Ви є тут

Наукова школа механіків КПІ


Колектив КПІ. Наукова школа механіків КПІ, 1958

Започаткування наукової школи механіків безпосередньо пов'язано зі створенням у Київській політехніці кафедри опору матеріалів. Видатний учений-механік та організатор інженерної освіти, перший ректор КПІ заслужений професор Віктор Львович Кирпичов уперше обґрунтував необхідність докорінного реформування системи вищої інженерної освіти відповідно до нагальних потреб промисловості та переходу науки механіки (як основи розвитку техніки) у новий “фізико-технічний” період свого розвитку.

В.Л.Кирпичов вважав, що у майбутнього інженера теоретичні знання мають були гармонійно поєднані з практичними вміннями та навичками. Для цього було запропоновано систематичне викладання експериментальних методів дослідження матеріалів та машин. За короткий термін на механічному відділенні КПІ було створено одну з перших спеціалізованих механічних лабораторій з випробування конструкційних матеріалів (металів і сплавів, деревини та будівельних матеріалів) з сучасним на той час обладнанням.

До КПІ було запрошено багато талановитих учених, у тому числі з різних університетів колишньої Російської імперії. Серед них були і механіки – фахівець з будівництва мостів професор Євген Оскарович Патон та фахівець з механіки матеріалів та конструкцій професор Степан Прокопович Тимошенко. Саме вони на практиці реалізували ідеї В.Л. Кирпичова та заклали підвалини наукової школи механіків в Україні.

Після від'їзду В.Л.Кирпичова в 1903 р. до Петербурга яскравим етапом розвитку механіки деформівного твердого тіла в КПІ стали роки завідування кафедрою опору матеріалів (1906-1908) професором С.П. Тимошенком, який став пізніше всесвітньо відомим ученим-механіком, академіком академій наук багатьох країн, серед них УРСР та СРСР. Всього на кафедрі опору матеріалів КПІ він працював професором з 1906 по 1920 рр. з перервою 1911-1917 рр. У 1911 р. С.П.Тимошенко видав підручник з опору матеріалів, який пізніше неодноразово перевидавався в нашій країні, а також багатьма мовами світу (витримав 11 видань). На сьогодні нема жодного технічного університету у світі, в бібліотеках якого не було б підручників Степана Прокоповича з механіки матеріалів, теорії пружності та теорії коливань. Їх кількість (з перевиданням) складає 92.

С.П.Тимошенко виконував велику організаційну роботу. З 1909 по 1911 рр. він був деканом механічного та інженерного відділень. У 1918 році брав активну участь у роботі комісії В.І.Вернадського з розроблення законопроекту щодо заснування Української академії наук. У 1919 році Степан Прокопович став одним із перших академіків Української АН і першим директором створеного з його ініціативи Інституту технічної механіки (нині Інститут механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України).

Слід відзначити велику наукову та освітянську співпрацю С.П. Тимошенка із засновником та завідувачем кафедри мостів Є.О.Патоном. Саме в механічній лабораторії кафедри опору матеріалів проводились сертифікаційні випробування всіх металевих та дерев'яних елементів конструкцій мостів, які проектувались під керівництвом Є.О.Патона.

З 1911 по 1913 рр. кафедру опору матеріалів КПІ очолював професор М.А. Воропаєв, який вперше у світі провів різноманітні дослідження втоми чавунів. Результати цих досліджень не втратили свого наукового значення і сьогодні.

Важливим етапом у розвитку досліджень з основних проблем міцності в КПІ (статика та динаміка конструкцій споруд), а також у підготовці інженерних та наукових кадрів у галузі механіки деформівного твердого тіла був період керівництва кафедрою опору матеріалів (з 1914 по 1932 рр.) професором, академіком АН УРСР (1926 р.) К.К. Симінським. Поряд із педагогічною і науковою діяльністю К.К.Симінський проводив велику організаторську роботу. Обіймаючи у 1920-1921рр. посади декана інженерно-будівельного факультету, проректора з навчальної роботи (1924-1926 рр.) КПІ та члена Державного науково-методичного комітету УРСР, він брав активну участь у реорганізації вищої школи, загальній реформі інституту.

Під керівництвом К.К. Симінського та за участю професорів кафедри, відомих учених у галузі механіки матеріалів і інженерних конструкцій М.М. Давиденкова (академіка АН УРСР з 1939 р.) та Ф.П. Бєлянкіна (академіка АН УРСР з 1948 р.) було налагоджено та розширено зв'язки з промисловістю та науково-дослідними організаціями. Механічна лабораторія кафедри опору матеріалів стала центральною станцією з випробування матеріалів і обслуговувала Україну та деякі інші республіки СРСР. Починаючи з 1921 р., у зв'язку із призначенням К.К.Симінського на посаду директора Інституту технічної механіки АН УРСР (1921-1932), наукова робота на кафедрі тісно пов'язується з науковою діяльністю цього інституту.

Вихованцем кафедри був всесвітньо відомий засновник наукового напряму з циклічної та термоциклічної міцності сучасного машинобудування, зокрема авіаційного моторобудування, руйнування та довговічності інженерних конструкцій, С.В.Серенсен – випускник 1926 р. На кафедрі він пройшов шлях від лаборанта до професора, завідувача кафедри (1931 р.). З 1932 по 1940 рр. С.В.Серенсен працював директором Інституту будівельної механіки АН УРСР та начальником кафедри літакобудування в Київському авіаційному інституті (1933-1941 рр.). У 1939 р. він був обраний академіком АН УРСР.

На початку 40-х років минулого століття під керівництвом професора Ф.П. Бєлянкіна (випускника 1922 р. механічного ф-ту КПІ) в лабораторії кафедри опору матеріалів були продовжені дослідження міцності дерев'яних конструкцій, гранітів і кам'яних гірських порід України, які були розпочаті свого часу К.К. Симінським, а також значно розширено роботу з надання допомоги промисловості й галузі випробування матеріалів, деталей та інженерних конструкцій. У передвоєнні роки в КПІ проводилися дослідження міцності в енергомашинобудуванні, результати яких було захищено у вигляді низки кандидатських дисертацій, у тому числі аспірантами А.Д. Коваленком “Дослідження напружень в колесах турбомашин” (1938 р.) та Г.С. Писаренком “Визначення прогинів і напружень в роз'ємних елементах парових турбін” (лютий 1941 р.). Обидва вони стали згодом академіками АН УРСР.

У зв'язку з окупацією Києва багатьох викладачів кафедри було евакуйовано разом з АН України до Уфи. Після повернення КПІ з евакуації кафедру опору матеріалів очолив член-кор. АН УРСР Ф.П. Бєлянкін (академік АН УРСР з 1948 р.). Одночасно з керівництвом кафедрою (1944-1952 рр.) він був директором Інституту механіки АН УРСР (1944-1958 рр.), читав лекційні курси “Опір матеріалів” та “Теорія пружності”.

З перших днів роботи кафедри у повоєнний період її, на той час нечисленний, колектив одночасно з педагогічною діяльністю взявся до активної наукової роботи. Уже наприкінці 1945 р. А.Д. Коваленко захистив докторську дисертацію “Розтяг і згин дисків симетричного та несиметричного профілів”. Того ж року було захищено дисертацію М.М.Афанасьєвим “Статистична теорія міцності”.

У 1952–1959 та 1961–1984 рр. кафедрою завідував професор Г.С. Писаренко. З 32 років завідування кафедрою 26 він працював за сумісництвом, маючи основну роботу в АН УРСР – як директор Інституту проблем міцності (1966-1988рр.), головний учений секретар Президії (1962-1966 рр.), перший віце-президент АН УРСР (1970-1978 рр.). З 1959 по 1961 рр. кафедрою опору матеріалів КПІ завідував проф. В.В. Хільчевський.

Г.С.Писаренко значно розширив науково-дослідну роботу кафедри з актуальних проблем, які мали велике наукове і практичне значення у зв'язку з розвитком нової техніки і стосувалися теорії коливань пружних систем із урахуванням розсіяння енергії в матеріалі, міцності широкого спектру конструкційних матеріалів і деталей машин за високих температур.

Керуючи кафедрою, проф. Г.С.Писаренко багато зробив для розвитку творчого співробітництва кафедри з науковими інститутами АН УРСР, залучаючи провідних учених з АН УРСР до роботи на кафедрі за сумісництвом, проводячи наукові семінари за участю вчених з інших ВНЗ України та Академії наук, використовуючи експериментальну базу не тільки кафедри, але й Академії наук при підготовці наукових кадрів.

Із завдань, які Г.С.Писаренко ставив перед собою, головним він вважав підготовку висококваліфікованих науково-педагогічних кадрів. Він дбав про вдосконалення викладання курсу опору матеріалів; підготовку підручників з опору матеріалів та навчальних посібників, насамперед з лабораторних занять, як необхідної умови підвищення рівня засвоєння навчального матеріалу студентами; докладав зусиль до залучення до роботи на кафедрі талановитої молоді. Із підготовлених ним 175 кандидатів наук аспірантуру по кафедрі опору матеріалів КПІ успішно закінчили 69.

У шістдесяті роки подальшого розвитку на кафедрі набули актуальні дослідження міцності та довговічності жароміцних матеріалів, результати яких було впроваджено в конструкторські розробки ряду підприємств і організацій авіакосмічного комплексу колишнього СРСР. Цими дослідженнями керував учень академіка Г.С.Писаренка проф. Микола Степанович Можаровськи, який у 1984 р. очолив кафедру.

Особливістю школи, яка розвивалась з початку заснування кафедри опору матеріалів КПІ, є тісний зв'язок з життям, прагнення вирішувати актуальні завдання, які продиктовані практикою. Всі дисертаційні роботи завжди виконувались згідно з тематичним планом наукових робіт, підпорядкованим вирішенню актуальних проблем машинобудівного комплексу колишнього СРСР.

Особливо великого значення протягом останніх 50 років на кафедрі опору матеріалів набули дослідження в галузі вивчення міцності матеріалів і елементів конструкцій в екстремальних умовах термосилового навантаження відповідно до реального стану високонапружених конструктивних елементів нової техніки. Результати цих досліджень відображено в 12 монографіях та 5 довідниках, серед яких слід відзначити монографію “Міцність матеріалів за високих температур”, видану в 1966 р. під редакцією академіка Г.С.Писаренка, яка в 1969 р. була перевидана англійською мовою в США. За цю монографію колектив авторів у 1969 р. отримав Державну премію УРСР.

У 1980 р. під редакцією Г.С.Писаренка вийшла друга узагальнююча двотомна монографія “Міцність матеріалів і елементів конструкцій в екстремальних умовах”, підготовлена колективом авторів з Інституту проблем міцності АН УРСР і кафедри опору матеріалів. Цю монографію, що не має аналогів у світовій літературі, у 1982 р. було відзначено Державною премією СРСР.

Співробітниками кафедри Г.С.Писаренком, В.А.Агарєвим, О.Л.Квіткою, В.Г.Попковим і Е.С.Уманським було написано декілька підручників, у тому числі повний курс для механічних спеціальностей, уперше виданий в 1963 р. під назвою “Опір матеріалів” і допущений Мінвузом України як підручник для студентів механічних і машинобудівних вузів. Цей підручник перевидавався у 1967, 1973, 1979, 1986 та 1993 рр. Останні три видання було допущено Мінвузом СРСР як підручник для студентів машинобудівних навчальних закладів колишнього Радянського Союзу.

Школа механіків Київського політехнічного інституту отримала визнання не тільки в нашій країні, але й далеко за її межами, про що, зокрема, свідчать переклади низки праць співробітників кафедри англійською, польською, французькою, іспанською, португальською, румунською та чеською мовами.

Сидять (зліва направо) проф. Василенко Н.В., проф. Можаровський М.С., академік АН УРСР Писаренко Г.С., член.-кор. АН УРСР Матвєєв В.В. Стоять проф. А.Є.Бабенко, член.-кор. АН УРСР А.Я.Красовський, академік АН УРСР В.Т.Трощенко, академік АН УРСР А.О.Лебедєв.Важливим етапом розвитку школи механіків КПІ стало відкриття в 1970 р. на кафедрі опору матеріалів спеціальності “Динаміка і міцність машин”. Необхідність запровадження такої спеціальності була викликана потребами як інститутів АН УРСР (таких як Інститут проблем міцності, Інститут механіки, Інститут надтвердих матеріалів, Інститут проблем матеріалознавства, Інститут електрозварювання ім. Є.О.Патона), так і великих машино-, авіа- і суднобудівних підприємств України. Ускладнення на сучасному рівні конструкторських завдань на стадії проектування виробів нової техніки викликало гостру потребу у вирішенні проблем міцності. Це вимагає від фахівців використання спеціального складного математичного апарату та вміння проводити експериментальні дослідження міцності деталей машин і конструктивних елементів, які працюють в екстремальних умовах. Виходячи з цього, в основу підготовки таких фахівців було покладено глибоку математичну підготовку на рівні механіко-математичних факультетів класичних університетів, але з прикладним ухилом. Випускники названої спеціальності повинні вміти доводити результати математичних розрахунків до інженерного застосування, розробляти відповідні математичні моделі та володіти сучасними обчислювальними комплексами. Водночас вони повинні мати поглиблену фахову підготовку в галузі експериментальних досліджень.

На сьогодні з названої спеціальності підготовлено близько 1000 фахівців, з них 15 захистили докторські та понад 110 – кандидатські дисертації.

Зміцненню позицій Київської школи механіків сприяли також наукові семінари та конференції з різних питань міцності, що проводяться кафедрою спільно з ІПМ ім. Г.С.Писаренка НАН України.

Зауважимо, що на кафедрі ДММ та ОМ НТУУ “КПІ” зросла та працювала чудова плеяда вчених-механіків, кожен з яких своїми оригінальними науковими дослідженнями залишив помітний слід у відповідній галузі механіки твердого деформівного тіла, а їхні заслуги було відзначено науковою громадськістю. Про це свідчить, зокрема, обрання багатьох з них членами академій наук.

До таких учених належать академіки АН СРСР, АН УРСР, НАН України, Російської академії наук: О.М. Динник, С.П. Тимошенко, академіки АН України Ф.П. Бєлянкін, М.М. Давиденков, А.Д. Коваленко, М.В. Корноухов, К.К. Симінський, А.О. Лебедєв, Є.О. Патон, С.В. Серенсен, Г.П. Сухомел, В.Т. Трощенко, М.В.Новіков; члени-кореспонденти АН України: В.Н. Горбунов, І.Я. Штаєрман, В.В. Матвєєв, В.О. Стрижало та А.Я. Красовський.

Сьогодні на кафедрі працює 5 лауреатів Державних премій в галузі науки і техніки СРСР, УРСР та України – професори М.І. Бобир, А.О. Лебедєв, Б.І. Ковальчук, В.О. Стрижало та доц. В.П. Ламашевський.

У 1989 р. завідувачем кафедри динаміки і міцності машин та опору матеріалів було обрано д.т.н., проф. Є.О. Антипова. Протягом усього часу його перебування на цій посаді кафедра продовжувала наукову роботу в традиційних для неї наукових напрямах.

З 1994 р. започатковано нові напрями науково-дослідних робіт кафедри, які дають змогу в сучасних складних умовах зберегти той високий науковий потенціал, який було накопичено його попередниками. На кафедрі відновлено сертифікаційні випробування широкого кола конструкційних матеріалів та елементів конструкцій виробів нової техніки в акредитованому Держспоживстандартом України науково-дослідному центрі “Надійність”. Це дало змогу обновити матеріально-технічну базу кафедри та залучити студентську молодь до виконання реальних науково-дослідних робіт.

Останнім часом на кафедрі розвиваються нові наукові напрямки, зокрема біомеханічний напрямок з розробки розрахункових комп'ютерних моделей та методів розрахунку напружено-деформованого стану (на основі дослідження механічних властивостей кісткових тканин) біомедичних конструкцій людини з метою вдосконалення діагностики пошкоджень та підвищення ефективності остеосинтезу при хірургічному лікуванні складних переломів. Дослідження проводяться спільно з Національним медичним університетом ім. О.О.Богомольця та Українською військово-медичною академією.

Другим перспективним науковим напрямком є розробка методів визначення та оптимізації параметрів поля руйнування вісесиметричних конструкцій, які навантажені внутрішнім імпульсним тиском. Ці роботи ведуться спільно з ВО “Південний машинобудівний завод ім. О.М.Макарова” та Національною академією оборони України.

На сьогодні випускова кафедра динаміки та міцності машин і опору матеріалів стала провідною кафедрою з міцності та надійності машин і конструкцій, що забезпечує водночас викладання загального інженерного курсу опору матеріалів студентам багатьох факультетів та інститутів НТУУ “КПІ”.

На завершення потрібно зробити важливий висновок, який випливає з усієї вікової історії розвитку Київської школи механіків. Ця школа завжди розв'язувала актуальні наукові проблеми з підвищення міцності та надійності експлуатаційних параметрів виробів нової техніки машинобудівного комплексу, зокрема: авіаційної, ракетно-космічної, атомної та ін. галузей, які працюють у складних умовах термосилового навантаження. При цьому підготовку висококваліфікованих фахівців-механіків міжнародного рівня в Київській політехніці вона завжди ставила одним із першочергових своїх завдань.

М.І. Бобир, зав. кафедри динаміки і міцності машин та опору матеріалів, д.т.н., проф.

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій