ВІДДІЛ МЕХАНІКИ ДЕФОРМІВНОГО ТВЕРДОГО ТІЛА

Лабораторія математичних проблем механіки неоднорідних тіл

Осадчук Василь Антонович	Чернуха Юрій Антонович	Чекурін Василь Феодосійович	Постолакі Леся Іванівна

Лабораторію сформовано у 2022 р. на базі відділу математичних проблем механіки неоднорідних тіл. Цей відділ було створено за ініціативи директора Інституту, академіка АН України Ярослава Степановича Підстригача у квітні 1982 року. Завідувачем відділу було призначено доктора фізико-математичних наук, професора Василя Антоновича Осадчука (06.01.1940 р. – 25.07.2011 р.). З липня по жовтень 1998 року завідувачем відділу був доктор фізико-математичних наук Николишин Мирон Михайлович, а з жовтня 1998 р. по квітень 2021 р. посаду завідувача обіймав доктор фізико-математичних наук, професор Чекурін Василь Феодосійович.

В.А. Осадчук закінчив Львівський державний університет ім. І. Франка за спеціальністю механіка у 1962 році. У 1969 р. захистив кандидатську дисертацію, а в 1981 – докторську дисертацію за спеціальністю механіка деформівного твердого тіла. У 1989 р. В.А. Осадчук отримав вчене звання професора. Під керівництвом Василя Антоновича підготовлено і захищено 15 кандидатських і дві докторські дисертації. Він започаткував такі напрямки наукових досліджень: • механіка тонкостінних елементів конструкцій з дефектами та за-лишковими напруженнями; розвиток статичної теорії тривалої міцності скла за статичних навантажень; • теоретично-експериментальні методи визначення залишкових напружень у кусково-однорідних тонкостінних елементах кон-струкцій із використанням методів фотопружності.

У 1998 році Василь Антонович перейшов на посаду завідувача кафедри зварювального виробництва, діагностики та відновлення металоконструкцій Національного університету “Львівська політех-ніка” і продовжував роботу в інституті за сумісництвом як про-відний науковий співробітник.

З 1987 року і аж до передчасної смерті у відділі працював Юрій Антонович Чернуха (08.03.1932 – 18.12.1995) на посаді провідного наукового співробітника – висококваліікований науковець у галузі механіки деформівного твердого тіла.

Ю.А. Чернуха створив уточнену теорію тонкостінних елементів, яка дозволяє описати об’ємний стан тонких елементів у зонах збурень (приконтактні зони, околи включень, області різної зміни навантажень і температур). Ця теорія приводить до системи сингулярно збурених рівнянь із частинними похідними, для яких Юрій Антонович, разом із своїми учнями розробив методи розв’язування крайових задач. Ці дослідження заклали теоретичну основу для прогнозування тривалої міцності і надійності електровакуумних приладів.

З 1992 р. по 2002 р. у відділі працював к.т.н. Анатолій Михайлович Марголін на посаді старшого наукового співробітника.

А.М. Марголін – висококваліфікований спеціаліст у галузі міцності скла та технології електровакуумного виробництва. Працював у СКБ Науково-виробничого об’єднання «Кінескоп» Міністерства електронної промисловості СРСР (м. Львів). А.М. Марголін перейшов на роботу в Інститут із посади завідувача відділу скла СКБ. За його участю у відділі була створена потужна експериментальна база для проведення статистичних випробувань зразків скла на тривалу міцність за статичних навантажень. Разом із Я.С. Під-стригачем та В.А. Осадчуком розробив варіант статистичної теорії тривалої міцності скла. У співавторстві із В.Ф. Чекуріним та В.В. Дяківим розробив нові способи визначення статистичних пара-метрів тривалої міцності гартованого скла за статичних навантажень.

До складу колективу лабораторії теоретично-експериментальних методів механіки, яку тоді очолював В.Ф. Чекурін, входили науковці ІППММ і Львівського державного університету ім. І. Франка. Рішення про створення цієї лабораторії було прийняте Президією Академії наук та Колегією Міністерства вищої та середньої спеціальної освіти УРСР і вона мала статус спільного підрозділу ІППММ та Львівського державного університету. Організація лабораторії та формування тематики її досліджень відбувались під керівництвом та за безпосередньою участю Я.С. Підстригача. Одним із ключових завдань лабораторії було застосування методів сучасної геометрії в механіці та математичному моделюванні, створення на цій основі нових математичних моделей та теоретико-експериментальних методів дослідження фізико-механічних процесів у реальних деформівних структурах.

Наукові дослідження в лабораторії здійснювалися за бюджетною тематикою та господарськими договорами. Були отримані нові результати в галузі оптичної томографії тензорних полів, розроблені алгоритми, програмні засоби та апаратура для відбору даних про напружено-деформований стан об’єктів поляризаційно-оптичними методами.

Прикладні результати досліджень були передані Львівському науково-виробничому об’єднанню «Кінескоп» (визначення залиш-кових напружень в неоднорідних скляних оболонкових елементах електронно-променевих приладів), Львівському ізоляторному заводу (неруйнівний оптичний метод визначення механічної міцності склоізоляторів), Івано-Франківському науково-виробничому об’єднанню «Родон» (оптимальні за температурними напруженнями режими високотемпературної обробки пластин кремнію в мікроелектронному виробництві), іншим зацікавленим організаціям і були впроваджені у виробництво. Важливим здобутком лабораторії було створення досить серйозної експериментальної бази у відділі.

Дослідження, які були започатковані в період існування лабо-раторії, плідно розвиваються й зараз. Лабораторія припинила своє існування у 1996 р. у зв’язку із ліквідацією структурних підрозділів такого типу в системі Академії наук.

На базі відділу було створено філію кафедри «Захист інфор-мації» НУ «Львівська політехніка» (керівником філії до 2020 року був д.ф.-м.н., професор Чекурін В.Ф.). Співробітники філії викла-дали студентам кафедри низку лекційних курсів, зокрема «Основи наукових досліджень», «Методи та засоби захисту інформації в комп’ютерних мережах», «Основи комп’ютерної обробки інфор-мації». На базі відділу проходили стажування викладачів Львівського національного університету ім. Івана Франка та Національного університету «Львівська політехніка», а також науково-виробничу й переддипломну практику студенти цих університетів. Співробітники відділу керували курсовими та дипломними роботами студентів цих та інших вищих навчальних закладів.

У 2022 році у зв’язку реформуванням в інституті відділ мате-матичних проблем механіки неоднорідних тіл був реорганізований у лабораторію при відділі механіки деформівного твердого тіла. З лютого 2022 р. завідувачем лабораторії є кандидат фізико-матема-тичних наук Постолакі Л.І.

Л.І. Постолакі закінчила у 2004 році механіко-математичний факультет Львівського національного університету ім. Івана Франка. З 2004 по 2008 рік заочно навчалася в аспірантурі при Інституті прикладних проблем механіки і математики НАН України під керівкерівництвом професора В.Ф. Чекуріна. У 2010 р. захистила кандидатську дисертацію на тему «Розв’язування прямих та обернених задач теорії пружності для прямокутних областей з використанням варіаційного підходу». Вона є лауреатом премії Президента України для молодих вчених 2015 року за цикл наукових праць «Математичні моделі та методи оцінювання ресурсу трубопроводів». Леся Іванівна проводить наукову роботу у напрямку розроблення та застосування варіаційного методу однорідних розв’язків до розв’язування прямих і обернених задач теорії взаємодії полів різної фізичної природи в деформівних твердих тілах.

Співробітниками лабораторії отримано низку нових результатів, частина яких впроваджена у виробництво. Зокрема, створені математичні основи загальної моментної теорії тонких оболонок з довільно орієнтованими розрізами. Розроблено метод зведення до систем сингулярних інтегральних рівнянь задач про пружну рівновагу непологих ізотропних та анізотропних оболонок з тріщинами з використанням загальної теорії оболонок. На цій основі одержані розв’язки важливих для наукових і технічних застосувань класів задач, побудовано критеріальні співвідношення граничної рівноваги оболонок з тріщинами.

Запропонована математична модель механіки неоднорідних тіл із залишковими технологічними напруженнями. На базі цієї моделі задачі про визначення залишкових технологічних напружень в елементах конструкцій зводяться до розв’язування оберненої задачі томографії тензорного поля, що включає як рівняння механіки тіл з власними напруженнями, так і деякі інтегральні характеристики, отримані на основі експериментальної інформації. На цій основі розроблено неруйнівний експериментально-теоретичний метод визначення залишкових напружень в металевих та склооболонках і скловолокнах світловодів та їх заготовках.

Створено математичні основи теорії довготривалої міцності і надійності неоднорідних склоконструкцій за стаціонарних та неста-ціонарних умов експлуатації. Результати досліджень дозволили розробити і впровадити в практику метод еквівалентних по руйну-ванню прискорених (форсованих) випробувань електровакуумних приладів з метою прогнозу їх довготривалої міцності і надійності.

Запропоновано новий підхід до визначення і дослідження з єдиних позицій напружено-деформованого стану та граничної рівноваги кусково-однорідних тіл, що ґрунтується на використанні методу дисторсій і апарату узагальнених функцій. На цій основі отримано нові результати, що спрямовані на вирішення проблеми оцінки міцності та надійності неоднорідних елементів конструкцій з урахуванням температурних і технологічних напружень, включень та дефектів структури.

Побудовані математичні моделі та сформульовані відповідні обернені задачі томографії тензорних полів деформацій та напру-жень на основі даних поляризаційно-оптичних, акустичних та голографічних вимірювань. Запропоновано варіаційний підхід до розв’язування таких задач, з використанням якого досліджено концентрацію напружень в околі границь поділу різнорідних матеріалів у твердому тілі, розроблено неруйнівний оптичний спосіб визначення гартувальних напружень у склі, на який отримано патент України.

Створені нові математичні моделі та методи термомеханіки кусково-однорідних структур типу метал-діелектрик-напівпровідник з урахуванням взаємодії механічних теплових електрофізичних та електромагнітних процесів. В рамках цих моделей розроблені теоретичні основи проектування напівпровідникових приладів з урахуванням їх термомеханічної поведінки, запропоновані нові методи вимірювання неоднорідної деформації, які базуються на взаємодії механічних, оптичних та електрофізичних процесів у напівпровідникових структурах.

Розвинено варіаційний метод однорідних розв’язків з використанням якого досліджено низку прямих та обернених задач теорії пружності, розроблені методи розв’язування обернених задач поляризаційно-оптичної та акустичної томографії напружено-деформованого стану твердих тіл.

Відомості про наукових співробітників лабораторії, їх публікації, наукові здобутки та ін. наведено у відповідних розділах інформації про відділ механіки деформівного твердого тіла.