Кафедра «Аэро-гидродинамика, прочность машин и сопротивление материалов»

Кафедра является выпускающей по направлению «Прикладная механика» и осуществляет подготовку бакалавров по профилю «Динамика и прочность машин, приборов и аппаратуры» и магистров по программе «Динамика и прочность машин».

Студентам данного направления читаются такие дисциплины, как Теории упругости, пластичности и ползучести, Основы физики прочности и механики разрушения, Устойчивость механических систем, Динамика машин, Теория надежности, Статистическая динамика, Механика контактного взаимодействия и разрушения, Динамическая устойчивость механических систем, Методы оптимизации, Механика композиционных материалов, Основы теории мониторинга, Прогнозирование ресурса машин и конструкций, Техническая диагностика и др.

Кафедра обслуживает все технические специальности НГТУ по дисциплинам Сопротивление материалов, Гидравлика, Механика жидкости и газа, Гидропневмопривод, а также выпускающие кафедры Института транспортных систем по таким наукоемким дисциплинам, как Теория корабля, Аэрогидромеханика, Динамики полета самолета и др.

Монографии:

• Маттес Н.В. и др. 1978.Прочность судов внутреннего плавания. Справочник. М.: Транспорт З-е издание переработанное (1-е - 1950, 2-е - 1958). 51,5 п.л.
• Маттес Н.В., Уткин А.В. 1965. Прочность судов на подводных крыльях. Л.: Судостроение. 11 п.л.
• Попов А.Н. и др.,1987. Вариационно-разностная версия метода конечных элементов. Изд. Дальневост. унив. 8,8 п.л.
• Васильев А.В., 1989. Управляемость судов. Судостроение, 21п.л.
• Попов А.Н., Ершов Н.Ф., 1989. Прочность судовых конструкций при локальных динамических нагружениях. Судостроение. 12,5 п.л.
• Панченков А.Н. 1999. Энтропия. Н.Новгород: Интелсервис. 37 п.л.
• Панченков А.Н. 1999. Энтропия -2. Хаотическая механика. Н.Новгород: Интелсервис. 44,5 п.л.
• Панченков А.Н. 2004. Инерция. Йошкар-Ола: ГУП "МПИК". 26 п.л.
• Панченков А.Н. 2005. Энтропийная механика. Йошкар-Ола: ГУП "МПИК". 36 п.л.
• Панченков А.Н. и др. 2007. Экспертиза экранопланов. Н. Новгород: ООО "Типография Поволжья". 36 п.л.
• Панченков А.Н. 2007. Эконофизика. Н. Новгород: ООО "Типография Поволжья". 33 п.л.
• Панченков А.Н. 2008. Аналитическое естествознание. Саранск: ГУП РМ "Республиканская типография "Красный Октябрь". 40 п.л.
• Панченков А.Н. 2011. Виртуальная сингулярность. Н. Новгород: ООО "Типография Поволжья". 23 п.л.
• Панченков А.Н. 2012. «Виртуальный Разум».Н.Новгород.- 496 с.
• С.И. Герасимов и др. 2010. Теневое фотографирование в расходящемся пучке света – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 342 с.
• С.И. Герасимов и др. 2011. Кумулятивные источники света – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 326 с.
• С.И. Герасимов и др. 2012. Волновые процессы в сплошных средах – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 258 с.
• С.И. Герасимов и др. 2015. Задачи волновой динамики элементов конструкций. Часть первая – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 253 с.
• С.И. Герасимов и др. 2017. Задачи волновой динамики элементов конструкций. Часть вторая – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 145 с.
• С.И. Герасимов и др. 2017. Хаос, синхронизация и структуры в динамике ротаторов – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 267 с.
• С.И. Герасимов и др. 2018. Дополнительные главы теории колебаний – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». – 154 с.

Учебники и учебные пособия:

По секции «Динамика и прочность машин»

• Матгес Н.В., Давыдов В.В. 1974. Динамические расчеты прочности судовых конструкций. З-е издание. Учебник (1-е издание 1953, 2-е - 1965). Л. Судостроение 20,6 п.л.
• Волков В.М. 1972. Модели сплошных сред и прикладные задачи теории пластичности. Учебное пособие. Горький, Политехнический ин-т, 8 п.л.
• Волков В.М. 1973. Механические свойства материалов. Учебное пособие. Горький, Политехнический ин-т, 7,5 п.л.
• Волков В.М., Дербасов А.Н. 1980. Методы решения задач строительной механики корабля на вычислительных машинах. Учебное пособие. Горький. Политехнический ин-т 7,5 п.л.
• Волков В.М., Коровкин Е.Д. 1985. Разрушение, прочность,надежность материалов и элементов судовых конструкций. Учебное пособие. Горький. Политехнический ин-т, 6,25 п.л.
• Волков В.М. 1986. Прикладные задачи теории пластичности. Учебное пособие. Горький. Политехнический ин-т, 6,2 п.л.
• Волков В.М. 1987. Основы теории пластичности и механики разрушения. Учебное пособие. Горький. Политехнический ин-т, 5,5 п. л.
• Волков В.М. 1994. Прочность корабля. Учебник. Н.Новгород. Технический ун-т, 16,25 п.л.
• Волков В.М. 1994. Основы механики деформируемого твердого тела. Учебное пособие. Н.Новгород. Технический ун-т, 7 п.л.
• Механические испытания материалов: Лабораторный практикум. 2004. Составители: А. Г. Кипарисов, А. А. Миронов, Н. Н. Михеев, А. Е. Жуков. Н.Новгород. Технический ун-т, 5 п.л.
• Ильичев Н.А. и др. 2009. Определение напряжений и расчеты на прочность стержневых систем. Учебное пособие. Н.Новгород. Технический ун-т, 8,25 п.л.
• Волков В.М. 2011. Надежность машин и тонкостенных конструкций. Учебное пособие. Н. Новгород. НГТУ, 23 п.л.
• С.И. Герасимов и др. 2013. Алгоритмы определения внешнетраекторных параметров и аэродинамических характеристик движения тела вращения: пособие для студентов вузов – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 44 с.
• С.И. Герасимов и др. 2013. Алгоритмы определения параметров схем теневого фотографирования: пособие для студентов вузов – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 82 с.
• С.И. Герасимов и др. 2013. Переносные импульсные рентгеновские аппараты серий «САРМА» и «АРГУМЕНТ» для регистрации быстропротекающих процессов – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 45 с.
• С.И. Герасимов и др. 2013. Системы запуска и управления оптико-физической аппаратурой на аэробаллистических трассах – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 65 с.
• Жуков, А.Е. Введение в судовую терминологию: учеб. пособие / А. Е. Жуков, В. Г. Налоев, С. Н. Хрунков; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е Алексеева. Нижний Новгород, 2013. – 104 с.
• С.И. Герасимов и др. 2014. Определение энергетических характеристик нелинейно-упругих волн с целью диагностики материалов и элементов конструкций – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 98 с.
• С.И. Герасимов и др. 2014. Интенсивные продольно-крутильные и продольно-изгибные волны в элементах конструкций – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 67 с.
• С.И. Герасимов и др. 2014. Распространение и взаимодействие интенсивных изгибных и изгибно-крутильных волн в элементах конструкций – Саров: СарФти НИЯУ МИФИ. – 88 с.
• Жуков, А.Е. Механические испытания материалов: учеб. пособие / А. Е. Жуков, А. Г. Кипарисов, А. А. Миронов, Н. Н. Михеев; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. – Нижний Новгород, 2014. – 86 с.
• Вешуткин, В.Д. Экспериментальная механика: учеб. пособие. Часть 1 / В.Д. Вешуткин, А.Е. Жуков; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. – Нижний Новгород, 2016. – 83 с.
• Волков, В.М. Основы механики сплошных сред: Механика деформируемого твердого тела: учеб. пособие / В.М. Волков, А. Е. Жуков, С.А. Пименов, Е.Н. Гибулин, А.А. Болотин; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. – Нижний Новгород, 2016. – 105 с.
• В.М. Волков, А.А. Миронов, Т.В. Моисеева. 2017. Механические свойства и разрушение материалов – Н. Новгород: НГТУ им. Р. Е. Алексеева. – 137 с.
• Е.Н. Горбиков. Основы теории упругости. – Н. Новгород: НГТУ им. Р. Е. Алексеева. 2018. – 112 с.

По секции «Аэрогидродинамика»

• Васильев А.В., Савинов В.Н., Егоров П.Н., 1997. Гидромеханика судов внутреннего плавания, I и II часть. Учебн. пособие. Н.Новгород. Нижегород. госуд. техн.универ. 8,75 и 8,0 п.л.
• Васильев А.В., Ваганов А. Б., Матвеев А.И. Лабораторный практикум по управляемости судов. Учебное пособие. Горьковский политехнический институт. 1989., 5 п.л.
• Ваганов А.Б. 1981. Расчет плавучести и остойчивости корабля на ЭЦВМ. Учебн. Пособие. Горький. ГПИ им. А.А. Жданова, 4,2 п.л.
• Ваганов А.Б., Васильев А.В., Ковалев В.А. 1989. Конструирование теоретического корпуса судна ангалитическим методом и расчет мореходных качеств на ЭВМ. Учеб. пособие. Горький. ГПИ им. А.А. Жданова, 5,0 п.л.
• Ваганов А.Б., Краснокутский И.Д., 1991. Лабораторный практикум по качке корабля. Учеб. пособие. Н.Новгород, Нижегород. политехн. ин-т., 3,5 п.л.
• Ваганов А. Б., Гуров П. В, Костюнин А. С. Расчет управляемости судов и буксирных составов. Учебное пособие. Н.Новгород, НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 5 п.л.
• Васильев А.В., Карпов А.Б., Матвеев А.И., 1978. Гидромеханика судов внутреннего плавания. Учебн. Пособие. Горький. ГГУ им. Н.И. Лобачевского. 5,5 п.л.
• Рабинович М.Е. Лабораторныйпрактикум по гидравлике и гидромашинам: учеб. пособие / М.Е. Рабинович: Нижегород. гос. техн. ун-т. Н.Новгород, 2009. 120 с.
• Савинов В.Н. Океанотехника. Технические средства освоения континентального шельфа: учеб. пособие /В.Н. Савинов; НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Н. Новгород, 2008. - 174 с.
• Савинов В.Н. Гидравлика: комплекс учебно-методических материалов /В.Н. Савинов; Нижегород. Гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. Нижний Новгород, 2009. -144 с.
• Савинов В.Н. Гидравлика. Методические указания и контрольные задания: комплекс учебно-методических материалов /В.Н. Савинов; Нижегород. Гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. Нижний Новгород, 2009. -141 с.
• Чеботаев В.Ф. Прикладная гидроаэромеханика. Учебн. Пособие. Н.Новгород. НГТУ. 2001, 10 п.л.
• Попов А.Н., Чеботаев В.Ф, и др. Сборник заданий для курсовых работ по гидромеханике. Учебное пособие. 12.0 п.л., НГТУ, Н. Новгрод, 1999 г.

Научным направлением секции «Динамика, прочность машин и сопротивление материалов» является «Механика разрушения, прочность и ресурс тонкостенных конструкций», которое соответствует приоритетному направлению развития науки и критическим технологиям, связанным с предупреждением, снижением риска и уменьшением последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера при рациональном природопользовании.

В рамках данного направления в настоящее время ведутся научные исследования по темам:

• разработка вероятностных моделей прогнозирования надежности и ресурса с учетом стохастичности эксплуатационных нагрузок, физико-механических и конструктивно-технологических параметров конструкций;
• построение моделей надежности сварных конструкций по данным неразрушающего контроля;
• расчеты прочности, надежности и ресурса конструкций на основе кэ-моделей с использованием программных комплексов MSC NASTRAN, ANSYS, Solid Works/Cosmos Works;
• разработка методик и проведение испытаний образцов и элементов конструкций при статическом, повторно-статическом и усталостном нагружении с усилиями до 100т;
• разработка методик и проведение испытаний натурных конструкций;
• физическое моделирование на тензометрических моделях;
• разработка датчиков и измерительных устройств специального назначения.

Научными направлениями секции «Аэрогидродинамика» являются:

• динамика речных судов и установок для освоения шельфа;
• динамика и прочность технических средств освоения шельфа, эффективные движительно-рулевые комплексы, судовые электронные управляющие комплексы;
• гидроаэродинамика судов с динамическими принципами поддержания.

Кафедра имеет научные связи с НИИ механики ННГУ, Институтом проблем машиностроения РАН, ОКБМ, РФЯЦ г. Саров, Гипрогазцентром, НЦТД, НИИТО, ЦКБ по СПК, ЦКБ «Лазурит», ЦКБ «Коралл», ЦКБ «Вымпел», ГЦКБ Минречфлота, ВНИПИморнефтегаз, НИПИ-Гипроморнефтегаз, ЦНИИпроектстальконструкция.

В рамках научной школы, созданной д.т.н., заслуженным деятелем науки РФ, профессором Волковым В.М, защищены 2 докторские и 21 кандидатских диссертаций.

В рамках научной школы, созданной д.т.н, профессором. Васильевым А.В успешно защищены 13 кандидатских диссертаций и 3 докторские диссертации, получено 5 патентов РФ на изобретения.

Кафедра в течении многих лет ведет совместные работы с ведущими научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями страны.

Результатом этих работ являются данные, полученные сотрудниками кафедры при проведении уникальных натурных испытаний на Каспийском и Черном морях экранопланов «Орленок» и «Лунь», плавкранов- «Астрахань», «Черноморец», «Богатырь»; самоподъемных плавучих буровых установок- «Апшерон», «Хазар», «60 лет Октября»; отечественной полупогружной плавучей буровой установки «Шельф-2», а также сухогрузных теплоходов типа «Волго-Дон».

Кафедра «Аэро-гидродинамика, прочность машин и сопротивление материалов» образовалось в 2013 году в результате объединения кафедр «Динамика, прочность машин и сопротивление материалов» и «Теория корабля и гидромеханика».

История секции «Динамика и прочность машин» берет свое начало с создания на кораблестроительном факультете в 1937 году кафедры «Строительная механика корабля». Первым ее заведующим стал Иван Николаевич Сиверцев (1900-1985).

Родом из вятских дворян, он окончил мужскую гимназию в г.Вятке, а затем кораблестроительный факультет Ленинградского политехнического института в 1929г.

Вместе с ним на кафедре работали известные специалисты в области прочности корабля Давыдов В.В., Страхов А.П., Маттес Н.В.

С 1950 по 1975 г. кафедрой заведует д.т.н., проф. Наталья Викторовна Маттес(1909-1975). Она родилась в Санкт-Петербурге. Отец ее, Маттес Виктор Робертович, окончил Морское инженерное училище в г. Кронштадте (он учился с Ю.А.Шиманским, в будущем - академиком АН СССР), затем он работал главным инженером на Северной верфи (филиале Путиловского завода), проектировал вместе с И.Г.Бубновым линкоры «Севастополь» и «Петропавловск». Дед Н.В. Маттес по отцу - выходец из норвежской семьи, работал капитаном на Волге. Н.В. Маттес окончила Николаевский кораблестроительный институт в 1931г., став в России шестой женщиной инженером-кораблестроителем.

В период бурного развития речного флота Н.В.Маттес участвует в разработке проблем прочности судов и, в соавторстве с В.В. Давыдовым и .Н.Сиверцевым, издает «Справочник по прочности судов», который выдержал 3 издания (1950, 1958, 1978) и является до сих пор настольной книгой кораблестроителей.

С 1953 г. коллектив кафедры занимается проблемами вибрации судов под руководством Натальи Викторовны. Ею подготовлено более 10 кандидатов наук, и вместе с В. В. Давыдовым она обобщает научные результаты по вибрации в учебнике «Динамические расчеты прочности судовых конструкций» (издания 1959, 1965, 1975г.г.).

С появлением на р.Волге скоростных судов Н.В.Маттес развивает вместе со своими учениками А.И.Белозеровым, А.В. Уткиным, В.М.Волковым, А.Н.Дербасовым и др. работы по прочности судов с динамическими принципами поддержания (СДПП) и издает в 1966г. первую монографию по прочности судов на подводных крыльях.

В период с 1954 по 1974 г. кафедра проводила испытания судов и конструкций: подъем судов на слип; натурные испытания судов внутреннего плавания на прочность: моделирование и испытания корпусов судов и отдельных конструкций на тензометрических моделях из органического стекла; исследование технологических смещений в узлах корпусных соединений.

С развитием скоростного флота на первый план выходят проблемы усталостной прочности, ресурса, надежности и безопасности СДПП. Данное научное направление развивается с 1977 г. В.М. Волковым, защитившим докторскую диссертацию и избранным зав. кафедрой в 1977 г.

На кафедре разрабатываются фундаментальные проблемы новой ветви механики деформируемого твердого тела - механики разрушения, а именно: феноменологическая теория накопления повреждений в упруго-вязко-пластических материалах, математическое моделирование задач разрушения в условиях ползучести, усталости, коррозионного и кавитационного воздействия среды на тела с трещинами; проводятся экспериментальные исследования статической и циклической трещиностоикости металлов и тонкостенных конструкций при различных физико -механических условиях.

По данному направлению подготовлено 12 кандидатов наук, получено несколько авторских свидетельств.

С 1982 г. кафедра становится головной по программе «Прочность, живучесть и надежность конструкций и машин» в области судостроения, которая входит в комплексную программу «Надежность конструкций» Минвуэа. Решаются фундаментальные проблемы машиностроения (живучесть машин и конструкций) по постановлению Президиума АН СССР, Головного Совета «Механика» при Санкт-петербургском университете; издаются межвузовские сборники «Надежность и механика разрушения» (1987, 1990, 1996), Кафедра выполняет ряд тем по программе «Безопасность» Всесоюзной ассоциации КОДАС (Комплексная оперативная диагностика аварийных ситуаций, прочности, живучести и безопасности машин и конструкций.

В 1984 г. кафедры «Строительная механика корабля» и «Сопротивление материалов» были объединены, так как они связаны единым прочностным направлением в учебной работе.

Кафедра «Сопротивление материалов» создана в 1930 г. До 1948 г. ею руководил доцент Н.А. Семенов, а затем, до 1970 г. - д.т.н,, проф. А.В.Верховский, возглавивший научное направление по расчету деталей сложной формы на основе выдвинутой им гипотезы неплоских сечений и подготовивший 20 кандидатов наук. С 1970 по 1984 г. кафедрой «Сопротивление материалов» заведовал доцент Ю.В.Глявин, большое внимание уделявший методическим вопросам и организации учебного процесса, региональных и Российских олимпиад по сопротивлению материалов.

Объединенная в 1984г. кафедра получила название «Строительная механика корабля и Сопротивление материалов» (СМКиСМ), возглавил кафедру д.т.н., профессор, ныне академик Академии Транспорта Вячеслав Михайлович Волков

В период с 1988 по 1997 г. сотрудники кафедры (Волков В.М., Миронов А.А., Ташлыков А.Б.) занимаются стохастическими задачами механики разрушения, надежностью, живучестью тонкостенных конструкций и прогнозированием остаточного ресурса и остаточной прочности металлоконструкции.

Доц. Тамаров В.А., инж. Захаров В.А., Рамс Н.Э., асп. Горохов С.А. организуют в рамках города в 1992 г. Нижегородский центр технической диагностики (НЦТД).

Кафедра имеет грант по Федеральной целевой программе «Интеграция» с 1.09.97 г.

В 1994 г. результаты научных исследований по механике разрушения и надежности СДПП нашли отражение в учебнике В.М.Волкова «Прочность корабля». В этом же году кафедра открыла специальность «Динамика и прочность машин» по направлению «Прикладная механика», основой которой являются техническая диагностика, надежность и прогнозирование ресурса машин и тонкостенных конструкций. Результаты исследований по проблемам надежности и статистической динамики конструкций нашли свое отражение в учебном пособии В.М. Волкова «Надежность машин и тонкостенных конструкций», изданном в 2011 году.

Лабораторная база кафедры связана с дисциплинами по теории колебаний, динамике машин, неразрушающим методам контроля, механике разрушения, прочности; компьютерному инжинирингу. В 1997 г. открываются филиалы кафедры в НИИ Механики при ННГУ им. Н.И.Ло6ачевского и в Нижегородском филиале ИМАШ РАН (в настоящее время Институт Проблем Машиностроения РАН).  В 2013 году на кафедре организуется базовая лаборатория Экспериментальной механики ИПМ РАН, оснащенная современными испытательными машинами с программным управлением от ЭВМ.

В 2008 году заведующим кафедрой становиться доц. А.А. Миронов, продолживший развитие научного направления прочности, надежности и ресурса тонкостенных конструкции.  

История секции «Аэрогидродинамика» связана с выделением из кафедры «Теория и строительная механика корабля» в 1975 году кафедры «Теория корабля и гидромеханика»

Первым заведующим кафедрой был Васильев Александр Вячеславович, доктор технических наук, профессор.

Он организовал и возглавил модернизацию учебных лабораторий «Опытовый бассейн», «Механика жидкости и газа». Возникли новые направления научной деятельности исследования гидродинамики объектов океанотехники. Установлены связи с проектными и эксплуатирующими организациями.

Проводились широкие теоретические и экспериментальные (натурные на Каспийском море, крупномасштабные модельные на Горьковском водохранилище, модельные в опытовом бассейне) испытания по определению мореходных качеств широкого спектра конструкций: самоподьемных и полупогружных буровых установок, плавучих кранов, буровых оснований.

Под его руководством было защищено 10 кандидатских диссертаций, а в последующем 3 его ученика защитили докторские диссертации. Написано большое число учебных и методических пособий.

С 1989 по 1994 годы кафедру возглавлял доцент, кандидат технических наук Ваганов Александр Борисович. В эти годы были заложены основы широкого применения в учебном процессе компьютерных средств и вычислительных методов. Были спроектированы и изготовлены новые лабораторные стенды по гидравлическим и пневматическим системам, спроектирована и изготовлена аэродинамическая труба. В ее состав  вошла кафедра «Гидродинамика», руководимая доктором технических наук, профессором Панченковым Анатолием Николаевичем.

В 1994 году заведующим кафедрой стал доктор технических наук, профессор Попов Алексей Николаевич. Он продолжил курс на совершенствование учебного процесса. Аэродинамическая труба, стенды  гидропривода и пневмопривода введены в эксплуатацию и используются до настоящего времени. Под его руководством разработаны уникальные лабораторные работы по аэродинамике самолета. Расширилась тематика научных работ. Были развернуты исследования по амфибийным экранопланам с мягкими оболочками в качестве взлетно-посадочного устройства. Издавались под его руководством научные сборники статей сотрудников кафедры, учебно-методические издания и монография. В этот период на кафедре защищены 2 докторские диссертации.

С 2005 года кафедру возглавил доктор технических наук, профессор Грамузов Евгений Михайлович. Под его руководством осуществлено проектирование нового универсального гидравлического стенда, создание лаборатории вычислительной аэрогидромеханики, магистратуры. Расширился спектр научных разработок по созданию арктических средств добычи нефтегазовых ресурсов в Арктике. Защищены аспирантами и соискателями 2 кандидатские диссертации.

В 2013 году кафедра «Теория корабля и гидромеханика» вошла в состав кафедры «Аэро-гидродинамика, прочность машин и сопротивление материалов».