Навуковая школа

ў галіне механікі і тэхналогіі кампазіцыйных матэрыялаў

 

Навуковая школа пачала фарміравацца ў 1989 г. пасля прыходу на кафедру прафесара д.т.н. В.П. Стаўрова, падчас удзелу студэнтаў і выпускнікоў адкрытай па яго ініцыятыве спецыяльнасці «Канструяванне і вытворчасць вырабаў з кампазіцыйных матэрыялаў» і ў працэсе выканання  імі даследаванняў і распрацовак па заданнях дзяржаўных праграм фундаментальных даследаванняў (ДПФД, ДПАФД), праграм прыкладных даследаванняў (ДППД, ДПНД), дзяржаўных навукова-тэхнічных праграм (ДНТП), па грантах Беларускага рэспубліканскага фонду фундаментальных даследаванняў і Міністэрства адукацыі Рэспублікі Беларусь, па міжнародных праектах і па гаспадарчых дагаворах з прадпрыемствамі Рэспублікі Беларусь (пералік навуковых праграм).


Агульная характарыстыка

  Арыентацыя на актуальныя запыты і перспектыўныя патрэбы развіцця прадпрыемстваў Рэспублікі Беларусь, на сучасны стан і перспектывы развіцця сусветнай навукі і тэхналогій у галіне палімерных і кампазіцыйных матэрыялаў, на ўсталяванне і падтрыманне цесных кантактаў з перадавымі замежнымі навуковымі цэнтрамі і прадпрыемствамі, якія працуюць у дадзенай галіне навукі і тэхнікі;   

  Цесная інтэграцыя навуковых даследаванняў і распрацовак з падрыхтоўкай спецыялістаў па інавацыйна-арыентаванай спецыяльнасці «Канструяванне і вытворчасць вырабаў з кампазіцыйных матэрыялаў»;

  Накіраванасць тэарэтычных даследаванняў і мадэліравання на рашэнне практычных задач па стварэнні найбольш эфектыўных тэхналогій, на фарміраванне аптымальнай структуры матэрыялаў і геаметрыі вырабаў, на скарачэнне за кошт гэтага выдаткаў на адпрацоўку тэхналагічных працэсаў атрымання матэрыялаў і вырабаў і стварэнне канкурэнтназдольных вырабаў; на рашэнне экалагічных праблем шляхам выкарыстання бытавых і прамысловых адходаў;

  Улік падчас стварэння новых тэхнічных рашэнняў, распрацоўкі новых тэхналогій і сродкаў тэхналагічнага абсталявання эканамічных фактараў, уключаючы выдаткі на распрацоўку і пастаноўку прадукцыі на вытворчасць, яе эфектыўнасць і рызыка;

  Спалучэнне матэматычных (у тым ліку статыстычных) мадэляў і метадаў камп'ютэрнага мадэлявання з эксперыментальнымі даследаваннямі матэрыялаў, макетаў вырабаў і тэхналагічных працэсаў, у тым ліку на арыгінальных устаноўках ўласнай распрацоўкі, якія ўзнаўляюць ўмовы вытворчасці;

 Ўлік неаднастайнасці, анізатрапіі і нестабільнасці мікра- і макраструктуры і уласцівасцяў кампазітаў, нелінейна-глейкай плыні матрычнага палімера і кампазіцый на стадыі змешвання кампанентаў, кансалідацыі матэрыялу і формаўтварэння вырабаў неаднароднага характару, тэхналагічных уздзеянняў ў працэсах структураўтварэння матэрыялу, формаўтварэння і эксплуатацыі вырабаў; 

 Выкарыстанне ў эксперыментальных даследаваннях арыгінальных метадаў і сродкаў, якія забяспечваюць ўсталяванне ўплыву структурных фактараў на паводзіны кампазіцый і вырабаў на іх аснове. 


Удзел студэнтаў, падрыхтоўка навуковых работнікаў

У даследаваннях і распрацоўках прынялі ўдзел больш за 100 студэнтаў спецыяльнасці «Канструяванне і вытворчасць вырабаў з кампазіцыйных матэрыялаў», з іх больш за 50 - на платнай аснове. Імі (у тым ліку ў суаўтарстве) апублікавана больш за 40 артыкулаў, зроблена больш за 100 дакладаў на навуковых і навукова-тэхнічных канферэнцыях, атрымана 8 патэнтаў на вынаходствы і карысныя мадэлі. 

 

Вядзецца падрыхтоўка навуковых работнікаў вышэйшай кваліфікацыі. Для гэтага пры кафедры ёсць:

магістратура па спецыяльнасці:

1-48 80 04 - Тэхналогія і перапрацоўка палімераў і кампазітаў

(Для выпускнікоў спецыяльнасці 1-360108 - Канструяванне і вытворчасць вырабаў з кампазіцыйных матэрыялаў);

аспірантура па спецыяльнасцях

05.16.09 - Матэрыялазнаўства (хімічная прамысловасць);

05.17.06 - Тэхналогія і перапрацоўка палімераў і кампазітаў.


Асноўныя навуковыя вынікі

 Мадэлі кінетыкі назапашвання мікрапашкоджванняў і разбурэння валакністых кампазітаў аднанакіраванай структуры і хаатычна арміраваных ў плоскасці і ў прасторы, прагназіраванне з выкарыстаннем гэтай мадэлі паказчыкаў дэфарматыўнасці і трываласці матэрыялу ў вырабах;

 Мадэль перкаляцыі нелінейна-вязкай вадкасці праз стахастычную нацягнутую і рухомую валакністую сістэму, усталяванне на гэтай аснове заканамернасцяў працэсаў плыні палімерных расплаваў праз валакністыя сістэмы;

 Тэарэтычныя асновы пултрузійнага насычэння валакністых матэрыялаў высокавязкімі палімернымі расплавамі і стварэнне на гэтай аснове арыгінальных спосабаў насычэння і канструкцыі насычальных прылад, якія забяспечваюць высокую прадукцыйнасць працэсу;

 Тэарэтычныя асновы адна- і двухстадыйнай пултрузійнай тэхналогіі формаўтварэння профільных вырабаў з арміраваных тэрмапластаў і стварэнне на гэтай базе новых тэхнічных рашэнняў і профільных прылад арыгінальнай канструкцыі, якія забяспечваюць атрыманне вырабаў рознай канфігурацыі;

 Перкаляцыйная мадэль кансалідацыі тэрмапластычных прэпрэгаў пры формаўтварэнні вырабаў і аптымізацыя з выкарыстаннем гэтай мадэлі рэжымаў формаўтварэння вырабаў у адна- і двухстадыйных працэсах;

 Мадэль трансфармацыі структуры аднанакіраванага прэпрэгу ў працэсах формаўтварэння вырабаў спосабамі пултрузіі, намотвання, кладкі ролікам і стварэнне на гэтай аснове тэорыі і спосабаў кіравання працэсамі формаўтварэння вырабаў высоканапоўненых тэрмапластычных кампазіцый;

 Тэарэтычныя асновы і тэхналогія выдзялення валакністай фракцыі з адходаў шклопластыку і сумяшчэння яе з некандыцыйнымі змешанымі адходамі тэрмапластычных палімераў для вытворчасці фармованых вырабаў, рашэнне тым самым праблемы ўтылізацыі адходаў, якія раней не выкарыстоўваліся; 

 Заканамернасці трэння і слізгацення высоканапоўненых тэрмапластычных кампазіцый на паверхні формаўтваральных элементаў аснасткі падчас формаўтварэння вырабаў і аптымізацыя на іх аснове рэжымаў формаўтварэння вырабаў з пластыцыраваных нарыхтовак (метадам пластфармавання);

 Тэарэтычныя асновы энергазберагальных і «зберагалых» арміравальныя валокны працэсаў сумяшчэння аднанакіраваных і хаатычна арыентаваных і неаднародных валакністых напаўняльнікаў з высокавязкімі палімернымі расплавамі і распрацоўка на гэтай аснове арыгінальных спосабаў сумяшчэння кампанентаў і фармавання нарыхтовак і вырабаў з тэрмапластычных палімераў, у тым ліку з некандыцыйных змешаных адходаў;

 Заканамернасці крышталізацыі другаснага поліэтылентэрэфталату ў працэсах формаўтварэння вырабаў і аптымізацыя на гэтай аснове рэжымаў формаўтварэння вырабаў са шклонапоўненых кампазіцый;

 Метадалогія ацэнкі эфектыўнасці прымянення кампазіцыйных матэрыялаў у вырабах канструкцыйнага прызначэння па крытэры мінімальных выдаткаў на адзінку ўдзельнай энергіі дэфарміравання і разбурэння матэрыялу ва ўмовах эксплуатацыі, якая забяспечвае ўлік паказчыкаў канкурэнтаздольнасці вырабаў на стадыі выбару структуры матэрыялу і геаметрыі вырабу;

 Метадалогія прадпраектнай адзнакі выдаткаў на распрацоўку і пастаноўку ў вытворчасць вырабаў з палімерных і кампазіцыйных матэрыялаў, ацэнкі эфектыўнасці прадукту інавацыі і рызыкі, што абумоўлена нявызначанасцю ўмоў яго стварэння і асваення вытворчасці.        


Асноўныя распрацоўкі

 Пултрузійная тэхналогія насычэння валакністых напаўняльнікаў расплавамі тэрмапластычных палімераў і формаўтварэння профільных вырабаў з арміраваных тэрмапластаў. Па дадзенай тэхналогіі атрымліваюць доўгавалакністыя ліццёвыя і прэсавальныя матэрыялы (ДЛМ і ДПМ), стужкі, целы кручэння, профілі з рознай канфігурацыяй папярочнага сячэння; трубы з арміраваных тэрмапластычных матэрыялаў для жыллёва-камунальнай гаспадаркі, горназдабыўной і хімічнай прамысловасцей;

 Тэхналогія экструзійнага сумяшчэння кампанентаў і прэсавання вырабаў з папярэдне пластыцыраваных тэрмапластычных кампазіцый (пластфармаванне). Па дадзенай тэхналогіі атрымліваюць формаўтваральныя дэталі і дэталі інтэр'еру для транспартных сродкаў; скрыні, паліцы, перагародкі і інш. для мэблевай прамысловасці і будаўніцтва.


Інавацыі

Innovative continuous manufacturing process for reinforced thermoplastic composites (праект IC15-CT96-0738 па праграме Еўрапейскай Камісіі INCO-Copernicus). Распрацаваная па гэтым праекце пултрузійная тэхналогія вытворчасці валакністых кампазітаў з тэрмапластычнай матрыцай і профільных вырабаў асвойваецца ў ТАА «МаналітПласт» (інавацыйны праект атрымаў першую прэмію на Рэспубліканскім конкурсе маладзёжных інавацыйных праектаў у 2010 г.), а таксама ў кампаніі Hanwha L & C Co. Ltd (сумесны праект фінансуецца ўрадам Рэспублікі Карэя).

Тэхналогія формаўтварэння вырабаў з пластыцыраванай нарыхтоўкі, якую атрымліваюць шляхам экструзійнага сумяшчэння змешаных адходаў тэрмапластаў (пластфармаваннем), засвоеная ў ААТ «Асіповіцкі завод аўтамабільных агрэгатаў» і ў ААТ «Валожынская райаграпрамтэхніка». Спецыяльныя сродкі тэхналагічнага абсталявання распрацаваныя супрацоўніка кафедры механікі матэрыялаў і канструкцый. 

Прапановы прадпрыемствам, зацікаўленым у засваенні інавацый, утрымліваюцца ў асобным файле.


Асноўныя публікацыі

Па выніках даследаванняў і распрацовак, што праводзяцца на кафедры, аспірантамі і супрацоўнікамі - выпускнікамі спецыяльнасці «Канструяванне і вытворчасць вырабаў з кампазіцыйных матэрыялаў» апублікавана больш за 300 работ, зроблена больш за 200 дакладаў на міжнародных канферэнцыях, атрымана больш за 20 патэнтаў Рэспублікі Беларусь; абаронены дысертацыі: кандыдацкія - А.І. Кордзікава (2000), А.У. Маркаў (2001), А.І. Карповіч (2004), А.У. Спіглазаў (2007), Г.Л.Наркевіч (2010) і магістарская - А.А. Колас (2008).