Кафедра «Строительная механика» | История кафедры
афедра строительной механики МАДИ была образована 14 января 1931 г. Заведующим кафедрой был назначен известный ученый и педагог Иван Петрович Прокофьев (1877–1958 гг.).
И.П. Прокофьев
С 1931 г. начинает формироваться собственная научная школа кафедры, в первую очередь обязанная своим возникновением и развитием талантливому ученому и преподавателю Николаю Ивановичу Безухову (1903–1968 гг.). Публикации его работ в сборниках трудов МАДИ включают весьма широкий круг вопросов, в решение которых он внес свой вклад, причем некоторые его исследования признаны классическими. К ним относятся работы по определению перемещений в упругопластической стадии, развитию и применению метода перемещений в динамике сооружений (тема его докторской диссертации) и др. Работа Н.И. Безухова по динамике сооружений получила дальнейшее развитие в трудах отечественных специалистов в области динамического расчета авиационных конструкций. Н.И. Безуховым написан ряд учебников, среди которых – двухтомный курс строительной механики (1933 г.), выдержавшее несколько изданий учебное пособие «Динамика сооружений в примерах и задачах» (1947 г.), учебник «Основы теории упругости, пластичности и ползучести» (1961 г.) и др. Н.И. Безухов запомнился многим поколениям студентов МАДИ как блестящий лектор.
Н.И, Безухов
К числу ведущих преподавателей кафедры относился профессор Иван Константинович Снитко (1896–1974 гг.), среди работ которого – расчеты сводов, некоторых стержневых систем и подпорных стен. Под руководством Н.И. Безухова и И.К. Снитко велась большая научная работа со студентами. Среди них был Яков Гилелевич Пановко (1913 – 2003), работы которого в студенческие годы были посвящены различным вопросам статики, динамики и устойчивости сооружений. Став вскоре сотрудником кафедры, Я.Г. Пановко защитил кандидатскую диссертацию по теории устойчивости стержневых систем, а затем в 1940 г. в возрасте 27 лет – докторскую, посвященную вопросам динамики мостов при подвижной нагрузке.
Я.Г. Пановко
Выдающийся ученый-механик, чл.-корр. Я.Г. Пановко может быть назван одним из ярких представителей школы кафедры строительной механики МАДИ. Наиболее известны его учебники по теории колебаний, теории устойчивости и теории удара, выдержавшие много изданий и переведенные на иностранные языки, а также – монография по вопросам внутреннего трения и статьи по актуальным вопросам механики.
Тематика работ кафедры включала в себя как теоретические, так и практические исследования, в основном связанные с расчетом строительных конструкций, в особенности – мостов. Это объясняется тем, что кафедра осуществляла преподавание комплекса прочностных дисциплин студентам строительных специальностей. Отдельно существовала кафедра сопротивления материалов механических специальностей, которую возглавлял крупный инженер, специалист в области прикладной механики, профессор Сергей Федорович Лебедев (1885–1956 гг.), автор монографий и учебников по сопротивлению материалов, деталям машин и др. Следует особо отметить, что им создана первая в МАДИ механическая лаборатория. В 1935 г. произошло объединение кафедр. С этого времени кафедра осуществляет преподавание всего комплекса прочностных дисциплин студентам всех специальностей как строительных, так и механических факультетов.
Круг вопросов, решаемых кафедрой в эти годы, довольно широк, причем количество ее сотрудников не превышало 6–7 человек.
А.А, Ильюшин
С 1940 г. по 1943 г. кафедрой заведовал Алексей Антонович Ильюшин (1911–1998 гг.) – крупнейший ученый с мировым именем, впоследствии – чл.-корр. РАН, зав. кафедрой теории упругости МГУ им. Ломоносова.
Во время войны была выполнена важная работа И.А. Медниковым на тему: «Динамическая устойчивость сооружений» и оформлена им в виде кандидатской диссертации. Эта диссертация являлась продолжением классических работ чл.-корр. АН СССР Н.М. Беляева и акад. В.Н. Челомея.
В декабре 1943 г. на должность заведующего кафедрой был приглашен профессор Василий Александрович Киселев (1905–1993 гг.), проработавший в этой должности до 1985 г., выдающийся ученый и педагог, в первую очередь известный своими учебниками, выдержавшими ряд изданий и до настоящего времени пользующимися большой популярностью.
В,А. Киселев
При нем на кафедре сложился высококвалифицированный научно-педагогический коллектив. Статьи В.А. Киселева и И.А. Медникова в первых послевоенных сборниках трудов МАДИ посвящены многим фундаментальным вопросам строительной механики. В 1952 г. В.А. Киселевым выпущена монография «Рациональные формы арок и подвесных систем», являющаяся одной из первых книг по актуальному вопросу создания оптимальных форм сооружений.
В сборниках трудов МАДИ (1957–1959 гг.) содержались статьи B.A. Киселева по вопросам построения рациональной оси арок, приближенным формулам продольного изгиба в закритической стадии, частным решением некоторых дифференциальных уравнений, о динамических линиях влияния – актуальном вопросе теории мостов, статьи И.А. Медникова, посвященные вопросам динамической устойчивости, расчету плит.
Значительная роль в истории кафедры принадлежит Константину Николаевичу Прокофьеву (1913–1987 гг.) – человеку энциклопедической образованности, выдающемуся педагогу и научному работнику. Большое влияние оказала кафедра на научный потенциал кафедры мостов, некоторые бывшие аспиранты этой кафедры стали преподавателями кафедры строительной механики. К ним относятся доценты А.Я. Слободчиков, Ю.П. Федоров.
Слободчиков Алексей Яковлевич - родился в 1920 г. в г. Харькове. В начале 20-х годов с матерью переехал в Москву.
А.Я. Слободчиков
С августа 1942 г. участвовал в боях на Северо-Западном фронте, а затем на 2-м Белорусском фронте. Демобилизован в 1946 г. и продолжил учебу в МИИКСе, а затем в составе факультета переведен в МАДИ, который окончил в 1949 г., и в том же году поступил в аспирантуру на кафедру Мостов МАДИ. В 1953 г. защитил кандидатскую диссертацию, и с 1952 г. поступил работать на кафедру строительной механики МАДИ, на которой работал в должности ассистента, доцента, профессора до 2010 г. А.Я Слободчиков является специалистом в области экспериментальных исследований работы сооружений, многие годы вел работу по испытанию мостов во многих регионах.
Федоров Юрий Павлович - родился в 1927 г. в г. Боровичи. В 1944 г. после окончания 9 класса школы рабочей молодежи поступил работать на оборонный завод в г. Энгельсе. В 1946 г. поступил в МАДИ, который окончил с отличием в 1950 г. по специальности «Строительство автодорожных мостов» и оставлен в аспирантуре при кафедре мостов. С 1953 г. вся дальнейшая деятельность Ю.П. Федорова связана с кафедрой строительной механики. В 1954 г. он защитил диссертацию на тему «Исследование работы автодорожных мостов под подвижной нагрузкой». С момента появления в МАДИ в начале 60-х годов первых ЭВМ Ю.П. Федоров принимал деятельное участие во внедрении вычислительной техники в учебный процесс и был одним из самых активных пропагандистов компьютеризации научного и учебного процесса, предвидя огромное значение вычислительной техники формирования инженерного мышления. Автор ряда статей по вопросам статики и динамики сооружений и учебных пособий.
И.А. Медников
В 1950-е гг. на кафедру пришли А.Ю. Цвей, В.А. Ермоленко, М.В. Овсянникова, вернулся Н.Н. Тяжелов, внесшие свой вклад в научно-методический потенциал кафедры. Их работы носили как теоретический, так и прикладной характера (строительной и машиностроительной тематики). Николай Николаевич Тяжелов (1907–1983 гг.) – инженер-механик с большим практическим опытом и выдающийся методист, сыграл большую роль в организации студенческих олимпиад по сопротивлению материалов и составлении олимпиадных задач.
Цвей Израиль (Александр) Юрьевич -родился в 1925 г. с. Волынцы Минской области. В 1944 г. после окончания Уфимского военно-пехотного училища был отправлен на фронт в должности командира минометного взвода. В армии служил до 1946 г.
В 1951 г. окончил механический факультет МИСИ им. Куйбышева и направлен на работу в должности главного механика и инженера проектной группы треста. В 1954 г. поступил в аспирантуру на кафедру строительной механики МИСИ им.Куйбышева и в 1957 г. защитил кандидатскую диссертацию. С 1958 г. – в МАДИ, в должности ассистента, доцента, профессора. Автор печатных нескольких выпусков лекций по сопротивлению материалов, Автор многочисленных рассказов о войне, лирических стихов и пародий.
А.Ю. Цвей
В 60–70 гг. прошлого столетия кафедра пополнилась опытными преподавателями и научными работниками, пришедшими из других вузов и организаций (В.Г. Клейн, В.М. Стаин, А.Я. Жислин, Ю.А. Раковщик, В.В. Найвельт, Э.Р. Аксельрод, А.А. Романов и др.).
Авторитет кафедры продолжал расти, что в немалой степени объясняется выходом из печати учебника В.А. Киселева «Строительная механика» (Общий курс), выдержавшего 4 издания и удостоенного Государственной премии СССР и переведенного на английский и испанский языки, «Строительная механика» (Специальный курс «Динамика и устойчивость сооружений»), учебных пособий «Расчет пластин» (1973 г.), «Плоская задача теории упругости» (1976 г.), подготовленного коллективом сотрудников кафедры пособия «Строительная механика в примерах и задачах», пособия к лабораторным работам
А.М. Афанасьева, сборника олимпиадных задач по сопротивлению материалов (в трех выпусках), учебника А.Ю. Цвея (в соавторстве) по расчету металлоконструкций дорожных машин и других. Многие сотрудники получили ученые степени и известны своими самостоятельными научными результатами.
Политехнический характер кафедры, сложившийся почти с самого начала ее существования и являющийся одной из основных ее особенностей, получил дальнейшее развитие, что соответствует тематике транспортного вуза, включающего в себя как механические, так и строительные специальности, призванного развивать системный подход к проблемам транспорта и рассматривать в едином комплексе транспортные средства, искусственные сооружения и окружающую среду.
Расширению профиля кафедры в немалой степени способствовало появление на кафедре специалистов как машиностроительного, так и строительного профиля, а также требования, чтобы каждый преподаватель мог вести занятия на всех специальностях по всем предметам кафедры. Такая традиция помогает проведению научных дискуссий, способствует повышению квалификации сотрудников.
В 1969 г. был возобновлен выпуск трудов МАДИ, и с этих пор кафедра почти ежегодно выпускает сборник своих трудов. Перечень названий статей преподавателей и аспирантов кафедры показывает широкий охват тем и методов решения, характерный для коллектива кафедры. Это вопросы теории упругости, расчета плит на упругом основании, общие вопросы теории устойчивости, устойчивости в упругой и упругопластической стадии, численных методов расчета, вопросов теории ползучести и пластичности, теории стержневых систем, теорий прочности, вопросы расчета и испытания мостовых конструкций, расчета коленчатых валов, динамики сооружений, экспериментальных исследований, расчета конструкций из несжимаемых и полимерных материалов, разработка численных методов строительной механики.
В 1985 г. на должность заведующего кафедрой была приглашена профессор, д-р техн. наук Ирина Вадимовна Демьянушко, ранее работавшая в Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ), известный ученый, автор работ в области термопрочности, теории пластичности и ползучести, прикладной теории пластин и оболочек, методов оптимального проектирования.
И.В. Демьянушко
Широко известны ее исследования по прочности и ресурсу колес турбонасосных агрегатов, дисков и роторов авиационных двигателей, теории пластичности, численным методам, методам оптимального проектирования.
Научно-исследовательская работа на кафедре строительной механики в это время была начата в рамках организованного в форме структурного подразделения НИИ механики и проблем качества (НИИМиПК) МАДИ. НИИМиПК объединяло и координировало работу ряда кафедр МАДИ по нескольким научным направлениям в области надежности, безопасности и качества в автотранспортном комплексе. Научным руководителем института являлась заведующая кафедрой, д-р техн. наук, проф. И.В. Демьянушко.
Начиная с 1997 г., коллективом кафедры в НИИМиПК велись межвузовские научно-технические программы, объединяющие работы по надежности, прочности машин и строительной механике сооружений АТК, проводящиеся рядом научных коллективов МАДИ и в родственных вузах России.
Кафедра вела в период с 1985 по 2010г.г. несколько крупных научных направлений.
Коллективом кафедры в рамках работы с предприятиями автомобильной промышленности и научными институтами НАМИ, ИМАШ им. Благонравова успешно решались прикладные задачи расчета и проектирования деталей автомобилей и двигателей из композиционных материалов, расчетам и проектированию новых конструкций колес, задачи динамики автомобилей, расчета резинометаллических изделий и шин. Под руководством профессора И.В. Демьянушко на базе МАДИ совместно с академическими институтами России и Болгарии в 1990 г. было создано научно-производственное предприятие «КРИСТА» и позднее ООО «фирма Системинвест», являвшаяся научно-производственным предприятием, выпускавшим автомобильные колеса из алюминиевых сплавов. Это позволило кафедре внедрять и проверять практически научные разработки, получать финансовую поддержку. Работа предприятия была прекращена в 2003 г.
На базе кафедры за этот период создана лаборатория испытаний колес автомобилей «ИЛКА», являвшаяся сертификационной лабораторией, которую возглавлял канд. техн. наук А.М. Вахромеев.
Значительным достижением в области строительной механики искусственных сооружений на автодорогах можно считать начатые в начале 1990-х гг. работы по созданию автоматизированной системы управления эксплуатацией и содержанием мостов. Эти работы были начаты доцентами: В.И. Возлинским и В.В. Найвельтом и продолжены проф. В.Г. Клейном, ст. преподавателем Н.В. Никитиным. Созданная информационно расчетная система «МОНСТР» была принята в качестве основного инструмента для управления искусственными сооружениями в Росавтодоре Минтранса России. Эта работа основывалась на последних достижениях строительной механики и компьютерных технологий.
Коллектив кафедры строительной механики в конце 1980-х г.
Кроме того, на кафедре выполнялись, и по настоящее время являются одним из приоритетных научных направлений, работы в области расчета и оптимизации дорожных одежд, применение метода конечных элементов в динамических задачах, исследования ударного воздействия на колеса автомобилей, механики разрушения армированного бетона и ряд других исследований.
В настоящее время на кафедре успешно развиваются новые научные направления, связанные с внедрением информационных технологий в исследования и испытания конструкций машин и сооружений.
Основное и наиболее развитое направление – прогнозирование динамического поведения конструкций в системе автомобиль – дорога. К этой работе привлечены молодые силы – аспиранты и студенты.
Научные достижения кафедры отражены в докладах на ежегодных научно-методических конференциях МАДИ, в которых принимают участие преподаватели кафедры и сотрудники других вузов. Результаты исследований публикуются в регулярно издаваемых сборниках научных трудов МАДИ по вопросам прочности, динамики и проектирования конструкций.
Значительным признанием научного потенциала кафедры является избрание проф. И.В. Демьянушко председателем Технического комитета по надежности Международной Федерации по машинам и механизмам IFToMM. Представительство ТС Reliability IFToMM находится в МАДИ и осуществляет поддержку научного направления и контакты более чем с
17 странами. И.В. Демьянушко в рамках этой деятельности является также заместителем председателя Исполнительного совета Национального Комитета по машинам и механизмам.
Педагогическая деятельность кафедры основана на высоком научно-методическом потенциале сотрудников. За последнее время произошло пополнение кафедры молодыми преподавателями, обладающими необходимой подготовкой и опытом работы в направлениях инженерных дисциплин, которые читаются на кафедре. Организована вычислительная лаборатория кафедры, широко практикуется внедрение мультимедийных средств обучения в учебный процесс.
Занятия в компьютерном классе кафедры
Кафедра строительной механики сегодня является в настоящее время основой научной школы МАДИ по исследованиям в области строительной механики, динамики и прочности машин и конструкций. На базе кафедры созданы организационные структуры: «НИИ Механики и проблем качества», «Центр Компетенции MSC Software – MADI», которые вместе с кафедрой образуют научно-учебный центр – НОЦ по проблемам надежности и безопасности в автомобильно-дорожном комплексе. Кафедру и научную школу уже в течение уже более 35 лет возглавляет заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, профессор, академик РАТ И.В. Демьянушко.
Основными научными направлениями работы преподавателей и студентов кафедры являются исследования в области развития численных методов расчетного анализа поведения автотранспортных средств в дорожных условиях, развитие методов расчета многослойных дорожных покрытий, конструкций обустройства дорог, расчета элементов автотранспортных средств, в частности колес автомобилей. Развиваемые методы характеризуются учетом пространственных конфигураций конструкций, использованием аппарата численных методов нелинейного анализа напряженно-деформированного состояния и динамики на основе метода конечных элементов, использованием современных моделей материалов, в том числе композитных структур. Отличительной чертой всех работ является тщательная верификация и валидация численных решений с использованием лабораторного и натурного экспериментального анализа.
К числу новых, впервые решенных и практически важных задач относятся: разработка методов численного анализа многослойных дорожных одежд с учетом нелинейного поведения материалов слоев, влияния климатических условий и эксплуатационного нагружения (рук. проф. В.М. Стаин). Важным и практически востребованным направлением является разработка методологии виртуального цифрового симуляционного моделирования наезда автомобилей на дорожные препятствия, в частности, дорожные ограждения, которые были внедрены в виде отраслевых методик – стандартов в дорожно-строительной отрасли (ГОСТы по дорожным ограждениям), рук. проф. И.В. Демьянушко.
На основе исследований, проведенных научной школой кафедры, разработаны и внедрены новые инновационные конструкции тросовых дорожных ограждений безопасности, установленных сегодня уже на многих федеральных дорогах России. За эти работы молодежный коллектив НИИ Механики МАДИ был удостоен «Национальной премии в области безопасности дорожного движения» за 2014 г.
В этом направлении исследований участвуют сегодня молодые сотрудники кафедры (Карпов. И.А., Тавшавадзе Б.Т., Михеев П.С., Титов О.В.). Б.Т.Тавшавадзе защищена кандидатская диссертация по методам расчетного анализа барьерных дорожных ограждений.
Развитие исследований по разработке и внедрению виртуальных испытаний и виртуального цифрового анализа поведения элементов дорожного обустройства вывело кафедру на передовой уровень и получило признание в дорожной отрасли.
Разработанные в МАДИ методики расчета колес автотранспортных средств, и методы сертификационных испытаний колес являются признанными эталонными методиками в автомобильной промышленности - (работы И.В. Демьянушко, В.В. Мироновой, А.М. Вахромеева, Е.М. Логинова). В.В. Мироновой и Е.М. Логиновым защищены кандидатские диссертации по прочности и динамике колес автомобилей. Кафедра активно развивает вычислительную базу, которая необходима для решения сложных численных задач, при этом используются связи с предприятиями – разработчиками программного обеспечения, которые осуществляются на базе Центра Компетенции MSC Software – MADI, где организуется обучение студентов всех уровней.
Открытие на базе кафедры Магистратуры по строительной механике в рамках направления Строительство, позволяет готовить кадры по этому направлению для МАДИ и предприятий отрасли. В магистратуре преподают ведущие специалисты кафедры (проф. В.М. Стаин, проф. С.К. Карцов, проф. И.В. Демьянушко, доц. А.М. Вахромеев, доц. В.С. Надеждин. В аспирантуре кафедры в настоящее время учится 6 чел. Аспиранты кафедры всегда успешно защищают диссертации.
Заведующая кафедрой Ирина Вадимовна Демьянушко и магистры кафедры
Широкое развитие в последнее время получили экспериментальные методы исследований материалов дорожных конструкций, в первую очередь полимерных и композитных (В.С. Надеждин, О.В. Титов). Значительная работа в этих направлениях проводится с предприятиями отрасли.
