Кафедра теории упругости

Одной из самых интересных кафедр математическо-механического факультета СПбГУ считается Кафедра теории упругости. Кафедра является одним из старейших подразделений СПбГУ. Возглавляет кафедру академик РАН, профессор Н.Ф. Морозов, один из ведущих в мире специалистов по проблемам нелинейной механики и разрушения твердых тел.

Сегодняшний день кафедры тесно связан с сочетанием фундаментальной научной проблематики и задач современной технологии. Персонал кафедры проводит теоретические и экспериментальные исследования в самых разных областях механики и физики твердого тела. Справится ли самолет с грозным явлением – флаттером, достаточна ли эластичность сосудов головного мозга, чтобы выдержать стрессовые явления, как остановить бегущую по газопроводу многокилометровую трещину, как быстрее разрушить горную породу и сделать броню прочнее – эти и другие вопросы решает наука, которой занимаются на кафедре. Научный эксперимент исследует память формы или сверхпластичность, позволяет изобрести новые сверхпрочные композиционные материалы. Можно просвечивать материалы и по световым характеристикам определять их надежность. Можно рассчитывать купола, корабли, самолеты, трубопроводы, кровеносные сосуды и человеческое сердце. Можно исследовать динамику тектонических плит, изучать природу землетрясений и катастроф. Можно создавать эффективные алгоритмы взаимодействия с ЭВМ, заниматься приложениями современных математических теорий и предсказывать новые физико-математические эффекты.

Основные исследования кафедры сконцентрированы в областях:

1. Общие проблемы механики и физики деформируемого твердого тела;

2. Теория упругости;

3. Теория вязкоупругости и пластичности;

4. Теория прочности материалов и конструкций;

5. Теория ударно-волновых процессов;

6. Механика разрушения;

7. Динамика трещин;

8. Механика композитов;

9. Механика биологических структур и наноматериалов;

10. Теория оболочек;

11. Оптимизация конструкций;

12. Синергетика и предельные состояния;

13. Экспериментальное и численное моделирование процессов деформирования и разрушения сплошных сред. 

Научно-исследовательские ресурсы кафедры весьма обширны:

· Лаборатория прочности материалов;

· Лаборатория механики полимеров и композитов;

· Лаборатория математических методов механики сплошных сред;

· Научно-исследовательский центр «Динамика».

Столь обширная исследовательская база позволяет охватить широкий круг научных интересов сотрудников кафедры.

Исследования в области механики и физики быстрых переходных процессов проводятся членом-корреспондентом РАН, проф. Ю.В. Петровым с учениками. В этих работах построены новые критерии разрушения и фазовых переходов, а также предложены эффективные методы прогнозирования поведения материалов и конструкций в экстремальных состояниях.

Проблемы пластичности и сложной реологии материалов изучаются учениками проф. А.А. Вакуленко, автора термодинамической теории, дающей эффективное описание процессов необратимого деформирования.

Математические аспекты теории упругих сред и решения краевых задач для упругих тел исследуются проф. А.И. Кошелевым, который развивает математически строгие подходы к анализу механических и физических полей в сплошных средах.

Вопросы асимптотического анализа процессов деформирования и разрушения рассматриваются в работах проф. С.А. Назарова и его коллег, получивших ряд новых результатов в области асимптотических методов математической физики.

Стохастические аспекты механики твердого деформируемого тела и проблемы биомеханики являются предметом научных интересов выпускника кафедры проф. М.А. Нарбута, который в настоящее время возглавляет кафедру общей математики СПбГУ.

Экспериментальные исследования в области перспективных материалов с эффектом памяти формы и разработки оригинальных конструкций из этих материалов проводятся проф. А.И. Разовым.

Теоретические вопросы термомеханического поведения конструкционных сплавов и специальных материалов, обладающих эффектом памяти формы, а также проблемы их применения в различных областях промышленности исследуются проф. А.Е. Волковым.

Кафедра теории упругости имеет обширные связи и выполняет совместные проекты с ведущими отечественными промышленными институтами, известными американскими и европейскими университетами, а также Российской Академией Наук.

В разные годы студентами и аспирантами кафедры были известные современные ученые. Например, можно назвать академика Г.И. Марчука, бывшего в течение длительного периода председателем СО АН СССР, а затем и Президентом АН СССР; директора Института математики СО РАН, академика А.С. Алексеева; академика Е.И.Шемякина; проф. В.М. Бабича; проф. К.Ф. Черных. Многие выпускники кафедры в настоящее время работают в ведущих научных центрах и университетах мира. Классические научные результаты, полученные в разные годы учеными Кафедры теории упругости, в значительной мере определяют современные представления о природе деформирования, прочности и разрушения материалов, устойчивости конструкций, а также современных математических методов решения задач механики и физики сплошных сред. Историческое название кафедры является одним из «фирменных знаков» Санкт-Петербургской научной школы механики и математической физики.