Новую матэматычную формулу разліку зніжэння нагрузкі на кантактныя дэталі распрацаваў кандыдат фізіка-матэматычных навук, дацэнт кафедры тэарэтычнай і прыкладной механікі механіка-матэматычнага факультэта БДУ Дзяніс МАРМЫШ. Гэты падыход дазваляе больш дакладна ацаніць дапушчальнае ўздзеянне элементаў, якія труцца адзін аб аднаго, разлічыць тэрміны эксплуатацыі, надзейнасці і даўгавечнасці дэталяў складаных тэхнічных сістэм.
– Дзяніс Яўгенавіч, растлумачыце, калі ласка, чаму прысвечаны Вашы навуковыя даследаванні?
– Даследаванні адносяцца больш да матэматычнага мадэлявання. Яны прысвечаны распрацоўцы матэматычных мадэляў для апісання напружана-дэфармаванага стану цвёрдых целаў пры комплексным нагружэнні. У якасці прыкладу разгледзім будынак. На яго дзейнічаюць розныя нагрузкі – дождж, вецер, вібрацыі і да т. п. Комплекснае нагружэнне сістэм, напрыклад, будынкаў, і іх даследаванне з’яўляецца маёй задачай. Канкрэтней – распрацоўка матэматычных мадэляў і метаду аналітычнага межавага элемента для апісання стану аб’екта пры комплексным нагружэнні. З дапамогай метаду можна зрабіць прагноз, як і пры якіх умовах сістэма ці дэталь будзе працаваць даўжэй. Распрацаваныя мною мадэлі дазваляюць апісаць напружана-дэфармаваны стан сістэмы і спрагназаваць яе разбурэнне.
– Для чаго можа быць ужыты распрацаваны Вамі метад?
– Ён прымяняецца да тэхнічных сістэм, якія выкарыстоўваюцца ў машынабудаванні. Напрыклад, каленчаты вал – адзін з галоўных элементаў у рухавіку, на які дзейнічае шмат розных нагрузак. І асноўная нагрузка – гэта ўзаемадзеянне дэталяў. Разбурэнне вала адбываецца менавіта ў тых месцах, дзе дэталі кантактуюць паміж сабой. Таму што месцы кантакту дэталяў з’яўляюцца найбольш высоканагружанымі з механічнага пункта гледжання, яны вельмі маленькія, калі параўноўваць з усім аб’ектам. І каб не даследаваць паводзіны ўсяго вала, мы бяром канкрэтна гэту маленькую галіну і з дапамогай маіх метадаў максімальна падрабязна даследуем размеркаванне напружанняў у месцы судакранання дэталяў.
Разбурэнне галіне, на якую даводзіцца кантакт, адбываецца па пластах. Матэрыял паступова зношваецца, а потым, калі апорная здольнасць цела паменшылася да пэўнай ступені, адразу развальваецца. Існыя метады не дазвалялі дэталёва апісаць паводзіны і стан матэрыялу менавіта ў гэтай кропцы разбурэння. А новы метад не толькі дазваляе больш дакладна апісаць працэсы, якія адбываюцца ў месцы кантакту, але і рабіць гэта хутчэй, што вельмі важна для рэальнага працоўнага працэсу. Разлікі з дапамогай старых метадаў займаюць куды больш часу.
– Як Вы абралі напрамак даследаванняў і з чаго пачыналі?
– 12 гадоў назад, калі я яшчэ быў студэнтам, пад кіраўніцтвам доктара фізіка-матэматычных навук прафесара Сяргея Сяргеевіча Шчарбакова пачаў вывучаць метад гранічнага элемента і пісаў курсавыя і дыпломную працы. Развіваючы гэту тэму, мы праводзілі даследаванні, ставілі больш складаныя задачы, распрацоўвалі метады і прыйшлі да вынікаў, за якія мне пазней прысудзілі стыпендыю Прэзідэнта Рэспублікі Беларусь таленавітым маладым навукоўцам.
Хачу адзначыць, што некаторыя задачы навукай не вырашаны дагэтуль. Нашы метады накіраваны на больш дакладнае рашэнне тых праблем, што былі пастаўлены машынабудаўнікамі яшчэ ў мінулым стагоддзі. Мы абапіраемся на даследаванні беларускай школы механікаў. У Беларусі добрая школа, і яна даволі сур’ёзна прадстаўлена на кафедры тэарэтычнай і прыкладной механікі БДУ. Большая частка маіх даследаванняў заснавана на працах майго навуковага кіраўніка Сяргея Сяргеевіча Шчарбакова. Акрамя распрацовак беларускай школы, былі скарыстаны і замежныя, а менавіта кантакты з кітайскімі калегамі. У Кітаі добра развіта машынабудаванне, і супрацоўніцтва ў гэтай сферы паміж нашымі краінамі даволі цеснае. Кітайскія навукоўцы і інжынеры выкарыстоўваюць нашы распрацоўкі ў сваіх вылічэннях, а я абапіраюся на іх досвед у сваіх даследаваннях.
– Распавядзіце, калі ласка, пра прымяненне метаду ў вытворчых працэсах на беларускіх прадпрыемствах.
– Метад укаранёны ў вытворчыя працэсы РУП «Гомсельмаш», навучальныя працэсы БДУ і Беларускага дзяржаўнага ўніверсітэта транспарту, а таксама скарыстаны пры выкананні шэрагу праграм дзяржаўных навуковых даследаванняў. Для «Гомсельмаша» мы вырашалі праблему напружаных станаў рэжучай сістэмы камбайна. Для працы гэтай сістэмы выкарыстоўваюцца дарагія імпартныя нажы з пэўным пакрыццём. Але, як і любое абсталяванне, яны з часам зношваюцца і ламаюцца. Неабходна было патанніць працу рэжучай сістэмы камбайна без страты якасці. Для гэтага навукоўцы распрацавалі новы сплаў і вылілі з яго нажы па іншай тэхналогіі, без пакрыцця.
Вядома, паўсталі пытанні. Ці ёсць магчымасць нагружаць гэтыя нажы ў тым жа рэжыме, што і папярэднія? Ці трэба штосьці змяняць, рабіць якія-небудзь мадыфікацыі – павялічваць іх памер, дапаўняць дадатковыя мацаванні, заточку і г. д. Менавіта на гэтыя пытанні мы імкнуліся адказаць з дапамогай матэматычнага мадэлявання. Даследаванні праводзіліся ў розных пастаноўках, статыцы, дынаміцы. І ў выніку былі ўжыты для распрацоўкі рэжучай сістэмы. Падчас даследаванняў мы вызначылі прыдатны рэжым эксплуатацыі нажоў і пераканаліся, што нажамі з новага сплаву можна замяніць імпартныя без страты эфектыўнасці.
– Для якіх мэт метад прымяняецца ва ўніверсітэце?
– Аспіранты механіка-матэматычнага факультэта цяпер займаюцца пытаннем зносу шын для ААТ «Белшына». Яны праводзяць выпрабаванні і высвятляюць, якія матэрыялы выкарыстоўваць. Таксама ва ўніверсітэце ёсць эксперыментальны цэнтр зносастомленасных выпрабаванняў для вывучэння зносаўстойлівасці матэрыялаў. Там навучэнцы БДУ на практыцы могуць даследаваць, як зношваюцца тыя ці іншыя сістэмы. Важна адзначыць, што на аснове любога эксперыменту развіваецца і тэарэтычная мадэль. Мае распрацоўкі накіраваны ў тым ліку на тэарэтычную падтрымку эксперыментальных даследаванняў. Апублікаваны больш за 50 навуковых і навукова-метадычных прац, сярод якіх тры навукова-метадычныя дапаможнікі і 20 навуковых артыкулаў у аўтарытэтных часопісах. Напрыклад, у міжнародным часопісе Theoretical & Applied Mechanics Letters – гэта афіцыйнае выданне Пекінскага міжнароднага цэнтра тэарэтычнай і прыкладной механікі. Таксама ў часопісах Material Science, Metals і Medziagotyra.
– З 2019 года Вы намеснік дырэктара сумеснага інстытута ДПУ і БДУ. А ці даўно супрацоўнічаеце з калегамі з Кітая?
– І з кітайскімі калегамі, і са студэнтамі я працую з 2018 года, з тых часоў, як першы раз выехаў у Кітай для ўдзелу ў летняй школе ў горадзе Далянь. Пасля гэтага пачаў праводзіць ва ўніверсітэце заняткі для замежных студэнтаў, а ў 2019 годзе на мяне ўсклалі функцыі намесніка дырэктара. Мне вельмі падабаецца матываванасць кітайскай моладзі. Праўда, часам ім бракуе гнуткасці мыслення. З кітайскімі калегамі мы развіваем супрацоўніцтва ў выкладанні і ў навуковай галіне, шукаем сумежныя інтарэсы. Напрыклад з прафесарам Лі Мінам з Даляня мы працавалі над тэмай «Геаметрычная аптымізацыя гафрыраваных абалонак». А цяпер з прафесарам І Пінам працуем над навуковым даследаваннем «Структурны аналіз ваганняў машынабудаўнічых канструкцый з выкарыстаннем метадаў штучнага інтэлекту».
– Сёлета кіраўнік дзяржавы адзначыў навуковую значнасць Вашай распрацоўкі. Напэўна, прыемна быць прызнаным таленавітым маладым навукоўцам?
– На стыпендыю Прэзідэнта Беларусі таленавітым маладым навукоўцам я падаваў дакументы двойчы. Першы раз – адразу пасля абароны кандыдацкай дысертацыі, у 2018 годзе. Але тады яе мне не прысудзілі. Другі раз – сёлета, пасля таго, як атрымаў ужо больш важкія вынікі сваіх даследаванняў. Гэтым разам камісія вырашыла, што яны вартыя ўзнагароды.
У доўгатэрміновых планах у мяне ўдасканаленне разлікаў з прымяненнем інтэлектуальнага аналізу даных, што дазволіць выкарыстоўваць папярэдні досвед эксплуатацыі падобных тэхнічных сістэм без пабудовы строгіх аналітычных заканамернасцяў. Гэта дапаможа і пры распрацоўцы новых канструктарскіх рашэнняў для стварэння надзейных і даўгавечных элементаў складанай тэхнікі.
Ганна КАЗАКОВА
ДАВЕДКА:
Сёлета Дзяніс Мармыш быў ганараваны стыпендыі Прэзідэнта Рэспублікі Беларусь таленавітым маладым навукоўцам на 2022 год за распрацоўку матэматычных мадэляў метаду аналітычнага гранічнага элемента і колькасна-аналітычных падыходаў да аналізу напружана-дэфармаванага стану і пашкоджвальнасць складаных тэхнічных сістэм. Стыпендыя прысуджана за сам метад, яго тэарэтычнае абгрунтаванне, алгарытмы і прымяненне распрацоўкі да рэальных тэхнічных сістэм – да рэжучай сістэмы сельскагаспадарчага камбайна, сістэмы «чыгуначнае кола – рэйка», сістэмы для зносвстомленасных выпрабаванняў «ролік – вал», «ролік – прыціск».
Нагадаем, што ў мэтах стымулявання развіцця творчай ініцыятывы маладых навукоўцаў у адпаведнасці з Указам Прэзідэнта Рэспублікі Беларусь (ад 11 жніўня 2005 г. № 367 «Пра ўдасканаленне стымулявання творчай працы маладых навукоўцаў») прызначаюцца стыпендыі таленавітым маладым навукоўцам, якія працуюць у арганізацыях, што выконваюць навуковыя даследаванні і распрацоўкі ў галіне прыродазнаўчых, тэхнічных, сацыяльных і гуманітарных навук. Тэрмін выплаты стыпендый – адзін каляндарны год. У 2022 годзе памер стыпендыі склаў 400 беларускіх рублёў у месяц.
