Лаборатория механики полимеров и композитов СПбГУ

Исследовательская деятельность лаборатории механики полимеров и композитов СПбГУ настолько обширна, что описать абсолютно все просто невозможно. Сотрудник лаборатории Георгий Дмитриевич Федоровский рассказал о самых основных направлениях теоретической и прикладной составляющей работы данного научного объединения.

 Лаборатория механики полимеров и композитов образовалась в Научно-исследовательском институте математики и механики в 1986 году при объединении лабораторий поляризационно-оптического метода исследования напряжений и прочности полимеров. Лаборатория поляризационно-оптического метода исследования напряжений была основана в Ленинградском университете в конце 1930 года, еще до появления НИИ математики и механики. Лаборатория возникла благодаря энтузиазму ассистента кафедры теории упругости Л.Э. Прокофьевой-Михайловской. В становлении лаборатории и ее работе принимали участие известные ученые В.П. Линник, Н.Н. Давиденков, П.Ф. Папкович, Ю.А. Шиманский. Выпуск трудов лаборатории, организация конференций, способствовали широкому распространению метода фотомеханики. На базе НИИММа были начаты разработки, а впоследствии и производство уникальной аппаратуры для поляризационно-оптического метода исследования напряжений, которыми оснащались лаборатории по всей стране.

Основные направления исследований:

1. Общие вопросы механики сплошных сред
2. Теория упругости и пластичности
3. Ползучесть, реология. теория дислокаций
4. Разрушение, механика трещин
5. Фотомеханика
6. Биомеханика

 Важнейшими результатами научной работы являются:

• Предложен ряд новых критериев разрушения и структурной устойчивости твердых тел при статическом и динамическом нагружении, учитывающих специфику их внутреннего строения.
• Экспериментально исследовано механическое поведение ряда композиционных материалов с нетрадиционным характером разрушения и разработаны оптимальные подходы для оценки их деформируемости и прочности.
• Изучены биомеханические аспекты функциональной деятельности ряда органов и систем человека в норме, при патологии и различных травмах, на основе чего выработаны рекомендации при медицинских вмешательствах и протезировании.
• На базе лаборатории и при участии ее сотрудников образован Центр коллективного пользования «Динамика», объединяющий специалистов по динамическому разрушению из нескольких академических и учебных заведений Санкт-Петербурга.
• Разработан поляризационно-оптический метод контроля, обнаружения дефектов и исследования напряженно-деформированного состояния применяемых в космических аппаратах мягких тонких полимерных оболочек, изготавливаемых из термостойких полимеров методами напыления на жесткую подложку, прессованием, способами раздува и вакуумного формования, с использованием контактной сварки.

Силами сотрудников лаборатории механики полимеров и композитов СПбГУ производится масса разнообразных исследований, напрямую связывающих теорию и практику. В данную категорию можно отнести следующие научные разработки:

1. Изучение свойств намоточного стеклопластика. Потеря устойчивости, трещиностойкость и т.д. Данный материал используется для сверхглубоких подводных аппаратов (подводные лодки, батискафы).
2. Для завода «Электросила» были проведены исследования, которые позволили оптимизировать работу турбинного оборудования.
3. Множество исследований было проведено по хоздоговорам на тему деформирования тонкостенных оболочек из химически стойких материалов.
4. Совместно с НИИ синтетического каучука им. С.В. Лебедева была проведена колоссальная научная работа на тему больших деформаций резины. Большие - это около 1000%. Наша лаборатория придумала различные методы исследования, которые позволили добиться замечательных научных результатов.
5. Исследования механических характеристик нанопленки с различным содержанием фуллерена.
6. Совместно с химическим факультетом СПбГУ проводились исследования по изучению механических свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Данный материал используется в машиностроении, автомобилестроении, горнодобывающей и газодобывающей отраслях, а также военно-промышленном комплексе.
7. Исследования и эксперименты с нанокерамикой. Данный вид материала используется в двигателях, турбинах и т.д. Лаборатория механики материалов и композитов изучила и представила все механические характеристики нанокерамики.
8. Исследования сварных швов. Всем ясно, что любая деформация сварочного шва трубы, по которому течет нефть, сразу приведет к аварии. В лаборатории разработали метод контроля сварных швов различных оболочек.

Перечислять научные разработки лаборатории механики полимеров и композитов можно очень долго. Работы ведутся разнообразные по своей тематике и значимости, огромное количество как теоретических исследований, так и прикладных разработок. На днях в лабораторию обратились специалисты завода, который занимается изготовлением композитных емкостей. Специалистам завода требуется узнать, какую по толщине емкость следует изготовлять, на какой глубине можно использовать, то есть нужны знания о механических свойствах их изделия. Сотрудники лаборатории механики полимеров и композитов СПбГУ имеют огромный опыт подобной работы. Также лаборатория оснащена всей необходимой аппаратурой для проведения всевозможных исследований. Двери лаборатории открыты всем заинтересованным организациям и предприятиям.