Кафедра опору матеріалів та будівельної механіки

Кафедра опору матеріалів
Тип підрозділу	кафедра
Абревіатура	ОМ
К-сть кандидатів наук	4
К-сть доцентів	3
К-сть докторів наук	3
К-сть професорів	3
Приналежність	Інститут будівництва та інженерії довкілля
Завідувач кафедри	д.т.н., проф. Харченко Євген Валентинович
Розташування (адреса)	79013, Львів, вул.Карпінського 6, 2-й корпус, кім. 321
Сторінка на lp.edu.ua	http://lp.edu.ua/node/63
Власний сайт	http://old.lp.edu.ua/index.php?id=1795

Кафедра опору матеріалів— це навчально-науковий підрозділ Інституту будівництва та інженерії довкілля і одна з найстаріших кафедр Національного університету «Львівська політехніка». Кафедра є загальноосвітньою і здійснює викладання дисциплін «Опір матеріалів», «Теорія пружності, пластичності та повзучості», «Механіка руйнування елементів конструкцій» для студентів Інституту інженерної механіки та транспорту, Інституту будівництва та інженерії довкілля, Інституту енергетики та систем керування, Військового інституту.

Історія кафедри

Викладання опору матеріалів як фундаментальної інженерної дисципліни розпочалося ще в 1871 р. на кафедрі механіки і теорії ґрунтів тодішньої Львівської технічної академії.

Лабораторію опору матеріалів, як один із підрозділів механіко-дослідної станції, організовано в 1898 р. У 1904 році відкрито кафедру технічної механіки, на якій опір матеріалів викладав професор Масимільян Губер (M. Huber) — автор загальновідомої енергетичної теорії міцності матеріалів. У 1908 р. М. Губер очолив кафедру. У 1919 р. кафедра одержала назву другої кафедри механіки. Після переїзду М. Губера до Варшавської політехніки в 1928 р. лекції та лабораторні заняття з опору матеріалів проводив професор Володимир Бужинський (W. Burzyński). В 1934 р. за конкурсом він був обраний завідувачем кафедри технічної механіки, де працював до 1946 р.

Після відновлення у 1944 році роботи Львівського політехнічного інституту кафедрою у різні роки завідували:

• к.т.н., доц. Глоговський Володимир Костянтинович (1944-1946; 1947-1952 р.р.),
• чл. АН УРСР, д.ф.-м.н., проф. Савін Георгій Миколайович (1946-1947 р. р.),
• чл. АН Киргизької РСР, д.ф.-м.н., проф. Леонов Михайло Якович (1953-1956 р.р.),
• к.ф.-м.н., доц. Афендік Леонід Григорович (1956-1964 р. р.),
• к.ф.-м.н., доц. Копейкін Юрій Дмитрович (1964-1965 р. р.),
• к.т.н., проф. Посацький Степан Львович (1965-1971 р. р.),
• д.т.н., проф. Мочернюк Дмитро Юрійович (1971-1993 р. р.),
• к.т.н., доц. Білобран Богдан Степанович (1993-1996 р. р.),
• д.ф.-м.н., проф. Хай Мирослав Васильович (1996-2002 р. р.).

З 2003 р. кафедру очолює д.т.н., проф. Харченко Євген Валентинович.

Адміністративно кафедра опору матеріалів відносилася до інженерно-будівельного факультету (1944-1945 рр.), була загальноінститутською (1945-1946 рр.) та перебувала у складі різних факультетів: механічного (1947-1954 рр.), інженерно-будівельного (1955-1971 рр.), теплотехнічного (1971-1992 рр.), механіко-машинобудівного (1992-2001 рр.), Інституту інженерної механіки та транспорту (2001-2008 рр.), а з 2008 р. входить до складу Інституту будівництва та інженерії довкілля.

У 1975 р. на кафедрі організовано науково-дослідну лабораторію НДЛ-59. Виконано біля 30-ти госпдоговірних робіт за замовленням різних промислових підприємств та організацій: УМН «Дружба», «Львівсільмаш», ПО «Львівтрансгаз», ДК «Укртрансгаз», НВО «Київпромарматура», ВНДІБТ (Москва), НВО «Енергія» (Москва), НИИПИнефтегазстроймаш (Брянськ, Росія) та ін. В останні роки особливо активно розвиваються наукові дослідження на замовлення УМН «Дружба» та УМГ «Львівтрансгаз». Протягом 60-80-х років при кафедрі успішно діяло відділення Студентського проектно-конструкторського бюро (СПКБ) з випробування на міцність елементів машин та конструкцій.

До 1972 р. кафедра забезпечувала вивчення опору матеріалів для всіх інженерних спеціальностей інституту. Після введення у програми дисципліни «Прикладна механіка» викладання коротких курсів опору матеріалів було передано на кафедри теоретичної механіки, деталей машин та приладів точної механіки, що призвело до значного зменшення кількісного складу кафедри опору матеріалів. Поряд з класичним курсом опору матеріалів на кафедрі викладаються основи теорії пружності, пластичності та повзучості, основи теорії руйнування та контактні задачі, чисельні методи розрахунку стрижневих систем. З кінця 70-х років кафедра є опорною з опору матеріалів у Західному регіоні і здійснює координацію організаційної та навчально-методичної роботи у вузах, коледжах та технікумах Волинської, Закарпатської, Івано-Франківської, Львівської, Рівненської, Тернопільської та Чернівецької областей.

У 1976 р. кафедру опору матеріалів разом з її лабораторією перебазовано із головного корпусу у новозбудований ІІ-ий навчальний корпус, де вона знаходиться дотепер.

До важливих науково-методичних здобутків кафедри належить підручник з опору матеріалів проф. С. Л. Посацького (1963 р. і 1973 р.), наукові посібники з теорії пружності доц. Ольхового І. М., з механіки руйнування проф. М. В. Хая, конспект лекцій з теорії пружності французькою мовою доц. Б. С. Білобрана, навчальний посібник «Короткий курс опору матеріалів» доц. І. М. Ольхового, доц. Б.М. Стасюка, доц. В. З. Станкевича, навчальний посібник «Прикладна механіка», проф. В. Т. Павлище, проф. Є. В. Харченка, проф. А. Ф. Барвінського та доц. Ю. Г. Гаршнєва, навчальний посібник «Опір матеріалів» доц. Л. І. Гурняка, доц. Ю. В. Гуцуляка, Т. Б. Юзьківа.

Дослідження в галузі механіки твердого деформівного тіла, динаміки та міцності машин і конструкцій на кафедрі опору матеріалів започаткував відомий вчений М. Губер. Подальші грунтовні дослідження в цьому напрямку повязані з роботами В. Бужинського, Г. М. Савіна, М. Я. Леонова, Л. Г. Афендіка, Ю. Д. Копейкіна, С. Л. Посацького, Д. Ю. Мочернюка, М. В. Хая, які у різні роки завідували кафедрою.

Наукова робота

Одним із наукових напрямків, що активно розвивається на кафедрі, є динаміка та міцність машин і інженерних споруд (науковий керівник — д. т. н., проф. Харченко Є. В.).

Розроблення ефективних методів аналізу динамічних процесів в машинних агрегатах і несівних конструкціях становить актуальну народногосподарську проблему, від розв’язання якої значною мірою залежить міцність, надійність та довговічність машин і інженерних споруд. Особливого значення набуває підвищення точності розрахунку перехідних процесів в машинах на основі застосування континуально-дискретних розрахункових моделей механічних систем і докладного урахування динамічних властивостей привідних двигунів і характеру зміни технологічних навантажень.

Коло наукових інтересів спеціалістів з динаміки та міцності машин охоплює проблеми:

• вібрацій механічних систем з нелінійними властивостями;
• методи аналізу коливальних явищ і хвильових процесів у системах з розподіленими параметрами;
• методи розрахунку нестаціонарних та усталених режимів роботи керованих машинних агрегатів;
• дослідження коливань і стійкості споруд із застосуванням континуально-дискретних розрахункових моделей;
• застосування методів динаміки машин у галузі розрахунку і конструювання технологічного обладнання (підіймально-транспортних машин, бурових установок, обертових печей тощо).

За даним науковим напрямом в останні роки представниками наукової школи захищено 7 кандидатських (Шеремета Р. М., Колесник К. К., Левринець В. М., Савула С. Ф., Ковальчук Р. А., Семчук Л. В., Сокіл М. Б.) і одна докторська (Керницький І. С.) дисертації. Видано 3 монографії, опубліковано понад 200 наукових статей, виконано 5 госпдоговірних і бюджетних тем.

Важливим напрямком наукової діяльності кафедри є пружно-пластичне деформування, міцність та тріщиностійкість масивних тіл, оболонкових та стрижневих систем (науковий керівник проф. д.т.н. Білобран Б. С.).

В останні роки основні наукові дослідження спрямовані на розроблення ефективних методів пружно-пластичного аналізу, оцінки міцності та тріщиностійкості масивних тіл, оболонкових та стрижневих систем як складових розрахункових схем різних машин та конструкцій. Починаючи з 1975 року під керівництвом професора Б. С. Білобрана проводяться науково-дослідні роботи, спрямовані на підвищення експлуатаційної надійності магістральних нафтогазопроводів.

Міжнародні та українські проекти кафедри:

• Грант INTAS № 97-01560 «Дослідження динамічної взаємодії тріщин в тривимірному твердому тілі методом граничних інтегральних рівнянь» спільно з Mecanica de Medios Continues y Teoria de Estructuras, University of Granada та Department of Engineering, Queen Mary & Westfield University London;
• Грант INTAS № YSC 00-4096 для молодих вчених «Інерційні ефекти концентрації напружень при динамічній взаємодії тріщин в тривимірних тілах»;
• Проект науково-технологічного центру в Україні (STCU) № P 110 «Мікромеханіка волоконно підкріплених обмежених та необмежених тіл: ефективні локальні та нелокальні термопружні властивості, коефіцієнти концентрації напружень і краєві ефекти» спільно з Air Force Base Laboratory USA;
• Грант державного фонду фундаментальних досліджень № 10.07. «Розробка методів дослідження динамічних процесів у тривимірних пружних тілах з дефектами типу тріщин і тонких включень». Тематика наукових досліджень доцента М. Войтовича повязана з розробкою методів розрахунку температурних полів та напружено-деформованого стану пластин і оболонок, спряжених через криволінійні стрижні.

У вигляді практичних рекомендацій та інженерно-технічних розробок результати досліджень впроваджено в Управліннях магістральних нафтопроводів «Дружба» на території України, Білорусії та Росії, в АТ «Львівтрансгаз», НИИПИнефтегазстроймаш (Брянськ, Росія).

Міжнародна співпраця.

Кафедра опору матеріалів традиційно співпрацює з багатьма закордонними партнерами. ЇЇ працівники мають творчі зв’язки з навчальними та науковими закладами Німеччини, Польщі, США, Англії, Іспанії.

Спільно з німецькими колегами розроблена теоретично-експериментальна методика оцінки власних частот кузовів автомобілів.

Особливого розвитку набула співпраця з Західно-Саксонською вищою школою м. Цвіккау (Федеративна Республіка Німеччини). З німецької сторони співробітництво очолює завідувач кафедри елементів машин професор Карл-Гайнц Нойман. Саме завдяки його старанням здійснюється пошук джерел фінансування наукових контактів, взаємного стажування викладачів, навчання українських студентів і аспірантів в Німеччині, проходження виробничої практики німецькими студентами в Україні. З боку кафедри опору матеріалів у цьому напрямку активно працюють професор Харченко Є. В. та доцент Стасюк Б. М.

Спільні наукові дослідження механічних кафедр навчальних закладів проводяться з загальних і прикладних проблем динаміки та міцності машин і конструкцій. В останні роки особлива увага приділяється розробленню і впровадження в інженерну практику та в навчальний процес інформаційних технологій розрахунку і проектування. Серед найвагоміших наукових розробок слід відзначити методику і програмне забезпечення для оцінки власних частот і форм коливань кузовів легкових автомобілів, а також комп’ютерні методи розрахунку нестаціонарних процесів в машинних агрегатах з урахуванням динамічних властивостей привідних двигунів і хвильових явищ в довгомірних металоконструкціях. Результати зазначених досліджень становлять практичний інтерес для багатьох провідних фірм Західної Європи і підприємств України, що займаються випуском автомобільної та підіймально-транспортної техніки. Тісне співробітництво Національного університету «Львівська політехніка» і Західно-Саксонської вищої школи у галузі інженерної механіки є реальним внеском в укріплення дружніх стосунків і науково-виробничих зв’язків двох народів.