А.В. БОГДАНОВИЧ, д-р техн. наук, проф., профессор кафедры теоретической и прикладной механики, Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.Л. БАСИНЮК, д-р техн. наук, проф., начальник НТЦ «Технологии машиностроения и технологическое оборудование» – заведующий лабораторией приводных систем и технологического оборудования, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О.М. ЕЛОВОЙ, канд. техн. наук, заместитель генерального директора по научной работе и инновационной деятельности, Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В статье обсуждается ряд терминов и понятий, связанных с механикой усталостного разрушения, трибологией, трибофатикой в системе научных дисциплин. Предложена иерархическая структура некоторых объектов, изучаемых в механике, дан сравнительный анализ методов исследования и расчета объектов, изучаемых в механике усталостного разрушения, трибологии и трибофатике. Рассмотрен принцип формирования унифицированных методов износоусталостных испытаний в том случае, когда за базовый метод испытания на усталость принимают изгиб с вращением, а в качестве стандартного принят цилиндрический образец диаметром рабочей части 10 мм. Дано описание разработанных методов и оборудования для проведения износоусталостных испытаний, технические характеристики машин для таких испытаний, в том числе последних совместных разработок БГУ и Объединенного института машиностроения НАН Беларуси. Обсуждаются тенденции развития оборудования для механических испытаний материалов и механических систем.

1. Сосновский, Л.А. О комплексной оценке надежности силовых систем / Л.А. Сосновский // Пути повышения технического уровня и надежности машин: тез. докл. Респ. науч.-техн. конф., Минск, 20–21 нояб. 1986 г. — Минск, 1986. — С. 29.
2. Сосновский, Л.А. Надежность и долговечность элементов силового металлополимерного трибосопряжения в процессе износоусталостных испытаний / Л.А. Сосновский // Надежность и долговечность машин и сооружений. — 1986. — № 9. — С. 93–102.
3. Сосновский, Л.А. Комплексная оценка надежности силовых систем по критериям сопротивления усталости и износостойкости (основы трибофатики): учеб.-метод. пособие / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелИИЖТ, 1988. — 56 с.
4. Сосновский, Л.А. Механика износоусталостного повреждения / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелГУТ, 2007. — 434 с.
5. Витязь, П.А. Об объектах, изучаемых в механике / П.А. Витязь, М.С. Высоцкий, Л.А. Сосновский // Теоретическая и прикладная механика: межвед. сб. науч.-метод. ст. / БНТУ; редкол.: А.В. Чигарев (пред. редкол.). — Минск, 2008. — Вып. 23. — С. 3–12.
6. Новые подходы в механике износоусталостного повреждения и разрушения / М.С. Высоцкий, Н.А. Махутов, Л.А. Сосновский [и др.] // Механика-2007: сб. науч. тр. III Белорус. конгр. по теоретич. и прикладной механике, Минск, 16–18 окт. 2007 г. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; под общ. ред. М.С. Высоцкого. — Минск, 2007. — С. 38–114.
7. Сосновский, Л.А. Механика усталостного разрушения: словарь-справ: в 2 ч. / Л.А. Сосновский. — Гомель: НПО «ТРИБОФАТИКА», 1994. — Ч. 1: А–Н. — 328 с.; Ч. 2: О–Я. — 340 с.
8. Трощенко, В.Т. Сопротивление усталости металлов и сплавов: справ.: в 2 т. / В.Т. Трощенко, Л.А. Сосновский. — Киев: Наук. думка, 1987. — Т. 1. — 510 с.; Т. 2. — 825 с.
9. Bathiar, C. Gigacycle fatigue in mechanical practice / C. Bathiar, P.C. Paris. — New York: Marcel Dekker, 2004. — 328 p. — DOI: https://doi.org/10.1201/9780203020609.
10. Gouth, H.J. The fatigue of metals / H.J. Gouth. — London: Scott, Greenwood & Son, 1924. — 304 p.
11. Гаркунов, Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. — М.: Машиностроение, 1985. — 424 с.
12. Rabinowicz, E. Friction and wear of materials / E. Rabinowicz. — New York: John Wiley and Sons, 1965. — 244 p.
13. Blau, P.J. Friction science and technology / P.J. Blau. — New York: Marcel Dekker, 1996. — 399 p.
14. Amiri, M. On the relationship between wear and thermal response in sliding systems / M. Amiri, M.M. Khonsari, S. Brahmeshwarkar // Tribology Letters. — 2010. — Vol. 38, iss. 2. — Р. 147–154. — DOI: https://doi.org/10.1007/s11249-010-9584-6.
15. Beheshti, A. On the prediction of fatigue crack initiation in rolling/sliding contacts with provision for loading sequence effect / A. Beheshti, M.M. Khonsari // Tribology International. — 2011. — Vol. 44, iss. 12. — P. 1620–1628. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2011.05.017.
16. Aghdam, A.B. On the fretting crack nucleation with provision for size effect / A.B. Aghdam, A. Beheshti, M.M. Khonsari // Tribology International. — 2012. — Vol. 47. — P. 32–43. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2011.10.001.
17. Сосновский, Л.А. Трибофатика: новые идеи в перспективном направлении / Л.А. Сосновский, Н.А. Махутов, Ю.Н. Дроздов. — Гомель: БелИИЖТ, 1990. — 7 с.
18. Сосновский, Л.А. Трибофатика: проблемы и перспективы / Л.А. Сосновский // Доклад на тематической выставке АН СССР «Математика и механика — народному хозяйству». — Гомель: БелИИЖТ, 1989. — 65 с.
19. Сосновский, Л.А. Методологические проблемы комплексной оценки поврежденности и предельного состояния силовых систем (обзорная статья) / Л.А. Сосновский, Н.А. Махутов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 1991. — Т. 57, № 5. — С. 27–40.
20. Трибофатика — новые пути для повышения надежности машин / М.С. Высоцкий, В.Н. Корешков, В.А. Марченко [и др.] // Весцi НАН Беларусі. Сер. фiз.-тэхн. навук. — 1994. — № 4. — С. 32–41.
21. Махутов, Н.А. Методологические основы трибофатики / Н.А. Махутов, Л.А. Сосновский, В.-Ч. Гао // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 2002. — Т. 68, № 6. — С. 29–41.
22. Слово о трибофатике: сб. / ред.-сост. А.В. Богданович. — Гомель; Минск; М.; Киев: Rеmika, 1996. — 132 с.
23. Sosnovskiy, L.А. Surprises of tribo-fatigue / L.А. Sosnovskiy // Proc. of the world tribology congress III, Washington, 12–16 Sept. 2005. — Washington, 2005. — Р. 27–28. — DOI: https://doi.org/10.1115/WTC2005-63082.
24. О трибофатике: по материалам науч. сем., посвящ. 20-летию развития исследований в области трибофатики и 70-летию проф. Л.А. Сосновского, Минск, 28 июля 2005 г. / науч. ред. Л.Г. Красневский. — Минск: НИРУП «Белавтотракторостроение», 2005. — 83 с.
25. Sosnovskiy, L.A. Tribo-fatigue. Wear-fatigue damage and its prediction / L.А. Sosnovskiy. — Berlin: Springer, 2005. — 351 p. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-27027-0.
26. Щербаков, С.С. Механика трибофатических систем / С.С. Щербаков, Л.А. Сосновский. — Минск: БГУ, 2011. — 407 с.
27. Сосновский, Л.А. Фундаментальные и прикладные задачи трибофатики: курс лекций / Л.А. Сосновский, М.А. Журавков, С.С. Щербаков. — Минск: БГУ, 2011. — 488 с.
28. Трибофатика: труды VI Междунар. симпозиума по трибофатике, Минск, 25 окт. – 1 нояб. 2010 г.: 25-летию развития исследований по трибофатике и 75-летию со дня рождения Л.А. Сосновского посвящается: в 2 ч. / редкол.: М.А. Журавков (пред.) [и др]. — Минск: БГУ, 2010. — Ч. 1. — 839 с.; Ч. 2. — 725 с.
29. Bhushan, B. Principles and applications of tribology / B. Bhushan. — New York: John Wiley & Sons, 1999. — 1020 p.
30. Halling, J. Principles of tribology / J. Halling. — London: McMillan Press, 1978. — 401 p. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-349-04138-1.
31. Bauer, R.G. Mechanical wear prediction and prevention / R.G. Bauer. — New York: Marcel Dekker, 1994. — 657 p.
32. Мышкин, Н.К. Трибология. Принципы и приложения / Н.К. Мышкин, М.И. Петроковец. — Гомель: ИММС НАНБ, 2002. — 304 с.
33. Трение, износ, смазка: трибология и триботехника / А.В. Чичинадзе, Э.М. Бернилер, Э.Д. Браун [и др.]. — М.: Машиностроение, 2003. — 575 с.
34. Surface modification and mechanisms: friction, stress and reaction engineering / еd. by G.E. Totten, H. Liang. — New York: Marcel Dekker, 2004. — 747 p. — DOI: https://doi.org/10.1201/9780203021545.
35. Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. — М.: Машиностроение, 1968. — 480 с.
36. Godet, M. Third-bodies in tribology / M. Godet // Wear. — 1990. — Vol. 136, iss. 1. — Р. 29–45. — DOI: https://doi.org/10.1016/0043-1648(90)90070-Q.
37. Сосновский, Л.А. Проблемы комплексной оценки поврежденности и предельного состояния силовых систем. Основные термины / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелИИЖТ, 1990. — 10 с.
38. Сосновский, Л.А. Трибофатика: основные термины и определения / Л.А. Сосновский // Трение и износ. — 1992. — Т. 13, № 4. — С. 728–734.
39. Трибофатика. Термины и определения: СТБ 994-95. — Введ. 01.06.1996. — Минск: МГС; БелГИСС, 1995. — 98 с.
40. Трибофатика: четырехъяз. терминол. слов. / под ред. Л.А. Сосновского / авт.-сост.: П.В. Андронов, В.А. Бабушкина, А.В. Богданович [и др.]. — Минск; Гомель: НПО «ТРИБОФАТИКА», 1996. — 136 с.
41. Трибофатика. Термины и определения: ГОСТ 30638-99. — Введ. 01.01.2000. — Минск: БелГИСС, 1999. — 17 с.
42. Сосновский, Л.А. Фрикционно-механическая усталость силовых систем / Л.А. Сосновский // Вестник машиностроения. — 1992. — № 8–9. — С. 14–18.
43. Сосновский, Л.А. Фреттинг-усталость: основные закономерности (обобщающая статья) / Л.А. Сосновский, Н.А. Махутов, В.А. Шуринов // Заводская лаборатория. — 1992. — Т. 58, № 8. — С. 45–62.
44. Сосновский, Л.А. Фрикционно-механическая усталость: основные закономерности (обобщающая статья) / Л.А. Сосновский, Н.А. Махутов, В.А. Шуринов // Заводская лаборатория. — 1992. — Т. 58, № 9. — С. 18–35.
45. Сосновский, Л.А. Контактно-механическая усталость: основные закономерности (обобщающая статья) / Л.А. Сосновский, Н.А. Махутов, В.А. Шуринов // Заводская лаборатория. — 1992. — Т. 58, № 11. — С. 44–61.
46. Сосновский, Л.А. Коррозионно-механическая усталость: основные закономерности (обобщающая статья) / Л.А. Сосновский, Н.А. Махутов, В.А. Шуринов // Заводская лаборатория. — 1993. — Т. 59, № 7. — С. 33–44.
47. Sosnovskiy, L.А. Surprises of tribo-fatigue / L.А. Sosnovskiy, S.S. Sherbakov. — Мinsk: Magic Book, 2009. — 199 p.
48. Сосновский, Л.А. Введение в трибофатику: пособие для студентов мех.-мат. ф-та, обучающихся по специальности 1-31 03 02 «Механика» (по направлениям) / Л.А. Сосновский, М.А. Журавков, С.С. Щербаков. — Минск: БГУ, 2010. — 77 с.
49. Сосновский, Л.А. Механика износоусталостного повреждения / Л.А. Сосновский // Труды III Междунар. симп. по трибофатике, Пекин, 22–26 окт. 2000 г. — Пекин: Изд-во ун-та Хунань, 2000. — С. 84–101.
50. Сосновский, Л.А. Основы механики износоусталостного повреждения и разрушения: в 2 т. / Л.А. Сосновский // Тр. IV Междунар. симп. по трибофатике, Тернополь, 23–27 сент. 2002 г. / ТНТУ им. И. Пулюя; отв. ред. В.Т. Трощенко. — Тернополь, 2002. — Т. 1. — С. 9–22.
51. Сосновский, Л.А. О состоянии и будущем развитии трибологии / Л.А. Сосновский // Поликомтриб-2009: тез. докл. междунар. науч.-техн. конф., Гомель, 22–25 июня 2009 г. / ИММС им. В.А. Белого. — Гомель, 2009. — С. 215.
52. Износоусталостные повреждения и их прогнозирование: трибофатика / под науч. ред. Л.А. Сосновского. — Гомель; Киев; М.; Ухань: Трибофатика, 2001. — 170 с.
53. Экспериментальная механика: в 2 кн. / под ред. А. Кобаяси. — М.: Мир, 1990. — Кн. 1. — 616 с.; Кн. 2. — 552 с.
54. Springer handbook on experimental solid mechanics / ed. by W.N. Sharpe. — New York: Springer, 2008. — 1098 p. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-30877-7.
55. Экспериментальная механика / Б.В. Букеткин, А.А. Горбатовский, И.Д. Кисенко [и др.]. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. — 135 с.
56. Трибофатика. Методы износоусталостных испытаний. Испытания на контактно-механическую усталость: ГОСТ 30754-2001. — Введ. 01.07.2002. — Минск: МГС; БелГИСС, 2002. — 32 с.
57. Трибофатика. Методы износоусталостных испытаний. Ускоренные испытания на контактно-механическую усталость: СТБ 1233-2000. — Введ. 01.01.2001. — Минск: МГС; БелГИСС, 2000. — 8 с.
58. Трибофатика. Методы износоусталостных испытаний. Испытания на фрикционно-механическую усталость: СТБ 1448-2004. — Введ. 01.09.2004. — Минск: Госстандарт, 2004. — 14 с.
59. Трибофатика. Метод совмещенных испытаний на изгибную и контактную усталость материалов зубчатых колес: СТБ 1758-2007. — Введ. 01.12.2007. — Минск: Госстандарт, 2007. — 45 с.
60. Трибофатика. Машины для износоусталостных испытаний. Общие технические требования: ГОСТ 30755-2001. — Введ. 01.07.2002. — Минск: МГС; БелГИСС, 2002. — 8 с.
61. Патент EA 040211, МПК G01N 3/56 (2006.01.01). Центр для износоусталостных испытаний материалов: № 201900229: заявлено 20.03.2019: опубл. 30.09.2020 / Богданович А.В.,
    Журавков М.А., Щербаков С.С., Сосновский Л.А., Басинюк В.Л., Еловой О.М.; заявитель: БГУ.
62. Патент EA 047463, МПК G01N 3/56 (2006.01.01). Центр и способ для проведения испытания материалов: № 202393107: заявлено 01.11.2023: опубл. 24.07.2024 / Басинюк В.Л., Еловой О.М., Щербаков С.С., Богданович А.В., Тычинская И.Д., Волкотруб Р.Е., Лобкова М.П., Глазунова А.А.; заявитель: Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси.
63. Патент BY 7093 U, МПК G01N 3/00 (2009). Устройство испытания материалов на контактную усталость и износ: № u 20100717: заявлено 16.08.2010: опубл. 28.02.2011 / Степанкин И.Н., Кенько В.М., Панкратов И.А.; заявитель: УО «ГГТУ имени П.О. Сухого». — URL: https://by.patents.su/4-u7093-ustrojjstvo-ispytaniya-materialov-na-kontaktnuyuustalost-i-iznos.html (дата обращения: 05.07.2025).
64. Королев, А.В. Машина трения для ускоренных испытаний на износ фрикционных тел качения / А.В. Королев, А.А. Королев // Трение и износ. — 2017. — Т. 38, № 1. — С. 49–54.
65. Cumulative damage modeling of solid lubricant coatings that experience wear and interfacial fatigue / N.L. McCook, D.L. Burris, N.H. Kim, W.G. Sawyer // Wear. — 2007. — Vol. 262, iss. 11–12. — Р. 1490–1495. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2007.01.042.
66. Relationship between wear rate and mechanical fatigue in sliding TPU–metal contacts / F.J. Martínez, M. Canales, J.M. Bielsa, M.A. Jiménez // Wear. — 2010. — Vol. 268, iss. 3–4. — Р. 388–398. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2009.08.026.
67. Tribo-fatigue behaviors of steel wire rope under bending fatigue with the variable tension / J. Zhang, D. Wang, D. Song [et al.] // Wear. — 2019. — Vol. 428–429. — P. 154–161. — DOI: https:// doi.org/10.1016/j.wear.2019.03.004.

И.А. КУЛИКОВ, канд. техн. наук, ведущий инженер-исследователь, ГНЦ ФГУП «НАМИ», г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.А. ФИСЕНКО, канд. техн. наук, ведущий эксперт Экспертного совета, ГНЦ ФГУП «НАМИ», г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О.И. ГИРУЦКИЙ, д-р техн. наук, проф., ГНЦ ФГУП «НАМИ», г. Москва, Российская Федерация

В статье предложен подход к формированию математических моделей многоступенчатых планетарных трансмиссий, позволяющий численно исследовать происходящие в них динамические процессы в условиях разделения и циркуляции мощности, в том числе при переключениях передач. Подход основан на использовании упругодемпфирующих связей для моделирования как планетарных механизмов, так и фрикционных элементов. В результате формируется система обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянной структурой, которая адекватно отражает нагрузки, действующие на звенья планетарных механизмов и фрикционные элементы, во всем рабочем диапазоне трансмиссии. Работоспособность и адекватность полученной таким образом модели иллюстрируется посредством вычислительного анализа режимов работы планетарной трансмиссии серийного производства. Представлены показатели, характеризующие функционирование трансмиссии в неустановившихся режимах со скольжением фрикционных элементов, с циркуляцией и разделением потоков мощности.

1. New RWD 10 speed automatic transmission for passenger vehicles / T. Suzuki, H. Sugiura, A. Niinomi [et al.] // SAE International Journal of Engines. — 2017. — Vol. 10, iss. 2. — P. 695–700. — DOI: https://doi.org/10.4271/2017-01-1097.
2. Красневский, Л.Г. Прецизионное управление автоматическими трансмиссиями: итоги 50 лет развития / Л.Г. Красневский, С.Н. Поддубко // Механика машин, механизмов и материалов. — 2015. — № 4(33). — С. 5–13.
3. Progress in automotive transmission technology / X. Xu, P. Dong, Y. Liu, H. Zhang // Automotive Innovation. — 2018. — Vol. 1, iss. 3. — P. 187–210. — DOI: https://doi.org/10.1007/s42154-018-0031-y.
4. Тарасик, В.П. Многопрограммные системы управления ГМП / В.П. Тарасик, О.В. Пузанова // Автомобильная промышленность. — 2004. — № 1. — С. 16–20.
5. Басалаев, В.Н. Исследование процесса переключения передач под нагрузкой и оптимизация управления фрикционными муфтами механической трансмиссии / В.Н. Басалаев, А.В. Коваленко // Механика машин, механизмов и материалов. — 2011. — № 2(15). — С. 24–32.
6. Kim, S. Gear shift control of a dual-clutch transmission using optimal control allocation / S. Kim, J. Oh, S. Choi // Mechanism and Machine Theory. — 2017. — Vol. 113. — P. 109–125. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.02.013.
7. Куликов, И.А. Влияние управления крутящим моментом на ведущем валу автоматической ступенчатой трансмиссии на процессы переключения передач / И.А. Куликов, О.И. Гируцкий, И.А. Фисенко // Труды НАМИ. — 2022. — № 4(291). — С. 70–82. — DOI: https://doi.org/10.51187/0135-3152-2022-4-70-82.
8. Тарасик, В.П. Моделирование планетарной коробки передач / В.П. Тарасик // Вестник Белорусско-Российского университета. — 2018. — № 3(60). — С. 36–48. — DOI: https://doi.org/10.53078/20778481_2018_3_36.
9. Альгин, В.Б. Динамика многомассовых систем машин при изменении состояний фрикционных компонентов и направлений силовых потоков / В.Б. Альгин // Механика машин, механизмов и материалов. — 2014. — № 4(29). — С. 21–32.
10. Analysis and simulation of clutch engagement judder and stickslip in automotive powertrain systems / A. Crowther, N. Zhang, D.K. Liu, J.K. Jeyakumaran // Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. — 2004. — Vol. 218, iss. 12. — P. 1427–1446. — DOI: https://doi.org/10.1243/0954407042707731.
11. Deur, J. Modeling and analysis of automatic transmission engagement dynamics-nonlinear case including validation / J. Deur, J. Asgari, D. Hrovat // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. — 2006. — Vol. 128, iss. 2. — P. 251–262. — DOI: https://doi.org/10.1115/1.2192826.
12. Ivanovic, V. Bond graph based approach for modeling of automatic transmission dynamics / V. Ivanovic, H.E. Tseng // SAE International Journal of Engines. — 2017. — Vol. 10, iss. 4. — P. 1999–2014. — DOI: https://doi.org/10.4271/2017-01-1143.
13. Deur, J. Modeling of an automotive planetary gear set based on Karnopp model for clutch friction / J. Deur, J. Asgari, D. Hrovat // Dynamic Systems and Control: Proc. of the ASME 2003 Int. Mechanical Engineering Congress and Exposition: Vol. 1, 2, Washington, Nov. 15–21, 2003. — Washington, 2003. — Vol. 1–2. — P. 903–910. — DOI: https://doi.org/10.1115/IMECE2003-41693.
14. Курочкин, Ф.Ф. Метод выбора рациональных характеристик процесса переключения в автоматической коробке передач автомобиля: дис. … канд. техн. наук: 05.05.03 / Курочкин Филипп Филиппович; МГТУ им. Н.Э. Баумана. — М., 2008. — С. 33–37.
15. Coordinated control of gear shifting process with multiple clutches for power-shift transmission / B. Li, D. Sun, M. Hu [et al.] // Mechanism and Machine Theory. — 2019. — Vol. 140. — P. 274–291. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.06.009.
16. Шарипов, В.М. Конструирование и расчет тракторов / В.М. Шарипов. — М.: Машиностроение, 2004. — С. 246–247.
17. A survey and comparison of several friction force models for dynamic analysis of multibody mechanical systems / F. Marques, P. Flores, J.C. Pimenta Claro, H.M. Lankarani // Nonlinear Dynamics. — 2016. — Vol. 86, iss. 3. — P. 1407–1443. — DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-016-2999-3.
18. Åström, K.J. Revisiting the LuGre friction model / K.J. Åström, C. Canudas-de-Wit // IEEE Control Systems Magazine. — 2008. — Vol. 28, iss. 6. — P. 101–114. — DOI: https://doi.org/10.1109/MCS.2008.929425.
19. Патент WO/2015/009185, МПК F16H 47/08 2006.1, F16H 3/66 2006.1. Гидромеханическая коробка передач: № PCT/ RU2013/000613: заявлено 19.07.2013: опубл. 22.01.2015 / Нагайцев М.В., Нагайцев М.М., Тараторкин А.И., Харитонов С.А.; заявитель ООО «KATE». — URL: https://patentscope.wipo.int/search/ru/detail.jsf?docId= WO2015009185&_cid=P21-MBFCKQ-67861-1 (дата обращения: 20.05.2025).
20. Genta, G. Motor vehicle dynamics. Modeling and simulation / G. Genta. — Singapore: World Scientific Publishing Ltd, 2006. — 539 p.

С.С. ЩЕРБАКОВ, д-р физ.-мат. наук, проф., заместитель Председателя Президиума, Национальная академия наук Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь; главный научный сотрудник, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

На примере ряда технических систем ответственного назначения, изучаемых в трибофатике, рассмотрены технологии искусственного интеллекта в сравнении с математическим моделированием. Предлагается прикладное определение искусственного интеллекта как технической автоматизированной системы, а не набора конкретных технологий. Представлена трибофатическая методология последовательной постановки и решения задач взаимодействия системы многих тел с неизвестными заранее поверхностями контакта, определения и прогнозирования их трехмерного напряженно-деформированного состояния, состояния объемной повреждаемости и многокритериальных предельных состояний с учетом ее одновременного сложного термосилового нагружения контактными и неконтактными усилиями. Это позволило создать многоэлементные цифровые двойники ряда технических систем ответственного назначения, применяемые для оптимизации данных систем по повреждаемости и поддержки принятия управленческих решений. Предложен единый подход к применению искусственных нейронных сетей и математического моделирования в интеллектуальных моделях трибофатических и механотермодинамических систем. Показан положительный прямой эффект искусственных нейронных сетей на аппроксимацию результатов математического моделирования и обратный эффект от качественных данных, полученных в результате математического моделирования, на искусственные нейронные сети.

1. Сосновский, Л.А. О комплексной оценке надежности силовых систем / Л.А. Сосновский // Пути повышения технического уровня и надежности машин: тез. докл. Респ. науч.-техн. конф., Минск, 20–21 нояб. 1986 г. — Минск, 1986. — С. 29.
2. Сосновский, Л.А. Надежность и долговечность элементов силового металлополимерного трибосопряжения в процессе износоусталостных испытаний / Л.А. Сосновский // Надежность и долговечность машин и сооружений. — 1986. — № 9. — С. 93–102.
3. Сосновский, Л.А. Комплексная оценка надежности силовых систем по критериям сопротивления усталости и износостойкости (основы трибофатики): учеб.-метод. пособие / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелИИЖТ, 1988. — 56 с.
4. Слово о трибофатике: сборник / ред.-сост. А.В. Богданович. — Гомель; Минск; М.; Киев: Rеmika, 1996. — 132 с.
5. Щербаков, С.С. Математическое моделирование и вычислительная механика: потенциал для роста наукоемкой экономики / С.С. Щербаков // Наука и инновации. — 2019. — № 1(191). — С. 45–53.
6. Сосновский, Л.А. Основы трибофатики: учеб. пособие: в 2 т. / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелГУТ, 2003. — Т. 1. — 246 с.; Т. 2. — 234 с.
7. Sosnovskiy, L.A. Tribo-fatigue: wear-fatigue damage and its prediction / L.A. Sosnovskiy. — Berlin: Springer, 2005. — 424 p. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-27027-0.
8. Сосновский, Л.А. Механика износоусталостного повреждения / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелГУТ, 2007. — 434 с.
9. Щербаков, C.С. Механика трибофатических систем: моногр. / C.С. Щербаков, Л.А. Сосновский. — Минск: БГУ, 2011. — 407 с.
10. Sherbakov, S.S. On the development of tribo-fatigue as the new section of mechanics / S.S. Sherbakov, C. Basaran // International Journal of Materials and Structural Integrity. — 2021. — Vol. 14, no. 2–4. — P. 142–163. — DOI: https://doi.org/10.1504/IJMSI.2021.10050851.
11. Sosnovskiy, L.A. New cast iron Monica loses its brittleness with increasing strength / L.A. Sosnovskiy, S.S. Sherbakov // International Journal Materials and Structural Integrity. — 2023. — Vol. 15, no. 1. — P. 24–41. — DOI: https://doi.org/10.1504/IJMSI.2023.135888.
12. From fatigue and tribology to tribo-fatigue / L.A. Sosnovskiy, S.S. Sherbakov, M.M. Khonsari, A.V. Bogdanovich // International Journal of Materials and Structural Integrity. — 2021. — Vol. 14, no. 2–4. — P. 164–237. — DOI: https://doi.org/10.1504/IJMSI.2021.125815.
13. Журавков, М. Технологии искусственного интеллекта: системы компьютерного моделирования в прикладных исследованиях / М. Журавков, С. Босяков, С. Щербаков // Наука и инновации. — 2023. — № 4(242). — С. 43–51.
14. Prediction of threshold von-mises stress distribution of the sections of oil pipeline steel with internal corrosion defects using finite element analysis / S. Sherbakov, D. Podgayskaya, P. Kumar [et al.] // Engineering Solid Mechanics. — 2025. — Vol. 13, no. 3. — P. 299–316. — DOI: https://doi.org/10.5267/j.esm.2025.2.001.
15. Сосновский, Л.А. Принципы механотермодинамики / Л.А. Сосновский, С.С. Щербаков. — Гомель: БелГУТ, 2013. — 150 с.

Ю.Г. МАТВИЕНКО, д-р техн. наук, проф., заведующий отделом, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т.Д. БАЛАНДИН, младший научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Д.В. ЧЕРНОВ, канд. техн. наук, доц., старший научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Работа посвящена исследованию кинетики накопления повреждений в изделиях из полимерных композиционных материалов с использованием метода акустической эмиссии (АЭ). Для решения поставленной задачи предложен алгоритм обработки потоковых АЭ-параметров, основанный на совместном применении методов статистической обработки экспериментальных данных и моделей регрессионного анализа. В качестве наиболее информативных параметров, используемых при оценке степени поврежденности композитных образцов, были выбраны значения высокоуровневых квантилей p = 0,9 эмпирических функций распределения энергии переднего фронта [E_φ]_p=0,9 и усредненной частоты выбросов [N_i /t_i ]_p=0,9 импульсов АЭ. Расчет эмпирических функций распределения для выбранных АЭ-параметров осуществлялся с помощью метода оконных функций. Реализация предложенного алгоритма состоит в расчете весового содержания потоковых АЭ-параметров в сегментах I, II и III критериальной плоскости [E_φ]_p=0,9 – [N_i /t_i ]_p=0,9, сформированных на стадиях рассеянного трещинообразования в матрице (I), локального разрушения волокон (II) и интенсивного накопления повреждений в зоне концентрации напряжений (III) композитного образца. По динамике изменения весового содержания потоковых параметров в сегменте I (W_I) проведен синтез регрессионной модели, позволяющей оценить степень поврежденности контролируемых изделий по результатам АЭ-мониторинга. В качестве регрессионной модели использована дробно-рациональная функция первого порядка, коэффициенты которой были рассчитаны с помощью метода наименьших квадратов. Максимальное значение приведенной погрешности для предложенной эмпирической модели для исследуемого композитного материала не превышала γ = 3,6 %, а высокая степень корреляции модельных и экспериментальных данных подтверждается значением коэффициента детерминации R² = 0,94.

1. Deo, R.B. Low-cost composite materials and structures for aircraft applications / R.B. Deo, J.H. Starnes, R.C. Holzwarth // RTO AVT specialist meeting on Low Cost Composite Structures, Loen, May 7–11, 2001. — Neuilly-sur-Seine: NATO RTO, 2003.
2. Wu, Y. Application of carbon fiber composite materials in aircraft / Y. Wu // Applied and Computational Engineering. — 2024. — Vol. 61. — P. 245–248. — DOI: https://doi.org/10.54254/2755- 2721/61/20240969.
3. Smith, R.A. Composite defects and their detection / R.A. Smith // Materials science and engineering: in 3 volumes / EOLSS Publishers Co.; ed. R.D. Rawlings. — EOLSS Publishers Co., 2009. — Vol. 3 / ed. R.D. Rawlings. — 2009. — P. 103–143.
4. Иванов, В.И. Акустико-эмиссионная диагностика / В.И. Иванов, В.А. Барат. — М.: Спектр, 2017. — 362 с.
5. Application of acoustic emission method for the evaluation of the micromechanics of destruction of fiberglass materials under static load / M. Urbaha, K. Stefański, M. Banov, V. Shestakov // Aviation. — 2020. — Vol. 24. no. 4. — P. 169–176. — DOI: https://doi.org/10.3846/aviation.2020.12661.
6. Степанова, Л.Н. Исследование процесса разрушения образцов из композиционных материалов методом акустической эмиссии / Л.Н. Степанова, В.В. Чернова // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2014. — № 3(663). — С. 118–124.
7. Ghadarah, N.S. A review on acoustic emission testing for structural health monitoring of polymer-based composites / N.S. Ghadarah, D. Ayre // Sensors. — 2023. — Vol. 23. iss. 15. — DOI: https://doi.org/10.3390/s23156945.
8. Rupture tests of reinforcing fibers and a unidirectional laminate using acoustic emissions / N.A. Makhutov, Yu.G. Matvienko, V.I. Ivanov [et al.] // Instruments and Experimental Techniques. — 2022. — Vol. 65, iss. 2. — P. 305–313. — DOI: https://doi.org/10.1134/S0020441222020014.
9. Acoustic emission-based methodology to evaluate delamination crack growth under quasi-static and fatigue loading conditions / M. Saeedifar, M.A. Najafabadi, K. Mohammadi [et al.] // Journal of Nondestructive Evaluation. — 2018. — Vol. 37, iss. 7. — DOI: https://doi.org/10.1007/s10921-017-0454-0.
10. Acoustic emission monitoring for damage diagnosis in composite laminates based on deep learning with attention mechanism / J. Du, J. Zeng, C. Chen [et al.] // Mechanical Systems and Signal Processing. — 2025. — Vol. 222. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2024.111770.
11. Multi-variant damage assessment in composite materials using acoustic emission / M. Gee, S. Roshanmanesh, F. Hayati, M. Papaelias // Sensors. — 2025. — Vol. 25, iss. 12. — DOI: https:// doi.org/10.3390/s25123795.
12. Time-frequency analysis of acoustic emission signals in composite materials under repeated impact conditions / J. Du, Y. Bao, W. Wang [et al.] // Polymer Composites. — 2025. — Vol. 46, iss. 13. — P. 12407–12420. — DOI: https://doi.org/10.1002/pc.29752.
13. Clustering of interlaminar and intralaminar damages in laminated composites under indentation loading using Acoustic Emission / M. Saeedifar, M.A. Najafabadi, D. Zarouchas [et al.] // Composites Part B: Engineering. — 2018. — Vol. 144. — P. 206–219. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.028.
14. Flexural damage and failure behavior of 3D printed continuous fiber composites by complementary nondestructive testing technology / Z. Pan, W. Zhou, K. Zhang [et al.] // Polymer Composites. — 2022. — Vol. 43, iss. 5. — P. 2864–2877. — DOI: https://doi.org/10.1002/pc.26582.
15. Ли, В. Кластерный анализ данных акустической эмиссии слоистых композитных материалов с различной ориентацией межфазных волокон на основе модели гауссовой смеси / В. Ли, Ц. Чэн, П. Цзян, И. Лю // Дефектоскопия. — 2023. — № 3. — С. 14–30. — DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308223030028.