Кафедра теоретической и прикладной механики

Заведующий кафедрой: профессор, доктор физ.-мат. наук Журавков Михаил Анатольевич

Специалист кафедры: Блохина Маргарита Александровна

Профессорско-преподавательский состав: 5 профессоров, 11 доцентов, 1 старший преподаватель, 3 ассистента

Специальности и специализации

• Механика и математическое моделирование

Научные направления

• механика деформируемого твердого тела;
• гидродинамика;
• геомеханика;
• трибофатика;
• компьютерная механика;
• численные методы в механике;
• биомеханика;
• наномеханика;
• мехатроника.

Научно-исследовательская лаборатория прикладной механики

Лаборатория прикладной механики специализируется на анализе динамики, прочности и устойчивости механических систем с использованием современных пакетов компьютерной механики: ANSYS, Nastran, Pro/Mechanica, ADAMS.

Основное внимание уделяется решению задач механики систем на базе метода конечных элементов. Среди типовых задач исследований статический и динамический анализ конструкций с учетом геометрической и физической нелинейности, ползучести и пластичности, линейной и нелинейной устойчивости конструкций, стационарных и нестационарных задач теплофизики, гидро- и газодинамики, а также связанные задачи (например, взаимодействие жидкости с конструкцией).

Дисциплины, закрепленные за кафедрой

Специальность  «Механика и математическое моделирование » код направления 1-31 03 02 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 2 семестр
   • 3 семестр
   • 4 семестр
2. Механика сплошной среды
   • 4 семестр
   • 5 семестр
   • 6 семестр
3. Сопротивление материалов и основы строительной механики
   • 3 семестр
   • 4 семестр
4. Численные методы механики сплошной среды
   • 6 семестр
   • 7 семестр
5. Математические модели механики деформируемого твердого тела и основы механики разрушения
   • 7 семестр
6. Теория информации
   • 5 семестр
7. Введение в специальность
   • 1 семестр
8. Компьютерная механика
   • 5 семестр
   • 6 семестр

Специальность «Математика». Направление Математика (Научно-производственная деятельность) код направления 1-31 03 01-01 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 5 семестр
   • 6 семестр

Специальность «Математика». Направление Математика (Научно-педагогическая деятельность) код направления 1-31 03 01-02 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 5 семестр
   • 6 семестр

Специальность «Математика». Направление Математика (Экономическая деятельность) код направления 1-31 03 01-03 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 5 семестр

Специальность «Математика». Направление Математика и информационные технологии (Веб-программирование и интернет-технологии) код направления 1-31 03 08-01 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 6 семестр

Специальность «Математика». Направление Математика и информационные технологии (Математическое и программное обеспечение мобильных устройств) код направления 1-31 03 08-02 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 6 семестр

Специальность «Математика». Направление Компьютерная математика и системный анализ код направления 1-31 03 09 (типовой план)

1. Теоретическая механика
   • 6 семестр

Темы курсовых работ 2022/23 учебный год

1. Моделирование гравитационных манёвров космических аппаратов
2. Исследования форм относительного равновесия изолированных слоев жидкости на вращающейся цилиндрической плохо смачиваемой поверхности в поле сил поверхностного натяжения.
3. Кинематический и силовой расчет зубчато-цепного привода с определением геометрических  параметров одной из его механических передач.
4.  Relative motion of a particle along non-smooth curve.
5.  Spectral analysis for a beam vibration with n degrees of freedom.
6. Problem for a “masses-springs” vibration system on a horizontal line.
7. Движение ракеты в ньютоновом поле тяготения.
8. Движение точки, брошенной под углом к горизонту, при различных законах сопротивления.
9. О косвенном влиянии внутренних сил на движение центра масс.
10.  О движении тела переменной массы в вязкой среде.
11. Разработка тестовых материалов по аналитической механике.
12. Определение углов поворота фаланг при рутинной деятельности человека.
13. Оценка устойчивости деревьев, произрастающих в городской среде.
14. Разработка математической модели свободных колебаний растений.
15. Анимация движений ползуна, связанного с эллиптическим маятником.
16. Анимация движений механической системы с двумя степенями свободы.
17. Анимация динамики тела, принимающего участие в сложном движении.
18. Исследование  НДС  балки неоднородной структуры.
19. Исследование движения тела с двумя степенями свободы.
20.  Алгоритм проверки нахождения заданной точки внутри замкнутого контура.
21. Построение замкнутой гладкой кривой методом сплайна по заданным точкам.
22. Оценка напряжений и деформаций в элементах модели «ролик – направляющая» скипового шахтного подъемника в условиях лабораторных испытаний на SZ-01.
23. Определение вероятности усталостного разрушения литых несущих конструкций трехэлементной тележки 18-100 грузового железнодорожного вагона при наличии дефектов на поверхности катания колес.
24. Boundary value problems for an elastic band. Solutions using Fourier transform (Граничные задачи для упругой полосы.  Решения с использованием преобразования Фурье).
25. Boundary value problems for a beam on a piecewise continuous elastic foundation.
26.  Планирование траекторий манипулятора методом приращений.
27. Приближенное решение обратной задачи кинематики манипулятора.
28. Определение форм колебаний бедренной кости с пострезекционным дефектом
29. Влияние интрамедуллярного имплантата на несущую способность бедренной кости.
30. Определение усилий, развиваемых стержнем ортодонтического аппарата.
31. Напряженно-деформированное состояние хряща височно-нижнечелюстного сустава.
32. Конечно-элементное моделирование функционирования ауксетичных структур.
33. Создание базы данных физико-механических свойств  Старобинского месторождения калийных солей.
34. Применение метода дискретных элементов при моделировании процесса вальцевания.
35. Разработка алгоритмов расчета сдвижений и деформаций  земной поверхности при столбовой системе ведения горных  работ.
36. Моделирование трещинообразования с использованием расширенного метода конечных элементов.
37. Численное моделирование пористых сред.
38. Осесимметричные капиллярные волны в слое вязкой жидкого слоя на внутренней поверхности цилиндра в центробежном поле сил. 
39. Движение слоя сильновязкой жидкости на вращающемся  диске с возможностью образования гидравлического прыжка. 
40. Разработка сетевых приложений ЭУМК  по теоретической механике. 
41. Программная реализация алгоритмов компьютерной графики.
42. Оценка устойчивости шахтного ствола с использованием технологий компьютерного моделирования.
43. Исследование эффекта концентрации напряжений на примере задач геомеханики.
44. Исследование модели изгибно-крутильных колебаний упругого стержня.
45. Исследование поперечных колебаний стержней с учётом затуханий.
46. Использование метода блочных элементов при исследовании НДС материалов неоднородной структуры.
47. Гранично-элементное моделирование изгиба балки с использованием нелинейных функций формы поверхностный  усилий.
48. Построение замкнутой гладкой кривой методом сплайна по заданным точкам.

Темы дипломных работ 2022/23 учебный год

1. Математическое моделирование перемещения фаланг пальцев под действием различных сухожилий.
2. Устойчивость брусьев плавно-переменного сечения.
3. Анализ распределения микротвердости в структурных составляющих образца из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом марки ВЧТГ в зависимости от термообработки. 
4. Сравнительная ускоренная расчетно-экспериментальная оценка характеристик сопротивления поверхностному разрушению алюминиевого сплава Д16 без покрытия и с керамическими МДО-покрытиями при контактной усталости.
5. Оценка повреждаемости и предельного состояния железнодорожных рельсов с дефектами контактно-усталостного происхождения.
6. К одной задаче вибротранпортирования.
7. Метод Тепфера в исследовании стационарных двумерных течений вязкой жидкости в приближении пограничного слоя.
8. Осесимметричное возмущенное течение вязкого жидкого слоя на цилиндрической поверхности в центробежном и капиллярном  поле сил.
9. Исследование устойчивости течения двух невязких жидкостей с поверхностью раздела в ограниченной области движения.
10. Моделирование, расчет движения и распыла жидкого слоя на вращающемся барабане при натекании на него медленного  потока газа. 
11. Исследование модели движения виброударной капсулы в жидкой среде.
12. Исследование движения эллиптического диска на упругих опорах.
13. Boundary element simulation of the rail cross-section stress state.
14. Численное моделирование деформации компенсатора замкнутой системы охлаждения при термическом расширении теплоносителя.
15. Решение сопряженных задач геомеханики и гидро-газодинамики.
16. Моделирование динамического взаимодействия между элементами шахтного подъемного комплекса.
17. Расчет устойчивости горных выработок с использованием нейронных сетей.
18. Моделирование гидродинамических процессов при исследовании капиллярно-пористых материалов.
19. Восстановление методами машинного обучения локальных характеристик турбулентного потока вязкой жидкости.
20. Влияние вихрегенераторов в турбулетном пограничном слое на локальное трение и перенос.
21. Энергетические спектры пульсаций скорости в развитом турбулентном пограничном слое.
22. Оценка предельных состояний подземных выработок с использованием технологий компьютерного моделирования.
23. Моделирование распада струи при истечении из сопла диаметром 1 мм под давлением ниже 10 бар.
24. Алгоритмы и программное обеспечение моделирования процессов нефтедобычи.
25. Разработка системы управления для сферического робота.
26. Удар по плавающей пластине.