Научная школа по механике и физике контактного взаимодействия поверхностей

Профессором Н.Б. Демкиным и его учениками разработана теория контактирования реальных технических поверхностей, оказавшаяся весьма эффективной при создании инженерных методик и компьютерных моделей для определения основных характеристик фрикционного контакта, необходимых для расчетов в трибологии, в частности для расчетов энергетических потерь в узлах трения, для прогнозирования срока службы таких узлов, для повышения их надежности и долговечности.

Разработанные модели позволяют прогнозировать влияние топографии, состояния поверхности и свойств контактирующих материалов на контактную жесткость, электрическую и термическую проводимость контакта, коэффициент трения и интенсивность изнашивания и позволяют разработать уточненные инженерные методики расчета узлов и деталей машин.

Разработаны нестандартные подходы к созданию практически безызносных подшипниковых опор, в основе которых лежит целенаправленное регулирование свойств фрикционного контакта с помощью стационарных магнитных полей.

Полученные научные результаты позволяют конструировать несколько типов магнитных подшипниковых опор, в которых с помощью магнитосиловых взаимодействий практически полностью устраняются трение и износ.

Созданы оригинальные композиционные магнитные материалы с заданными свойствами, сочетающие хорошие антифрикционные и магнитотвердые свойства для саморазгружающихся магнитопассивных подшипников. Подшипники способны работать в широком диапазоне нагрузок, скоростей скольжения и температур. Применение подшипников в тяжелонагруженных направляющих станков позволяет повысить точность обработки деталей и снизить затраты на ремонт и обслуживание.

Широкие перспективы для создания новой техники и технологий открывает возможность применения принципиально новых смазочных материалов – магнитных масел. Детально изучен механизм антифрикционного действия таких масел, что позволило оптимизировать их состав для различных условий эксплуатации.

Учеными кафедры был решен ряд прикладных задач по расчету параметров технологических процессов переработки дисперсных материалов и получения изделий методом прессования. Полученные результаты необходимы при проектировании энергоресурсосберегающего оборудования и технологии для прессования изделий из дисперсных материалов.

Разработаны математические и компьютерные модели, позволяющие прогнозировать механические, физические и эксплуатационные характеристики композиционных электроконтактных материалов, в том числе жидкометаллических. Такие материалы с заданными свойствами позволяют на несколько порядков снизить потери энергии в электроконтактных соединениях, снизить пожароопасность электрооборудования, расходы по техническому обслуживанию и ремонту электрооборудования, а также снизить расход дефицитных цветных металлов в электрокоммутирующих устройствах.

Разработана гамма композиционных материалов для многоамперных коммутирующих разрывных и скользящих контактных узлов. Данные материалы нашли применение в электросварочном оборудовании, в электродвигателях различного назначения, на электрическом железнодорожном и городском транспорте. За счет применения данных материалов достигнута экономия драгоценных металлов, повышен ресурс электрооборудования, снижены энергопотери.

Разработана методика прогнозирования остаточного ресурса электроконтактных соединений на основе мониторинга их текущего состояния, которая позволяет повысить надежность и безопасность ответственных энергетических систем.

Книги, изданные ведущими учеными научной школы

1. Демкин Н.Б. Фактическая площадь касания твердых поверхностей. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 112 с.
2. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970. 228 с.
3. Трение, изнашивание и смазка. Под ред. И.В. Крагельского и В.В. Алисина. Справочник. Т.1. М.: Машиностроение, 1978. 400 с. (Демкин Н.Б. в соавторстве). Книга издана на русском и английском языках.
4. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. 224 с. Книга издана на русском и японском языках.
5. Справочник по расчету и конструированию контактных частей сильноточных электрических аппаратов. Под ред. В.В. Афанасьева. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 384 с. (Измайлов В.В. в соавторстве).
6. Основы трибологии (трение, износ, смазка). Под ред. А.В. Чичинадзе. Учебник для технических вузов. М.: Центр "Наука и техника", 1995. 778 с. (Демкин Н.Б. в соавторстве).
7. Беркович И.И., Громаковский Д.Г. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Учебник для вузов. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2000. 268 с.
8. Основы трибологии. Под ред. А.В. Чичинадзе. Учебник для технических вузов. М.: Машиностроение, 2001. 664 с. (Демкин Н.Б. в соавторстве).
9. Трение, износ и смазка. Под ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 2003. 576 с. (Демкин Н.Б. в соавторстве).


Монографии, изданные сотрудниками кафедры прикладной физики

1. Ланков А.А., Миронов В.А. Упругость, упругопластичность, пластичность в конструкционных средах. Тверь: ТГТУ, 1997.
2. Миронов В.А., Ланков А.А. Деформирование упрочняющихся и неупрочняющихся сплошных сред. Тверь: ТГТУ, 2003.
3. Болотов А.Н., Новиков В.В., Семеенков С.Д. Магнитосиловое взаимодействие высококоэрцитивных постоянных магнитов для подшипниковых опор. Тверь: ТГТУ, 2007.
4. Болотов А.Н., Хренов В.Л. Триботехника магнитопассивных опор скольжения. Тверь: ТГТУ, 2008.
5. Болотов А.Н., Горлов И.Л. Восстановление изношенных деталей. Обзор и анализ использования. Тверь: ТГТУ, 2008.
6. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Контакт твердых тел и его проводимость. Тверь: ТГТУ, 2010.
7. Болотов А.Н., Беркович И.И., Морозова Ю.И. Теоретические основы фрикционного взаимодействия дисперсных материалов с твердой поверхностью. Тверь: ТвГТУ, 2012.
8. Болотов А.Н., Горлов И.В. Инновационные технологии восстановления работоспособности машин торфяного комплекса. Тверь: ТвГТУ, 2012.
9. Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. Расчет и оптимизация постоянных магнитов для специальных подшипниковых опор. Тверь: ТвГТУ, 2013.
10. Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. Постоянные магниты для магнитопассивных подшипников. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2013.
11. Измайлов В.В. Контактное взаимодействие технических поверхностей. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2013.
12. Сутягин О.В., Болотов А.Н., Васильев М.В. Контакт шероховатых тел с твердосмазочными покрытиеми. Тверь: ТвГТУ, 2014.