15.04.01«Машиностроение»
15.04.01_16 «Предиктивная диагностика трения и износа материалов на наноуровне»
Актуальность. «Интеллектуальная Трибология» (Intelligent Tribology) — раздел молодой междисциплинарной науки «Трибология», в которой возможно применение концепции больших массивов данных («Big Data»), то есть та область в которых человечеством накоплен огромный объем экспериментальных данных, пока до конца не поддающихся анализу с помощью только фундаментальных наук: физики, химии, математики...
В России такой областью, богатой эмпирическими данными являются многие отрасли промышленности, особенно — машиностроение. Статистика показывает, что примерно 80-90% отказов машин и оборудования происходит из-за износа узлов деталей машин и механизмов, а также рабочего инструмента. Применение «Интеллектуальных» конструкторско-технологических разработок и концепции больших данных позволяют установить корреляционные зависимости и разработать способы повышения износостойкости деталей машин, механизмов и срока службы оборудования.
В настоящее время предварительное компьютерное и физическое моделирование, диагностика и управление трением, износом, сроком службы машин и оборудования, организация и проведение испытаний, имитирующих их реальные промышленные условия эксплуатации, являются ключевыми задачами для машиностроительных предприятий. Признана нехватка междисциплинарных специалистов - трибологов, способных решать вышеперечисленные задачи.
Программа нацелена на подготовку научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации, обладающих способностью решать следующие машиностроительные и материаловедческие задачи:
- применять современные автоматизированные системы управления трением и изнашиванием материалов, в том числе, наноструктурированных;
- организовывать и проводить испытания узлов трения на полностью автоматизированной машине трения в реальном времени;
- разрабатывать цифровые двойники сложных узлов и механизмов изделий;
- разрабатывать новые методы физического и цифрового моделирования процессов трения и изнашивания; проводить предиктивную диагностику эксплуатационных свойств пар трения материалов;
- выбирать пары контактирующих материалов (в том числе смазочные) с необходимым комплексом физико- механических и триботехнических свойств;
- управлять трением и изнашиванием наноструктурированных материалов и сплавов для повышения ресурса машин и механизмов на основе цифровых баз данных.
Ключевые особенности:
Ключевая особенность. Программа базируется на многолетнем опыте, имеющемся в подразделении по подготовке междисциплинарных специалистов для материаловедения и машиностроения.
Вместе с тем образовательная программа предусматривает создание новых материалов для машин и механизмов с высокой производительностью, долговечностью и надежностью, технологичностью, низкой материалоемкостью и себестоимостью, обладающих конкурентоспособностью на мировом рынке не только в машиностроении, но и в иных областях.
Подготовка специалистов осуществляется в области «Машиностроения» с дополнительными компетенциями из области «Наноструктурированные материалы» для решения материаловедческих задач с помощью предиктивной диагностики эксплуатационных свойств пар трения материалов триботехнического назначения.
Категория профессиональных компетенций. Цифровое управление трением и износом, в том числе, наноструктурированных материалов триботехнического назначения, применяемых в материаловедении и машиностроении.
Варианты обучения:
Заочное
контракт
- Биомиметические и функциональные материалы и поверхности
- Компьютерное моделирование в среде Abaqus, Ansys
- Компьютерное моделирование в среде SolidWorks
- Математическое и цифровое моделирование трения и изнашивания
- Модели и методологии в решении задач по созданию цифровых двойников
- Молекулярно-механическая теория, оцифровка и анализ экспериментальных результатов трибологических исследований
- Основы теории смазки, смазочные материалы и трибодиагностика
- Теоретические основы разработки композиционных материалов триботехнического назначения
- Моделирование процессов трения и износа на наноуровне
- Физико-химические особенности технологических процессов в машиностроении
- Трение и износ при обработке металлов
- Физико-химические процессы при трении и изнашивании (на англ. яз.)
- Специалист по организации и управлению научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами
- Инженер - металловед
- Инженер - технолог
- Инженер - конструктор
- Эксперт по оценке качества машин и оборудования
- Специалист по испытаниям и исследованиям в автомобилестроении
- Специалист в области материаловедческого обеспечения технологического цикла производства объемных нанометаллов, сплавов, композитов на их основе и изделий из них
- Специалист по проектированию, конструированию и инженерному расчету сложных узлов и механизмов изделий из наноструктурированных полимерных и композиционных материалов, нанометаллов и технологической оснастки для их изготовления
- Прогнозирование износа полимерных композитов, разрабатываемых для узлов трения
- Разработка и исследование триботехнических характеристик топлив с противоизносными присадками
- Выбор наплавочных материалов для улучшения триботехнических свойств деталей смесителей
- Исследование свойств соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием
- Применение диоксида циркония для повышения триботехнических свойств изделий
- Исследование разрушения поверхности керамических упорных подшипников при трении без смазки
- Исследование и выбор пластичных смазочных материалов для высоконагруженных узлов трения
- Закономерности трения и изнашивания матери-ала манжет бурового вертлюга
- Подбор материала матрицы полимерного композита для работы в парах трения со сталями с высоким содержанием никеля
- Исследование зависимости износостойкости материала покрытий от его структурно-фазового состояния
- Исследование влияния фуллеренов С60, С70 с разной концентрацией на противоизносные свойства смазочного материала И-20А
- Исследование триботехнических свойств пар трения «сталь - бронза» в модифицированной смазочной среде
- Моделирование вибраций узла нагружения машины трения СМЦ2 при испытаниях пары трения «сталь-бронза»
- Повышение долговечности элементов подъемно-транспортного оборудования
- Моделирование и исследование фрикционного взаимодействия пар трения «колесо – рельса», «колесо – тормозная колодка» при движении поезда
- Повышение работоспособности насосного оборудования
- Повышение износостойкости деталей оборудования пищевой промышленности
- Моделирование влияния линейного кокса на структурные изменения при адгезионном изнашивании политетрафторэтилена
- ФГБУН «Институт проблем машиноведения РАН», Санкт-Петербург
Основные направления научных исследований
Область исследований Института — динамика, прочность и надёжность машин и конструкций, в том числе морских, арктических и подводных, работающих в экстремальных условиях, а также управление сложными системами.
Основные сферы интересов Института — механика, термодинамика и кинетика переходных процессов в наноматериалах и «умных» материалах, фазовые переходы и дефекты структуры, динамика вибрационных, волновых и виброударных процессов, теория и методы процессов управления в сложных физических и технических системах, нано- и микротрибология.
Образовательная деятельность [
ИПМаш РАН в соответствии с лицензией Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки, имеет право на ведение образовательной деятельности. Институт проводит обучение по подготовке научно-педагогических кадров в аспирантуре за счёт бюджетных ассигнований федерального бюджета по направлениям:
- 01.06.01 «Математика и механика».
- 01.02.04 «Механика деформируемого твёрдого тела».
- 01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры».
- 05.02.04 «Трение и износ в машинах».
- 05.11.16. «Информационно-измерительные и управляющие системы в машиностроении».
- 15.06.01 «Машиностроение».
- 27.06.01 «Управление в технических системах».
- ОАО «Красный Октябрь», Санкт-Петербург
СПб ОАО «Красный Октябрь» — российское предприятие, специализирующиеся в производстве, ремонте и обслуживании силовых агрегатов для вертолётов «Миль» и «Камов», коробок самолётных агрегатов (КСА), газотурбинных двигателей и турбостартёров (ГТДЭ и ВК) для самолётов «МиГ» и «Су».
- ООО «РАДА Индастриз», г. Санкт-Петербург
ООО "Рада Индастриз" - Высокотехнологичная производственная компания полного цикла, имеющая возможности как для самостоятельной реализации проекта под ключ, так и для участия в реализации при партнерстве с ответственными компаниями.
Производственный парк Компании включает: высокоскоростное и высокоточное оборудование с ЧПУ; универсальное оборудование для высокоточной токарной и фрезерной обработки, а также сверления; участок термообработки; гидравлический вулканизационный пресс для производства полимерных композиционных материалов.
- ТПК "СИНТЕЗ", г. Ростов на Дону
ТПК СИНТЕЗ, Ростов-на-Дону.
ООО Торгово-промышленная компания «СИНТЕЗ» основана в 2005 году.
ОСНОВНОЙ ВИД ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
разработка, производство и оптовая торговля продуктами нефтехимии для металлообработки, машиностроения и металлургии.
ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ
осуществляется с применением импортного и российского сырья, что в итоге позволяет нам получить качественный конечный продукт по разумной цене и предложить своим клиентам заменить дорогостоящие импортные материалы с серьезной экономической выгодой.
ЦЕЛЬ КОМПАНИИ
создавать современные и качественные продукты нефтехимии для металлообработки, которые конкурируют по качеству с импортными аналогами, замещают их и значительно сокращают затраты, а также повышают качество продукции отечественных производителе
- Технопарк «Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института - РОСОЙЛ»
Общество с ограниченной ответственностью Технопарк «Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института - РОСОЙЛ» (Технопарк "ХТЦ УАИ - РОСОЙЛ"), г..Уфа, основан в 2009 году.
Технопарк «ХТЦ УАИ – РОСОЙЛ» зарегистрирован на основании приказа Министерства промышленности, инвестиционной и инновационной политики Республики Башкортостан от 24.04.2009 г. Управляющая компания технопарка - ООО «Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института (УАИ)» является членом «Ассоциации кластеров и технопарков России».
Целью деятельности технопарка является комплексное решение проблем ускоренной передачи результатов научных исследований в производство и доведение их до потребителя на коммерческой основе, а также подготовка высококвалифицированных научных и производственных кадров.
В коллективах технопарка трудится более 150 сотрудников, в том числе 5 докторов технических наук. В научно-исследовательской деятельности технопарка участвуют преподаватели и студенты УГАТУ, УГНТУ и БашГУ.
Сотрудники технопарка участвуют в преподавательской деятельности УГАТУ. Ведется подготовка аспирантов и докторантов. По результатам выполненных технопарком работ защищены 5 кандидатских и 2 докторских диссертации по специальностям: «Трение и износ в машинах», «Обработка металлов давлением», «Технология машиностроения».
Одним из основных видов деятельности технопарка является разработка, производство и реализация технологических смазочных материалов зарегистрированной торговой марки «Росойл», в том числе: масляных и водосмешиваемых СОЖ, консервационных масел и защитных материалов, канатных смазок, закалочных жидкостей, присадок, масел для промышленного оборудования, смазок для узлов трения, а также специальных сред для металлообработки. В ассортименте выпускаемой технопарком продукции более 150 видов смазочных материалов, при этом около 80% из них разработано для импортозамещения и импортоопережения.
В 2015 году Технопарк стал лауреатом Национального рейтинга российских высокотехнологичных быстроразвивающихся компаний «ТехУспех-2015» и вошел в ТОП-10 инновационных компаний.
- Учреждение образования «Гродненский государственный университет им. Янки Купалы», Гродно, Беларусь
Учреждение образования «Гродненский государственный университет им. Янки Купалы», Гродно, Беларусь
Между учреждением образования «Гродненский государственный университет им. Янки Купалы» и Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого действует договор о сотрудничестве в учебной и научной сферах деятельности. Ведутся совместные научные проекты в которых объединены усилия специалистов в области материаловедения, смазочных композиционных материалов, трибологов, инженерии поверхности, тонкоплёночных систем, трибологии. Подобная коллаборация позволяет провести комплексное исследование как характеристик смазочных материалов, содержащих в своей структуре малослойного, например, графена, так свойства конечных композиционных смазочных материалов (прочностные, триботехнические, теплофизические, антикоррозионные, электрофизические), что не было бы возможно без совмещения усилий различных групп.
Иванова Галина Валерьевна
Руководитель программы
Скотникова Маргарита Александровна
Научный руководитель программы