Кафедра "Теоретична механіка та опір матеріалів"
Постійне посилання зібрання
Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/teormeh
Кафедра "Теоретична механіка та опір матеріалів" була утворена у грудні 2021 року шляхом об’єднання кафедр "Теоретична механіка" та "Механіка суцільних середовищ та опір матеріалів" (НАКАЗ № 552 ОД від 26.11.2021 року).
Кафедра "Теоретична механіка" була створена ще у 1925 році в Харківському технологічному інституті, а її першим завідувачем став професор Іван Бабаков, відомий вчений у галузі теорії коливань. Теоретичну механіку в Харківському практичному технологічному інституті (нині Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут") викладали ще з 1887 року всесвітньо відомі вчені академік Ляпунов Олександр Михайлович (1887-1893) і академік Стеклов Володимир Андрійович (1893-1903). Кафедра «Опір матеріалів» – первісна назва кафедри "Механіка суцільних середовищ та опір матеріалів", пройшла еволюцію досліджень від експериментальної та будівельної до обчислювальної та комп’ютерної механіки.
Новостворена кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 2 доктора технічних наук, 8 кандидатів технічних наук; 1 співробітник має звання професора, 8 – доцента.
Переглянути
Нові надходження
Документ Динаміка матеріальної точки(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Аніщенко, Галина Оттівна; Лавінський, Денис ВолодимировичПосібник присвячено викладу основ теоретичної механіки у розділі «Динаміка матеріальної точки». Надано основні теоретичні відомості, приклади розв’язання типових задач, а також варіанти завдань для самостійної роботи. Посібник розрахований на студентів-бакалаврів, які навчаються за спеціальностями 131 «Прикладна механіка» та 133 «Галузеве машинобудування».Документ Кінематика найпростіших рухів твердого тіла(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Аніщенко, Галина Оттівна; Лавінський, Денис ВолодимировичУ навчально-методичному посібнику наведено основні теоретичні положення стосовно найпростіших рухів твердого тіла: поступального та обертального навколо нерухомої осі. Розглянуті питання про перетворення найпростіших рухів. Наведені приклади розв’язання типових задач, а також наведені завдання для самостійної роботи студентів. Для студентів спеціальностей 131 "Прикладна механіка" та 133 "Галузеве машинобудування".Документ Опір матеріалів. Частина 2(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Киркач, Борис Миколайович; Хавін, Валерій Львович; Лавінський, Денис Володимирович; Конохов, Володимир ІвановичУ текстах лекцій наведено основні теоретичні положення за розділами: складне деформування стержнів, втомленість матеріалів і розрахунки на міцність при циклічних навантаженнях, енергетичні методи визначення переміщень. До кожного розділу представлено питання для самоконтролю знань. Для студентів спеціальностей 131 «Прикладна механіка» та 133 «Галузеве машинобудування».Документ Статичний аналіз багатоопорних ступінчатих шпіндельних валів на нелінійно пружніх опорах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Хавін, Валерій Львович; Киркач, Олексій Борисович; Киркач, Борис МиколайовичТочність та якість обробки деталей на металообробних верстатах визначається взаємним положенням ріжучого інструменту та заготовки в процесі обробки і в першу чергу залежить від величини їх пружних деформацій. Суттєвим фактором, який впливає на якість обробленої поверхні деталі, є також нелінійна податливість підшипників шпиндельного вала верстата. Тому, разом з вдосконаленням відповідних експериментальних методів, актуальною є задача розробки теоретичних деформаційних моделей для розрахунків статики шпиндельних валів метало ріжучих верстатів і визначення пружних деформацій інструмента та заготовки. В даній роботі запропонована математична модель і побудована на її основі методика для статичного аналізу багатоопорних ступінчатих шпиндельних валів на нелінійно пружних опорах. На основі диференційного рівняння зігнутої осі балки Тимошенко і метода початкових параметрів отримана кінцева система рівнянь, яка враховує крім нелінійної залежності жорсткості підшипників від діючих на них зусиль, ступінчату геометрію частин шпиндельного вала. Запропоновано метод вирішення задачі і програмне забезпечення для статичного аналізу ступінчатих багатоопорних шпиндельних валів на нелінійно пружних опорах в середовищі MATLAB. Зроблені тестові розрахунки, які показали гарний збіг результатів з існуючими аналітичними рішеннями і рішеннями МСЕ. Розроблена методика була використана для розрахунку реального шпиндельного вала фрезерного верстата.Документ Computer and computational analisys of the biomechanics of swimming(Громадська наукова організація "Всеукраїнська асамблея докторів наук з державного управління", 2023) Lavinsky, D. V.; Adashevsky, V. M.; Druzhynin, Ye. I.The article deals with the issues of computer and computational modeling and analysis of the biomechanics of one of the most technically complex sports - swimming. Computer and computational modeling is currently an impotent part of various scientific researches. Such modeling in many cases allows either to replace full-scale experiments or to determine their rational parameters, thereby accelerating research. Computational modeling and simulation is widely used in the study of movement in various sports, which belongs to a wide class of biomechanical problems. Here, the use of computer calculations makes it possible to determine the rational parameters of an athlete's sports actions, which lead to higher sports results. It should be noted that the accuracy and reliability of computational modeling in the biomechanics of sports depend on the degree of approximation of computational schemes and models to reality. The creation of design schemes and models is impossible without the use of the results of field measurements. Based on the analysis of existing sources of information, an approach was formulated to create design schemes for studying the movement of an athleteswimmer along the distance. The systems of differential equations of motion for different stages of the distance are presented. For computer modeling, the KiDyM software package is applied, which uses the relations of the computer algebra system to construct differential equations of complex mechanical systems motion. The analysis of the presented and similar graphical information allows determining the rational values of certain parameters of the athlete-swimmer's sports actions, which allow achieving high sports results. This information allows us to adjust the technique of a particular athlete, taking into account the characteristics of his anatomy and physiology. Similar computational studies based on computer simulations can be performed for other technically complex sports.Документ Features of deforming of composite inductors during electromagnetic processing of materials(Одеський національний морський університет, 2023) Lavinsky, D. V.; Anischenko, G. O.; Konokhov, V. I.The article proposes an effective method of analyzing the elastic-plastic deformation of composite structures under the influence of an electromagnetic field. The general mathematical formulation of the coupled problem of the deformation of conductive bodies in the presence of an electromagnetic field is considered. To construct a numerical solution method, the initial problem is reduced to finding the minimum of the total energy of the system. The finite element method is used as a numerical solution method. The proposed method is applied to the analysis of the deformation of the "inductor-workpiece" system of the technological operation of magnetic pulse processing of metals. Conclusions. Some results are presented that allow making certain recommendations regarding the design and application of technological operations of a similar class.Документ Розрахунки термодеформування елементів технологічних систем магнітно-імпульсної обробки(2020) Лавінський, Денис ВолодимировичДокумент Чисельні дослідження термодеформування електроприводних тіл при дії електромагнітного поля(ООО "Логика+", 2020) Лавінський, Денис Володимирович; Морачковський, Олег Костянтинович; Конкін, Валерій Миколайович; Конкін, Станіслав ВалерійовичВ роботі наведено варіаційну постановку задачі аналізу розповсюдження електромагнітного поля, нестаціонарного температурного поля та нелінійного деформування систем електропровідних тіл. Аналіз розповсюдження електромагнітного поля зводиться до відшукування просторово-часового розподілення векторного магнітного та скалярного електричного потенціалів. В якості чисельного метода розв’язання використовується метод скінчених елементів. Одержані у загальному вигляді системи алгебраїчних рівнянь для визначення вузлових значень векторного магнітного потенціалу, температури та переміщень.Документ Розрахунки термодеформування систем електропривідних тіл під дією електромагнітного поля(Видавничий дім "Гельветика", 2020) Лавінський, Денис Володимирович; Морачковський, Олег КостянтиновичРоботу присвячено питанням розрахункового аналізу деформування систем електропровідних тіл за дії електромагнітного поля. Дія електромагнітного поля проявляється в разі впливу на електропровідні тіла, у виникненні розподілених електромагнітних сил та розподілених джерел тепловиділення. Силова дія електромагнітного поля використовується у класі технологічних операцій – магнітно-імпульсній обробці матеріалів. Розробка та вдосконалення технологій магнітно-імпульсної обробки потребують проведення комплексних розрахункових досліджень, зокрема й спрямованих на оцінювання конструкційної міцності складових елементів. У роботі використовується метод розрахункового аналізу, який спирається на схеми методу скінчених елементів. Запропонований розрахунковий метод застосовано до аналізу розповсюдження електромагнітного та температурного поля, термодеформування прес-форми для гібридного (ізостатичного й електромагнітного) пресування порошків високоміцних сполук. Створено розрахункову схему, яка містить усі основні елементи прес-форми, а також зовнішній багатовитковий спіральний індуктор. Для врахування контактної взаємодії елементів прес-форми застосовується спосіб введення контактних шарів, які дискретизуються за допомогою відповідних спеціальних скінчених елементів. Одержано просторово-часові розподіли основних характеристик електромагнітного поля в елементах прес-форми. Характер розподілу електромагнітного поля під час імпульсу дозволяє застосовувати для аналізу термодеформування квазістаціонарний підхід відповідно до часового максимуму поля. Розв’язано також задачу нестаціонарного розповсюдження температурного поля завдяки ефектам тепловиділення. Аналіз термодеформування дозволив з’ясувати найбільш навантажені елементи прес-форми, порівняння з результатами розрахунків для випадку ізостатичного пресування дозволяє стверджувати, що в разі гібридної схеми навантаження прес-форми знижується, що дозволяє збільшувати тиски пресування. Одержані результати розрахунків дозволять сформулювати конкретні рекомендації щодо вибору раціональних конструкційних і експлуатаційних параметрів технологічної операції. Використані методи, підходи та розрахункова схема можуть застосовуватись до подібних технічних та технологічних систем зі спіральними багатовитковими індукторами.Документ Розрахункові дослідження термодеформування електроприводних тіл при дії електромагнітного поля(Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України, 2020) Морачковський, Олег Костянтинович; Лавінський, Денис Володимирович; Конкін, Станіслав ВалерійовичДокумент Деформування складених прес-форм при електромагнітному пресуванні нагрітих порошків надміцних матеріалів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Лавінський, Денис Володимирович; Морачковський, Олег КостянтиновичДокумент Ефективна модель розрахунку нелінійної жорсткості шарикопідшипників(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Хавін, Валерій Львович; Киркач, Борис Миколайович; Погорілов, Сергій Юрійович; Шергін, Сергій ЮрійовичПроведено аналіз особливостей статичного розрахунку шпиндельного вузла на жорсткість з урахуванням жорсткості опор. Зазначено, що при статичному аналізі шпиндельних валів, зазвичай, використовуються наближені довідкові значення жорсткості опор - підшипників кочення. що може дати похибку щодо оцінки жорсткості опори до 50%. У роботі представлений аналіз модифікованого методу Джонса-Харріса для розрахунку жорсткості підшипників, що забезпечує збільшення точності за рахунок нових констант у залежностях для радіальних жорсткостей радіальних та радіально-упорних шарикопідшипників. Використані замість моделі контакту по Герцу в модифікованій моделі Джонса-Харріса скінченноелементні моделі в контактній задачі «елемент кочення - підшипникові кільця» більш точно відображають геометрію та жорсткість доріжок кочення підшипника, що дозволяють отримати точніші константи для моделі нелінійної жорсткості шарикопідшипників. Перевагою модифікованої моделі є можливість автоматичного обліку технологічного зазору у підшипнику та швидкості обертання валу. Розрахунок жорсткості підшипників фірми SKF показав більшу точність, що підтверджується порівнянням з експериментом. Результати розрахунку жорсткості, отримані для ряда підшипників фірми SKF, можуть бути успішно використані для практичних розрахунків жорсткості радіальних і радіально-упорних шарикопідшипників інших фірм, конструктивно-технологічні характеристики яких відповідають характеристикам підшипників фірми SKF, розглянутих у роботі.Документ Вплив тепловиділення та деформування пристроїв магнітно-імпульсної обробки(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Лавінський, Денис Володимирович; Морачковський, Олег КостянтиновичДокумент Харківський політехнічний інститут: наслідки німецької окупації(ФОП Корзун Д. Ю., 2021) Гудзоватий, І. О.; Бурлаков, О. С.Документ Computational analysis method of the electromagnetic field propagation and deformation of conductive bodies(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Lavinsky, D. V.; Zaitsev, Yu. I.The electromagnetic field is an integral attribute of the operation of many technical and technological systems. The action of an electromagnetic field leads to deformation, a change in temperature, a change in the physical properties of the materials. Problem. High-intensity electromagnetic fields can cause such a strong deformation of conductive bodies that it can lead to irreversible shape change or destruction. This fact is used in a class of technological operations: electromagnetic forming. Here, both the workpiece and the equipment are subjected to intense force action. As a result, equipment elements may become inoperable. Goal. Creation of a computational analysis method of the electromagnetic field propagation in systems of conductive bodies and subsequent analysis of deformation. Application of this method to the study of processes in electromagnetic forming systems in order to determine rational operational parameters that provide the result of a technological operation. Methodology. A variational formulation of the problems of an electromagnetic field propagation and deformation of conductive bodies systems is used. Numerical modeling and analysis are performed using the finite element method. Results. In a general form, a system of resolving equations for the values of the vector magnetic potential and displacements is obtained. The influence of the electromagnetic field is taken into account by introducing electromagnetic forces. The results of calculations for a technological system designed for electromagnetic forming of curved thinwalled workpieces are presented. Originality. For the first time, a method of computational analysis is presented, which involves modeling within the framework of one design scheme both the process of electromagnetic field propagation and the process of deformation. Practical significance. The proposed method of computational analysis can be used for various technological systems of electromagnetic forming in order to determine the rational parameters that ensure both the operability of the equipment and the purpose of the technological operation - the necessary shaping of the workpiece.Документ Kinematics. Part 1. Analysis of particle motion(2023) Anischenko, G. O.; Lavinsky, D. V.The book is devoted to the basics of theoretical mechanics in the section «Kinematics of a particle». Basic theoretical aspects, examples of solving common problems, as well as options for self-study work are presented. The book is intended for bachelor students studying in the specialties 131 «Applied mechanics» and 133 «Industrial Engineering».Документ Non-stationary phenomena in technological systems of electromagnetic processing of materials(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Anischenko, Galyna Ottivna; Lavinsky, D. V.A large number of technical and technological facilities work under the action of electromagnetic fields. In electroconductive bodies have significant largest electromagnetic forces that can cause movement or deformation of structural elements. The creation of effective methods of analysis of the distribution of the electromagnetic field and coupled nonstationary deformation of structural elements is topical at present time. The article contains a mathematical formulation of the problem of nonstationary deformation of structural elements under the action of electromagnetic fields. Coupling of electromagnetic field and mechanical field is carried out with the help of local electromagnetic forces. Further made the transition to a variational formulation on the basis of the task of finding the minimum of the total energy of the system, which includes the energy of the electromagnetic field. For the numerical solution the finite element method is used. Nodal unknowns in this case are the magnetic vector potential and displacements. The proposed method is applied to non-stationary deformation of the "inductor-billet" technological operation of magnetic-pulse processing of metals. Some results of the deformation are presented.Документ Кінематика точки(2022) Аніщенко, Галина Оттівна; Лавінський, Денис ВолодимировичМетодичні вказівки призначені для закріплення у студентів знань з теоретичної механіки та їх використання в практичній роботі. В методичних вказівках подано матеріали з теоретичної механіки за розділом «Кінематика точки». Розглянуто загальні положення кінематики, наведено стислі теоретичні відомості, приклади розв’язання типових задач, а також варіанти завдань для самостійної роботи. Особливу увагу приділено отриманню студентами навичок і вмінь при розв’язанні прак-тичних задач і самостійній підготовці.Документ Напружено-деформований стан складених тіл при дії електромагнітного поля(Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, 2019) Лавінський, Денис Володимирович; Морачковський, Олег КостянтиновичThe article considers the deformation of compound bodies under the action of electromagnetic field. As an example the deformation of the compound multi turn coil with an assistant screen and the workpiece under the technological operation of electromagnetic forming is studied. The problem was solved by numerical method which based on the finite element method. The distribution of electromagnetic field is defined and deformation of the coil and workpiece is analyzed.Документ Augmented reality in logistics(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Grigorov, O. V.; Anischenko, G. O.; Petrenko, N.; Alieksieiev, V.