• Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона
    Національної академії наук України

    Відділ міцності зварних конструкцій

    Книш Віталій Васильович

    Завідувач відділу,
    чл.-кор. НАН України, доктор технічних наук,
    професор

    Склад відділу

    Загальна чисельність працівників 20, у тому числі:

    • 2 – доктор наук;
    • 6 – кандидатів наук.
    1. 1
      Книш Віталій Васильович

      Завідуючий відділом, чл.-кор. НАН України, доктор технічних наук, професор

      • tel: 044-205-23-82
      • 2052382@gmail.com
    2. 2
      Мірянін Володимир Миколайович

      Заступник завідувача відділом

      • 044-205-205-2
      • 9vnm99@gmail.com
    3. 3
      Кир'ян Валерій Іванович

      Головний науковий співробітник,  чл.-кор. НАН України, доктор технічних наук, с.н.с.

      • 044-206-00-45
      • 2052382@gmail.com
    4. 4
      Клочков Ілля Миколайович

      Провідний науковий співробітник, кандидат технічних наук

      • 044-200-47-83
      • mts.paton@gmail.com
    5. 5
      Соловей Сергій Олександрович

      Cтарший науковий співробітник, кандидат технічних наук

      • 044-205-23-82
      • 2052382@gmail.com
    6. 6
      Молтасов Андрій Валерійович

      старший науковий співробітник, кандидат технічних наук

      • 044-205-23-91
      • moltasov@gmail.com
    7. 7
      Ткач Павло Миколайович

      старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, доцент

      • роб: 044-200-12-06
      • email: pavlotkach78@gmail.com
    8. 8
      Мотруніч Святослав Ігорович

      науковий співробітник, кандидат технічних наук

      • 044-205-23-95
      • paton.testlab@gmail.com
    9. 9
      Димань Маріанна Михайлівна

      Науковий співробітник, кандидат технічних наук

      Тулю: 044-205-24-25

      mrs_d@ukr.net

    У 1948 році була заснована лабораторія міцності зварних конструкцій, на базі якої у 1963 році був створений відділ.

    +38 044-205-23-82

    2052382@gmail.com
    Структурні підрозділи та їх напрями діяльності:
    Група статичних випробувань

    • Проведення фундаментальних і прикладних досліджень службових властивостей зварних з’єднань нових конструкційних матеріалів.
    • Проведення наукових досліджень технологічних і конструктивних способів підвищення статичної міцності зварних з’єднань та інших досліджень, необхідних для вдосконалення технологій отримання якісних з’єднань.
    • Дослідження в галузі механіки руйнування.

    Група циклічних  випробувань

    • Дослідження опору малоцикловій та багатоцикловій втомі зварних з’єднань і елементів металоконструкцій;
    • Розробка конструктивних і технологічних способів підвищення опору втомі зварних з’єднань металоконструкцій на стадії їх виготовлення;
    • Розробка конструктивних і технологічних способів подовження строку безпечної служби зварних металоконструкцій після тривалої експлуатації;
    • Оцінка довговічності зварних металоконструкцій з втомними тріщинами та розробка способів збільшення їх живучості;
    • Участь в розробці нормативних документів з розрахунку, експлуатації та підвищення циклічної довговічності зварних металоконструкцій тривалої експлуатації.

    Група випробувань на тріщиностійкість

    • Оцінка характеристик циклічної в’язкості руйнування металу різних зон зварних з’єднань.
    • Проведення досліджень з визначення характеристик тріщиностійкості зварних з’єднань при статичному навантаженні та показників ударної в’язкості при різних температурах.
    • Оцінка технічного стану інженерних споруд тривалої експлуатації (мости, шляхопроводи і т.п.).

    Група розрахункових методів оцінки міцності зварних конструкцій

    • Розробка розрахункових методів досліджень напружено-деформованого стану в зонах концентраторів напружень зварних з’єднань.
    • Розрахункова оцінка впливу залишкових зварювальних напружень на опір втомі та циклічну тріщостійкість зварних з’єднань.
    • Розробка методик розрахунку на статичну міцність навантажених конструктивних елементів механізмів та машин.

    Група удосконалювання приводів зварювального обладнання

    розробка та практична реалізація нових підходів до проектування механічних приводів на основі черв’ячно-зубчастих варіаторів (ЧЗВ), що дозволяють плавно регулювати швидкісні характеристики процесів зварювання

    • вибір оптимальних конструктивних схем ЧЗВ;
    • дослідження новітніх систем зачеплень з покращеними якісними показниками для створення компактних приводів зварювального обладнання на основі ЧЗВ;
    • дослідження впливу геометричних параметрів на контактну та згинальну міцність зубців ЧЗВ;
    • математичне та комп’ютерне моделювання поверхонь зубців ЧЗВ та їх зачеплення.

    Випробувальна група (випробувальна лабораторія)

    Лабораторія міцності зварних конструкцій має атестат про акредитацію випробувальної лабораторії (відповідно до вимог ДСТУ ISO/IEC 17025:2006) та проводить сертифіковані випробовування згідно сфери акредитації.

    Проводяться механічні випробування (в температурному діапазоні -129 – +320 °C):

    – на статичний: розтяг-стиск, згин;

    – на малоциклову та багатоциклову втому;

    – з механіки руйнування (на статичну та циклічну тріщиностійкість);

    – з визначення ударної в’язкості.

    Атестат про акредитацію випробувальної лабораторії уповноважує Нас проводити сертифікаційні випробування матеріалів та елементів конструкцій по вітчизняним та міжнародним стандартам:– ДСТУ (Державному стандарту України);
    – ГОСТ (Государственный стандарт);

    – ISO (International Organization for Standardization);

    – EN (European standards);

    –BS (British Standards);

    – DIN (Deutsches Institut für Normung);

    – ASTM (American Society for Testing and Materials)

    Ресурси відділу
    Парк випробувальних машин:

    • MTS 318.25 (USA) Універсальна сервогідравлічна машина; навантаження +/- 250 кН; частота навантаження до 100 Гц; робочий хід поршня +/- 100мм; цифровий контроллер з частотою збору даних до 49 кГц; оснащена повним діапазон сертифікованих захватів MTS, COD-датчиками росту тріщини і екстензометрами, які забезпечують точний контроль процесу випробувань і достовірність результатів.
    • nanoBISS (India). Сервогідравлічна випробувальна машина, максимальне навантаження 25 кН;
    • Schenck (Germany). Сервогідравлічна випробувальна машина, максимальне навантаження 1000 кН; переміщення поршня до 250 мм; циклічні навантаження до 40 Гц; цифрове управління забезпечую високу точність та дозволяє проводити широкий спектр випробувань.
    • УРС-20/6000 (СРСР). Сервогідравлічна машина; максимальне навантаження 200 кН; частота навантаження до 7 Гц.
    • ZDM-200pu (Germany) – (3 шт.). Гідравлічна машина; максимальне навантаження +/- 1000 кН; частота навантаження 5 Гц.
    • ZDM-10pu (Germany) – (2 шт.). Гідравлічна машина; максимальне навантаження до +/- 100 кН; частота навантаження до 10 Гц.
    • Р5 (CPCP). Розривна механічна випробувальна машина, максимальне навантаження 50 кН. Пройшла модернізацію у 2020 році.
    • 2130 КМ-0,3 Копер маятниковий; Запас енергії до 300 Дж.

     Устаткування:

    1. Портативний ультразвуковий пристрій вимірювання напружень, в т.ч. залишкових, неруйнівним акустичним методом.
    2. Технологічний комплекс для виконання обробки зварних з’єднань елементів конструкцій за технологією високочастотної механічної проковки з метою підвищення опору втомі з’єднань.

    Поточні проекти:
    – Дослідження впливу розподілу амплітуди напруження випадкового процесу навантаження на опір втомі зварних з’єднань алюмінієвих сплавів, отриманих за удосконаленими технологіями зварювання (2019-2021 рр.);

    – Дослідження закономірностей втомного руйнування багатошарового матеріалу, сформованого наплавленням зносостійких та конструкційних сталей, при виготовлені і відновленні виробів з вуглецевих сталей (2017-2021 рр.);

    – Дослідження впливу спектру вузькосмугового випадкового навантаження на опір втомі зварних з’єднань високоміцного алюмінієвого сплаву системи легування Al-Zn-Mg-Cu (2020-2021 рр.)

    Наважливі досягнення
    З 1948 року проводяться систематичні дослідження з встановлення границь витривалості зварних з’єднань в залежності від класу міцності сталі, типу з’єднання, характеристик циклу змінного навантаження, технологій зварювання та ін. На основі отриманих наукових досягнень були розроблені національні нормативні документи з розрахунку на втому елементів зварних металоконструкцій:

    – Державні будівельні норми України ДБН В.2.3-26:2010. Споруди транспорту. Мости і труби. Сталеві конструкції. Правила проектування;

    – Державні будівельні норми України ДБН В.2.6-163:2010. Конструкції будівель і споруд. Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення і монтажу.

    Також за результатами досліджень були розроблені наступні нормативні документи з розрахунку на міцність, довговічність та збільшення ресурсу зварних металоконструкцій тривалої експлуатації:

    – РД 50-551-85. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Расчетно-экспериментальные методы оценки сопротивления усталости сварных соединений;

    – РД 50-694-90. Методические указания. Надежность в технике. Вероятностный метод расчета на усталость сварных соединений;

    – Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Энегроатомиздат. – 1989 г.;

    – Нормативний документ «Укрзалізниці» ЦП-0176 «Рекомендації з огляду, підсилення, ремонту та збільшення експлуатаційного ресурсу суцільностінчатих зварних прогонових будов» від 03.04.2007 р;

    – Нормативний документ «Укрзалізниці» ЦП-0214 «Експлуатація залізничних мостів. Технологічній регламент із ремонту зварюванням пошкоджених тріщинами втоми елементів прогонових будов залізничних мостів» від 20.08.2009 р.;

    – Нормативний документ «Укрзалізниці» ЦП-0214 «Рекомендації щодо умов подальшої експлуатації прогонових будов залізничних мостів з елементами з двотаврових балок Пейне» від 20.08.2009 р.;

    Відзнаки наукових співробітників:
    Державна премія України в галузі науки і техніки: чл.-кор. НАНУ, д.т.н., с.н.с. Кир’ян В.І. (2009); чл.-кор. НАНУ, д.т.н., проф. Книш В.В. (2015)

    Заслужений діяч науки і техніки України: чл.-кор. НАНУ, д.т.н., с.н.с. Кир’ян В.І. (2009).

    Перспективні розробки:

    • Дослідження способів підвищення опору корозійній втомі зварних з’єднань конструкційних сталей з σ0,2 ≥ 350 МПа з заданим рівнем накопичених втомних пошкоджень.
    • Дослідження опору статичному та циклічному навантаженню елементів конструкцій, отриманих адаптивними технологіями на основі методів променевого наплавлення.

    Підготовка наукових кадрів та викладацька діяльність співробітників:
    К.т.н. А.В. Молтасов викладає курс «Фізико-механічні випробування матеріалів та зварних з’єднань» в Міжгалузевому учбово-атестаційному центрі Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, а також викладає курс «Опору матеріалів» в Інституті моніторингу якості освіти НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського».
    Найважливіші публікації:
    Монографії.

    1. В.В. Книш, С.А. Соловей. Повышение долговечности сварных соединений с усталостными повреждениями. Киев: КПИ им. Игоря Сикорского, 2017. 320 c
    2. Ультразвукова ударна обробка конструкцій і споруд транспортного машинобудування/за ред. д-ра тех.наук, професора Г.І. Прокопенка. Суми: Університетська книга, 2020. 310с.
    3. А.В. Молтасов, И.Н. Клочков, С.И. Мотрунич. Расчет усилий при контактной стыковой сварке изделий замкнутой формы. Суми: Університетська книга, 2020. 122с.

             Статті:

    1. Influence of Marine Media on the Fatigue Strength of Butt Welded Joints of 15KhSND Steel Hardened by High-Frequency Mechanical Impacts. Knysh, V.V., Solovei, S.O., Nyrkova, L.I., Osadchuk, S.O. Materials Science, Vol. 55 (2020), pp. 812-821
    2. Knysh, V.V., Mordyuk, B.N., Prokopenko, G.I., Solovey, S.A. Increasing corrosion fatigue of welded joints of steel 15khsnd with construction defects by electric discharge surface alloying and high frequency mechanical impact. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 2019, 41(12), стр. 1631–1652
    3. Creation of industrial equipment for high frequency mechanical impact on railway car building products and methods for assessing the quality of treatment. Prokopenko, G.I., Mordyuk, B.N.,Krasovsky, T.A., Knysh, V.V., Solovey, S.O. Science and Innovation, Vol. 15, pp. 25-37
    4. V. Knysh, S. Solovei, L. Nyrkova, I. Klochkov, S. Motrunich. Influence of the atmosphere corrosion on the fatigue life of welded T-joints treated by high frequency mechanical impact// Рrocedia Structural Integrity.- 2019. –Vol. 16.- P. 73-80.
    5. V.V. Knysh, S.O. Solovei, L.I. Nyrkova, S.O. Osadchuk. Influence of Hardening by High-Frequency Mechanical Impacts of Butt Welded Joints Made of 15KhSND Steel on Their Atmospheric Corrosion and Fatigue Fracture Resistance// Materials Science. – Vol.54(3).- p. 421-429.
    6. V.V. Knysh, S.A. Solovei, V.I. Kir`yan, V.N. Bulash. Increasing the Corrosion Fatigue Resistance of Welded Joints by High-Frequency Mechanical Peening// Strength of Materials.- Vol.50 (3).- p.443-447.
    7. V. Knysh, S.O. Solovei, S.A. Kadyshev, L.I. Nyrkova, S.O. Osadchuk. Influence of High-Frequency Peening on the Corrosion Fatigue of Welded Joints// Materials Science. – Vol.53(1).- p. 7-13.

    Национальные проекты и международное сотрудничество
    Отдел выполняет проекты по ведомственным и целевым научным программам НАН Украины, участвовал в 5 международных проектах УНТЦ.