За прошедшие 50 лет на кафедре утвердились и устойчиво развиваются сначала в рамках НИГ ОМД, а затем НИЛ-37 (научный руководитель д.т. н., профессор Ф. В. Гречников, заведую­щая лабораторией И.В. Осиновская) следующие научные направления.

·             Теоретическое и эксперимен­тальное исследование пластическо­го деформирования анизотропных сред (научный руководитель: член-кор. РАН, проф. Ф.В. Гречников).

Основой этого направления является разработанный Ю.М. Арышенским и И. И. Калужским вариант теории пластичности анизотропных сред, позволивший при участии В.И. Мордасова, Ф.В. Гречникова, М.Г. Лосева и В.Ю. Арышенского создать математические модели влияния анизотропии на технологические параметры процессов вытяжки, гибки, об­тяжки, формовки, вырубки-пробивки листовых материалов, обжима и раздачи труб.

Дальнейший анализ влияния анизотропии на процессы деформирования позволил профессору Ф.В. Гречникову установить значения её показателей, повышающих предельное формоизменение ли­стовых заготовок. Затем на основе полученных моделей взаимосвязи характеристик анизотро­пии с параметрами тек­стуры и упругими кон­стантами кристаллов разработана совместно с к.ф.-м.н. В. М. Зайце­вым и И.В. Осиновской методика расчета соста­ва текстуры и технологи­ческие режимы прокатки и термообработки, обеспечивающие полу­чение в листах требуемой степени анизотро­пии свойств.

Это позволило наряду с экономией металла и электроэнергии при прокатке листов снизить на 12% расход металла при вытяжке новых листовых заготовок, уменьшить разнотолщинность стенок изделий на 40% по высоте и на 75% по периметру, увеличить на 15% предельную степень вытяжки и высоту детали, устранить фестонообразование.

Результаты исследований использованы при совершенствовании технологических процессов листовой штамповки на самарских металлургическом и авиационном заводах, НПО "Энергия" и др. С 1993 г. исследования по данному направлению активно развиваются в рамках федеральной научно-технической программы "Наукоемкие Технологии" и межвузовской научно-технической программы "Университеты Рос­сии".

По результатам выполненных исследований защищены 3 докторс­ких и 15 кандидатских диссертаций, получено 26 патентов РФ на изоб­ретения, опубликовано свыше 350 статей и издано 12 монографий, в том числе 2 - в издательстве "Машиностроение" и 3 - в издательстве "Металлургия".

По результатам выполненных комплексных исследований этого направления Ф.В. Гречникову и В. И. Мордасову присуждена премия Ленинского комсомола (1981 г.) и премия Минвуза СССР (1986 г.), а в 2004 г. член-кор. РАН проф. Ф.В. Гречникову присуждена Государственная премия РФ.

В рамках данного направления профессором Ю. М. Арышенским, доцентами В. Ю. Ненашевым, А. Ю. Матвеевым и М. В. Хардиным активно разрабатываются способы и методы расчета пара­метров технологических процессов стесненного изгиба металлических композици-онных материалов, обладающих, как известно, конструк­тивной анизотропией свойств.

 

·        Проектирование технологических процессов с учетом направленного изменения толщины заготовки в формообразующих опе­рациях листовой штамповки (научный руководитель - д.т.н., про­фессор И.П. Попов).

Широкое распространение детали с заданной толщиной стенки на­шли, в первую очередь, при производстве летательных аппаратов (об­шивки, камеры сгорания, форсунки, емкости высокого давления и т.д.).

В рамках данного направления разработана методика проектиро­вания технологических процессов деталей с толщиной стенки, близ­кой к заданной. В первую очередь, она основана на выборе способов формоизменения, их сочетания. Работа в этом направлении привела к созданию значительного количества новых способов штамповки и уст­ройств, для их осуществления, многие из которых внедрены в произ­водство. Во вторую очередь, методика предусматривает расчет техно­логических параметров, как параметров минимизации функционала между заданной и технологически возможной толщинами.

Результаты аналитических исследований данного направления нашли применение при разработке автоматизированных процессов формообразования крупногабаритных несущих оболочек из листа и деталей из профилей методом обтяжки, при производстве таких самолетов, как Ан-22 ("Антей"), Ил-86, самолета Ан-400 ("Руслан").

Ученые, к.т.н., доцент В.П. Чистяков, д.т.н., проф. В.А. Михеев, ст. инженер М.И. Хасьянов, разработали и внедрили в производство шесть новых технологических процессов обтяжки. Впервые изготовлены крупногабаритные оболочки сложной формы, имеющие геометрический коэффициент 1,25…1,35, а также обшивки из титана. Новые разработ­ки оснащены десятью вариантами систем автоматизации и автоуправ­ления для обтяжных прессов типа ОП, РО и ПГР.

По данному направлению защищены две докторские и четыре кандидатские диссертации, опубликовано более 100 статей, получено 35 патентов на изобретения. Результаты работы демонстрировались на ВДНХ СССР и отмечены серебряной и бронзовой медалями.

В 1981 г. за вклад в решение ряда вопросов по рассматриваемому научному направлению к.т. н., доценту В. Д. Маслову присуждена премия Ленинского комсомола.

·        Разработка процессов производства профилей и труб с продольным и винто­вым оребрением (научные руководители: д.т. н., проф. Ю.С. Старостин (до 1989 г.) и д.т.н., проф. В.Р. Каргин).

Над разработкой и освое­нием технологии и производ­ства новых видов труб и про­филей сложной формы, позво­ляющих резко увеличить эффективность теплообменников, работают к.т.н., доценты Ю.С. Горшков, Г. В. Чертков и со­трудники Самарского метал­лургического завода.

Разработки ноу-хау соста­вили основу технологий по по­лучению многоканальных медно-алюминиевых, двух- и трех­слойных, винтообразных, ребристых труб.

Новые технологии демонстрировались на международных выстав­ках в США, Германии, Франции и запатентованы в США, Англии и Италии.

Результаты работ обобщены в четырех монографиях, вышедших в издательстве "Металлургия" и защищены пятидесятью патентами РФ на изобретение.

По данному направлению защищены две докторские и четыре кандидатские диссертации.

Разработанные технологические процессы стали основой для построенного в 1989 г. в Молдавии (г. Страшены) завода по производству многоканальных труб с годовым выпуском 2175 тонн.

·        Исследование локализованного упруго-пластического деформирования и разработка технологических процессов образования соединений и плакирования изделий (научный руководитель д. т.н., профессор С.И. Козий).

С.И. Козий более тридцати лет развивает научные исследования по двум следующим направлениям:

1) локализация упруго-пластических деформаций в технологических операциях образования соединений, где:

- разработаны принципы проектирования механических точечных соединений, решены задачи о внедрении пуансона в полупространство из жестко-пластического материала, имеющего глухое отверстие, и на их основе создано более тридцати конструкций соединений и 45 технологических процессов, позволяющих получать повышенные характеристики прочности и жесткости изделий при минимальном весе силовой точки;

- впервые решены задачи о диссипации механической энергии в оча­ге деформации при формировании цилиндрических поверхностей мето­дом подвижных источников;

- разработаны техническая документация, содержащая два отрасле­вых стандарта, ряд производственных инструкций  типа ЗЗУ и на их осно­ве блок директивных технологических процессов внедренных в произ­водство;

- впервые на базе аналитических исследований локализо­ванного формоизменения пред­ложены технологические процес­сы формирования кольцевых утолщений на поверхности трубы, разработан принципиально новый механизм закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов. Предложе­но более двадцати вариантов новых сборок труб с трубными решетками;

- изготовлены производ­ственные комплексы для полу­чения профилированных законцовок труб (в том числе биметаллических), обеспечивающие высокую производительность. Это позволяет на каждом из трубных пучков теплообменного аппарата получать экономию до 100 тыс. руб.

Результаты проводимых исследований внедрены в ЦСКБ, ВФ "Энергия", НПО имени Лавочкина,  на Новокуйбышеском ремонтномеханическом заводе НК "РОСНЕФТЬ", отмечены двумя серебряными и одной бронзовой медалями ВДНХ СССР, послужили материалом для 300 публикаций, в том числе пятнадцать из них сделаны совместно со студентами; выполнено шесть кандидатских и одна докторская дис­сертация; обеспечен значительный экономический эффект; коллектив ученых во главе с проф. С.И. Козий стал лауреатом премии имени первого вице-президента НЦ "ЮКОС В.Ф. 3eнкина и удостоен первой премии областного конкурса НТО МАШпром. В 2001 г. коллектив удостоен Губернской премии в области науки и техники.

2) разработка и исследование технологического процесса горячего прессования труб из алюминиевых сплавов с плакированной рабочей поверхностью. Здесь:

- совмещен процесс сборки составной заготовки с процессом подготовки контактирующих поверхностей для образования твердофазно­го соединения посредством локальной раздачи на границе плакирую­щего материала с плакируемым;

- предложено осуществлять разогрев очага деформации и горячее прессование составных заготовок приложением деформирующего уси­лия первоначально только к заготовке из плакируемого материала.

 

Материальной базой проведения научных экспериментов являются универсальная испытательная машина ЦДМУ -30, испытательная машина FS 150 АХ «Testometric», гидравлические и кривошипные прессы усилием от 6,3 кН до 2500 кН, волочильный стан, молот, универсальный микроскоп ИМЦЛ 100*50А, портативный функциональный твердомер ТН-160, печи плавильная ПП20 (А1) и лабораторная ПЛ 5/12,5, стан холодной прокатки «КВАРТО» и контактный толщиномер фирмы «Vollmer». Перечисленное оборудование позволяет проводить научно - исследовательские работы и отрабатывать технологические процессы как в условиях, близких к промышленным, так и на моделях. Достоверность полученных результатов исследований обеспечивается с помощью различных приборов механического и электрического типа, электронной и оптической аппаратуры (твердомеров, индикаторов, микроскопов и т.п.).

Опираясь на материальную базу и высокий научный потенциал сотрудников (четыре доктора, шесть кандидатов наук) лаборатория решает теоретические, технологические и конструкторские задачи в рамках хоздоговорных и госбюджетных работ.
 

 

Научно - исследовательская работа в НИЛ-37 проводится совместно с Волжским филиалом Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук по договорам с такими предприятиями, как Новокуйбышевский ремонтно-механический завод (ООО "РМЗ"), Кумертауское авиационное промышленное предприятие (КуАПП), ЗАО «Авиастар-СП», ОАО «АВИАКОР-Авиационный завод», ОАО «Моторо-строитель», ОАО «Волгабурмаш», ОАО «Завод авиационных подшипников».

 

Больших успехов НИЛ 37 достигла в исследовании и отработке техно-логических процессов получения высокоресурсных соединительных элемен-тов трубопроводов различного назначения (отводы и тройники). Для отработ-ки данных технологических процессов широко используется компьютерное моделирование в программных продуктах ANSYS/LS-DYNA.

Госбюджетные научные исследования выполняются в рамках программ:

·        «Базовое финансирование» (единый заказ-наряд);

·        Грант Президента для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ Российской Федерации;

·        Федеральная целевая научно-техническая программа «Исследования и разработки по приоритетному направлению «Индустрия наносистем и материалы»

Значительный вклад в работу лаборатории, организации ее деятельности вносят заведующая лабораторией И.В. Осиновская, инженеры Г.М. Носова, В.Н. Стрыгин, В.М. Чуриков, Я.А. Ерисов и другие.

По результатам проведенных научно-исследовательских работ:

·        издано более 20 монографий;

·        опубликовано более 900 статей в центральной печати;

·        получено около 400 авторских свидетельств на изобретения и полезные модели.

С 1989 г. на кафедре открывается новое научное направление - разработка и исследование специальных методов листовой штамповки с использованием статических и динамических нагрузок, традиционных и нетрадиционных источников нагружения; создание оборудования и технологического оснащения для их реализации, сначала в рамках научно-исследовательской группы, а затем научно-исследовательской лаборатории НИЛ-41.

Научный руководитель лаборатории - Глущенков Владимир Александрович, лауреат премии Совета Министров СССР, Губернской премии в области науки и техники, конкурса Послы Самарского региона, член международных обществ США, Дании, Финляндии. Президент международной ассоциации МИОМ, награжден: орденом «Де Шевалье», Бельгия.

На базе НИЛ-41 функционируют:

·        Центр магнитно-импульсной обработки материалов (Центр МИОМ). Центр МИОМ создан благодаря поддержке Правительств РФ, Самарской области, Американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF);

·        Международная ассоциация (МА) научно - технических работников, занимающихся разработкой, исследованием и внедрением в промышленность процессов МИОМ - правопреемник секции МИОМ Научного Совета ГКНТ СССР. МА МИОМ объединяет представителей 59 организаций из 10 стран мира.

В научно-технической деятельности НИЛ-41 тесно взаимодействует: с Волжским филиалом института металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН. Количество штатных сотрудников в лаборатории 15-20 человек, совместителей - 10-18, в т.ч. студентов старших курсов - 5-10.

Лаборатория оснащена уникальными по своим возможностям современным оборудованием и приборами для измерения быстропротекающих процессов.

 

Разработки НИЛ-41 доводятся до промышленной реализации. На ряде предприятий создаются производственные участки «под ключ» под освоение новых технологий, налаживается выпуск продукции более высокого качества и надежности с меньшими трудовыми и материальными затратами.

На основании теоретических и экспериментальных исследований в лаборатории разрабатываются новые технологические процессы ОМД в т.ч. гибридные. Это технологические процессы резки, формовки, калибровки, сборки, сварки, заковки, обтяжки и др., осуществляемые импульсным полем в оригинальных инструментальных штампах. Развиваются так же исследования процессов штамповки с использованием эластичных сред, сборка с использованием давильно-раскатных работ, поисковые работы по воздействию импульсного магнитного поля на твердый и жидкий металл.

Технологические процессы, разработанные сотрудниками лаборатории, внедрены на многих авиакосмических предприятиях, в судо- и автомобилестроении, в электротехнике, в нефтяной промышленности, при производстве медицинской техники и товаров народного потребления.

Для реализации новых технологий разрабатывается и изготавливается специальное оборудование (магнитно-импульсные установки), оснастка, инструмент, поставляемые в т.ч. на экспорт в Италию, Германию, Финляндию, Китай.

Международная научная деятельность НИЛ-41 выполняется в рамках заключенных долгосрочных соглашений о научно-техническом сотрудничестве с университетом штата Огайо (США), с фирмой РСТ products (Германия), с фирмой Cordin Co Inc (США), с ракетно-космической корпорацией «Столица» (КНР), с фирмой ICAR, Италия. С целью обмена опытом и знакомства с разработками НИЛ-41 лабораторию посетили представители Китая, Японии, Южной Кореи, США, Финляндии, Дании, Италии, Израиля

Приоритет разработок лаборатории защищен 88 авторскими свидетельствами и патентами России. Опубликовано свыше 150 статей в научно-технических журналах, сделаны научные доклады на 43 Международных конференциях в том числе: Машиностроительные технологии - 1990,  2001 (Болгария), Франция, 2000, Thermal Stresses, IC&M-97 (Япония), Технология металлообработки - 1998, 2005 (Минск, Беларусь), ПНИАТ-50 – 2007 (Китай).

Лаборатория представляла свои научные разработки на 23 отечественных и международных выставках в том числе: Advanced Materials ft Engineering Exhibition, Осака, Япония, 1998; Высокие технологии России, Цюрих, Швейцария, 1998; Двигатель-2006, Москва; Научно-промышленная выставка достижений Поволжского региона, Самара, 2000; 1-я  окружная ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов, Нижний Новгород, 2003; Ярмарка высоких технологий, Китай, 2004; Высокие технологии, Сан-Пауло, Бразилия, 2004; Всемирный салон инноваций , Эврика-2005, Брюссель, Бельгия; Международный Салон инноваций, Женева, Швейцария, 2008; Международный салон инноваций и инвестиций, Москва, 2008.

Представляемые на выставке экспонаты лаборатории награждены медалями и дипломами:

 

Ежегодно по научной тематике НИЛ-41 выполняется 4-6 дипломных проекта. Высокий уровень проектов  отмечает  государственная аттестаци-онная комиссия. Реальные дипломные проекты награждены дипломами и грамотами, являются основой докладов, представленных на Королевских и Гагаринских чтениях, студенческих конференциях СГАУ.

        

Успехи лаборатории – это долголетний кропотливый совместный труд ее сотрудников: Е.М. Балыковой, А.Н. Безрукого, А.Е. Бурмистрова, С.Б. Гербера, А.Е. Егорова, Ю.А. Егорова, А.Ю. Иголкина, Г.З. Исаровича, В.Ф. Карпухина, И.С. Ксенофонтова, В.С. Макарова, В.Т. Михеева, Ю.А. Москалева, Ю.М. Овчинникова, Т.В. Парталохи, В.И. Песоцкого, Т.В. Савинковой, С.Г. Симагиной, С.А. Стукалова, Л.И. Устиновой, В.Н. Хорошева, Г.А. Файнштейн, Л.Ф. Фомичевой, В.Г. Чураковой, А.С. Шестакова, А.А. Шумилова, Р.Ю. Юсупова. Это и большая научно-техническая помощь коллег из НИИ, КБ вузов, промышленных предприятий.