Научное направление «Исследование напряженно-деформированного состояния деталей машин с учетом их контактного взаимодействия»

Первые работы по научному направлению «Исследование напряженно-деформированного состояния деталей машин с учетом их контактного взаимодействия» начались в 1978 г. В работах принимали участие заведующий кафедрой «Сопротивление материалов», к.т.н. В.И. Сакало, старший преподаватель Ю.П. Подлеснов, ассистент Г.А. Неклюдова. Тематика направления была выбрана не случайно, в 1967 г. В.И. Сакало защитил кандидатскую диссертацию, в которой была рассмотрена наиболее актуальная на тот момент контактная задача качения колеса по рельсу в условиях силового взаимодействия с использованием аналитических методов. Аналитические методы на то время были громоздки в реализации и обладали ограниченными возможностями учета геометрических форм контактирующих тел, решения задач с учетом трения.

Для 70-х годов характерно интенсивное развитие численных методов расчета напряженно-деформированного состояния деталей машин, в особенности с использованием конечно-элементных расчетных схем. Появились расчетные комплексы отечественной разработки ЛИРА-САПР, ЭКСПРЕСС, МИРАЖ и другие. Комплексы не имели программных средств для решения контактных задач, реализующих достаточно универсальные алгоритмы, поэтому научным коллективом направления было принято решение разработать алгоритм решения контактных задач, обладающий возможно большей универсальностью, базирующийся на использовании конечно-элементных расчетных схем.

Ю.П. Подлесновым был разработан программный комплекс, в котором реализован алгоритм решения плоских контактных задач, а Г.А. Неклюдовой – осесимметричных. Ими были защищены кандидатские диссертации, в которых содержались и решения прикладных контактных задач для колес железнодорожного подвижного состава.

В 1986 г. В.И. Сакало защитил докторскую диссертацию, в которой был приведен и алгоритм решения трехмерной контактной задачи. В дальнейшем разработанные алгоритмы были использованы в работах аспирантов для решения прикладных контактных задач. Для Людиновского, Луганского, Коломенского тепловозостроительных заводов выполнены расчеты прочности посадочных соединений деталей колесных пар, посадки шестерни тягового двигателя на вал с гарантированным натягом, деталей кривошипно-шатунной группы двигателя внутреннего сгорания. Совместно с Коломенским ВНИТИ выполнены научно-исследовательские работы по расчетам прочности колес железнодорожного подвижного состава.

Подготовлено и защищено 15 кандидатских диссертаций.

В настоящее время разрабатываются алгоритмы компьютерного моделирования процессов изнашивания колес подвижного состава и рельсов, накопления контактно-усталостных повреждений, расчета напряжений и деформаций в деталях колодочных и дисковых тормозов вагонов и локомотивов с учетом нестационарных температурных полей, возникающих при торможениях.