-734276-CONIN, руководитель белорусской научной группы – проф. Вихренко В.С.). Проект выполняется в 2017–2020 гг. совместно с Институтом физической химии Академии наук Польши (г. Варшава, Польша), Институтом химической физики Рокосалано (г. Мадрид, Испания), Высшей национальной школой химии Парижа (г. Париж, Франция), Институтом физики конденсированных систем НАН Украины (г. Львов, Украина) и Институтом физики жидкостей и биологических систем Национального университета Ла-Платы (г. Ла-Плата, Аргентина). Ведется научное сотрудничество с Университетом имени Аристотеля (г.Салоники, Греция), Высшей национальной школой химии Парижа (Франция), Международным научно-образовательным центром НАН Республики Армения (г. Ереван), Вильнюсским университетом, Институтом физической химии Польской академии наук (г. Варшава), Институтом физики конденсированных систем НАН Украины (г. Львов). В рамках европейской научной программы Horizon-2020 сотрудники кафедры участвуют в реализации гранта по научному проекту «Effects of confinement on inhomogeneous systems» (AMD-734276-CONIN, руководитель белорусской научной группы – доц. Грода Я.Г.). Проект выполняется в 2017–2022 гг. совместно с Институтом физической химии Академии наук Польши (г. Варшава, Польша), Институтом химической физики Рокосалано (г. Мадрид, Испания), Высшей национальной школой химии Парижа (г. Париж, Франция), Институтом физики конденсированных систем НАН Украины (г. Львов, Украина) и Институтом физики жидкостей и биологических систем Национального университета Ла-Платы (г. Ла-Плата, Аргентина). В июле – сентябре по персональному гранту Национального агентства академических обменов (NAWA, Польша) доцентом Гродой Я.Г. была выполнена НИР «Equilibrium properties of systems of charged particles with competing Coulomb and van der Waals interactions on surfaces and in the bulk of solids». Выполненная в отчетном периоде НИР «Равновесные и транспортные свойства двухуровневых решеточных систем с неортогональной геометрией» (ХД 21-408) выполнялась в интересах Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна, Россия) и финансировалась из средств темы Проблемно-тематического плана ОИЯИ № 01-3-1137-2019/2023 в счет уплаты долевого взноса Республики Беларусь. 22 сентября заведующий кафедрой Карпович О.И. и доцент Наркевич А.Л. провели переговоры с директором ООО «Компания Евроколор+» Демидовым С.А., директором ООО «Гелькоут Трейд» Демидовым А.С. и ИП Дедков (г. Нижний Новгород, РФ) по организации производства изделий из отходов стеклопластика.