Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Русский Русский
English English

Проезд
Карта сайта
НовостиОб институтеЛабораторииСоветыДиссертационный советОбразованиеКонференции, семинарыЖурналы, книги, ресурсыБиблиотекаПрофсоюзСотрудникам
Главная > Структура > Лаборатории > Трибологии > Юбилейные материалы 2025

Лаборатория трибологии. Юбилейные материалы и достижения 2015–2025 к 60-летию ИПМех РАН

ИПМех РАН 60 лет
Юбилейные материалы 2025
к 60-летию ИПМех РАН

Наиболее значимые результаты за 2015–2025 гг.

  1. Теоретико-экспериментальное исследование фрикционного взаимодействия высокоэластичных материалов

    Разработаны модели, описывающие фрикционное взаимодействие высокоэластичных материалов. В этих моделях учитывались два основных механизма, приводящих к рассеиванию энергии при трении: адгезионный и гистерезисный. Результаты моделирования проверены в экспериментах с различными видами резин, которые используются для производства автомобильных шин. Сотрудники лаборатории разработали методики проведения таких экспериментов, которые позволяют исследовать трение в широком диапазоне скоростей скольжения, нагрузок и температур.


    • Топография поверхности резины
      с углеродными нанотрубками
      после испытаний на износ

    • Карта трения, построенная
      по экспериментальным данным,
      полученным при скольжении
      резины по шероховатой поверхности
    1. Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю., Морозов А.В., Степанов Ф.И. Трение эластомеров. Моделирование и эксперимент. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2017. 204 с.
    2. Морозов А.В., Буковский П.О. Методика построения карты трения для протекторной резины, скользящей по шероховатой поверхности // Трение и износ. 2018. Т. 39. № 2. С. 166-174.
      = Morozov A.V., Bukovskiy P.O. Method of Constructing a 3D Friction Map for a Rubber Tire Tread Sliding Over a Rough Surface // J. Frict. Wear. 2018. Vol. 39. No. 2. P. 129-136. DOI: 10.3103/S1068366618020113
    3. Морозов А.В., Петрова Н.Н. Методика оценки коэффициента трения уплотнительных морозостойких резин // Трение и износ. 2016. Т. 37. № 2. С. 162-167.
      = Morozov A.V., Petrova N.N. Method of evaluating the coefficient of friction of frost-resistant sealing rubbers // J. Frict. Wear. 2016. Vol. 37. No. 2. P. 124-128. DOI: 10.3103/S1068366616020124
    4. Makhovskaya Y. Effect of surface relief on sliding friction of viscoelastic bodies // Acta Mech. 2021. Vol. 232. No. 5. P. 1933-1942. DOI: 10.1007/s00707-020-02864-8
  2. Моделирование контактно-адгезионного взаимодействия гладких и шероховатых однородных и слоистых упругих тел

    Разработаны модели, описывающие взаимодействие гладких и шероховатых однородных и слоистых деформируемых тел с учетом адгезионных сил различной природы (капиллярная и молекулярная адгезия). Результаты моделирования использовались для определения механических характеристик материалов, участвующих в процессе наноиндентирования, а также для определения адгезионной составляющей силы трения.


    • Схема контактирования шероховатых
      поверхностей при наличии адгезии
    1. Goryacheva I., Makhovskaya Y. Discrete Contact Mechanics with Applications in Tribology. Elsevier. 2022. 220 p. DOI: 10.1016/C2019-0-03650-3
    2. Маховская Ю.Ю. Адгезионное взаимодействие упругих тел c регулярным поверхностным рельефом // ПММ. 2020. Т. 84. Вып. 2. С. 242-255. pmm.ipmnet.ru/ru/Issues/2020/84-2/242 DOI: 10.31857/S0032823520020058
      = Makhovskaya Y.Y. Adhesive interaction of elastic bodies with regular surface relief // Mech. Solids. 2020. Vol. 55. No. 7. P. 1105-1114. DOI: 10.3103/s0025654420070134
    3. Морозов А.В., Маховская Ю.Ю., Кравчук К.С. Влияние адгезионных свойств и текстуры поверхности ламинированной фанеры на коэффициент трения с резиной // Трение и износ. 2021. Т. 42. № 4. С. 437-449. DOI: 10.32864/0202-4977-2021-42-4-437-449
      = Morozov A.V., Makhovskaya Y.Y., Kravchuk K.S. Influence of adhesive properties and surface texture of laminated plywood on rubber friction // J. Frict. Wear. 2021. Vol. 42. No. 4. P. 281-289. DOI: 10.3103/s1068366621040085
    4. Маховская Ю.Ю. Капиллярная адгезия упругих тел в условиях частичного проскальзывания // ПММ. 2022. Т. 86. Вып. 2. С. 235-250. pmm.ipmnet.ru/ru/Issues/2022/86-2/235 DOI: 10.31857/S0032823522020072
      = Makhovskaya Y.Y. Capillary adhesion of elastic bodies under the conditions of partial slip // Mech. Solids. 2022. Vol. 57. No. 7. P. 1689-1700. DOI: 10.3103/S0025654422070123
  3. Моделирование контактно-усталостного разрушения поверхностных слоев материалов

    Разработан подход к моделированию контактно-усталостного разрушения подповерхностных слоев материалов, подвергающихся циклическому нагружению в условиях контактного взаимодействия. Подход применим для прогнозирования контактно-усталостного изнашивания взаимодействующих тел, накопления контактно-усталостных повреждений в колесах и рельсах, подшипниках качения, прогнозирования отслаивания покрытий и т.д.


    • Характеристики процесса изнашивания:
      полный износ (а) и
      среднеквадратичное отклонение профиля (б)
      как функции времени для
      К=1 (1), К=0 (2);
      K – коэффициент теплового расширения
    1. Бондарь В.С., Горячева И.Г., Матвиенко Ю.Г. и др. Расчет ресурса трибосопряжений по критерию износа. М.: Московский Политех, 2019. 192 с. elibrary
    2. Торская Е.В. Моделирование усталостного изнашивания тел с покрытиями при фрикционном нагружении // Физ. мезомех. 2016. Т. 19. № 1. С. 68-74. elibrary
      = Torskaya E.V. Modeling of fatigue damage of coated bodies under frictional loading // Phys. Mesomech. 2016. Vol. 19. No. 3. P. 291-297. DOI: 10.1134/S1029959916030073
    3. Almuramady N., Borodich F.M., Goryacheva I.G., Torskaya E.V. Damage of functionalized self-assembly monomolecular layers applied to silicon microgear MEMS // Tribology International. 2019. Vol. 129. No. 1. P. 202-213. DOI: 10.1016/j.triboint.2018.07.049
    4. Торская Е.В., Горячева И.Г., Муравьева Т.И., Щербакова О.О., Цуканов И.Ю., Мещерякова А.Р., Шкалей И.В., Заграничек К.Л., Захаров С.М., Шур Е.А. Контактно-усталостные повреждения материала рельсов в области сварных стыков // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25. № 5. C. 12-25. DOI: 10.55652/1683-805X_2022_25_5_12
      = Torskaya E.V., Goryacheva I.G., Muravyeva T.I., Shcherbakova O.O., Tsukanov I.Yu., Meshcheryakova A.R., Shkaley I.V., Zagranichek K.L., Zakharov S.M., Shur E.A. Rolling contact fatigue damage in welded rail steel joints // Phys. Mesomech. 2023. Vol. 26. No. 1. P. 7-18. DOI: 10.1134/S1029959923010022
  4. Теоретико-экспериментальное исследование изнашивания волокнистых композиционных материалов

    Построена модель изнашивания волокнистых композиционных материалов, основанная на рассмотрении как процессов формоизменения поверхности композита при фрикционном взаимодействии, так и на анализе механизмов вырывания волокна из матрицы. Модель использована для оптимизации структуры углерод-углеродных материалов, используемых в авиационных тормозах. Разработана экспериментальная методика определения трибологических свойств (коэффициента трения и износостойкости) УУКМ в стационарных режимах трения с использованием метода планирования и анализа эксперимента.


    • Установка для испытаний материалов
      на трение и износ при высокой
      температуре в регулируемой атмосфере

    • Проведение испытаний на установке
      на трение и износ при высокой
      температуре в регулируемой атмосфере

    • Моделирование расположения пучков
      и отдельных волокон на поверхности трения

    • Расчётная форма изношенной поверхности
    1. Буковский П.О., Морозов А.В., Кулаков В.В. и др. Триботехнические свойства углерод-углеродных фрикционных композитов при высоких температурах // Трение и износ. 2022. Т. 43. № 5. С. 491-501. DOI: 10.32864/0202-4977-2022-43-5-491-501
      = Bukovskiy P.O., Morozov A.V., Kulakov V.V. et al. High-temperature tribotechnical properties of carbon–carbon friction composites // J. Frict. Wear. 2022. V. 43. No. 5. P. 491-501. DOI: 10.3103/S1068366622050026
    2. Буковский П.О., Горячева И.Г. Теоретико-экспериментальное исследование контактно-усталостного разрушения углерод-углеродных композитов // Трение и износ. 2021. Т. 42. № 5. С. 539-551. DOI: 10.32864/0202-4977-2021-42-5-539-551
      = Bukovskiy P.O., Goryacheva I.G. Theoretical and experimental study of fatigue failure of contact in carbon–carbon composites // J. Frict. Wear. 2021. Vol. 42. No. 5. P. 349-358. DOI: 10.3103/S1068366621050032
    3. Горячева И.Г., Шпенев А.Г., Буковский П.О., Щербакова О.О., Муравьева Т.И., Кривошеев А.Ю., Каледин А.В., Шикунов С.Л., Курлов В.Н. Трибологические свойства углеродного тканевого композита при разной ориентации слоев ткани к направлению движения при трении // Трение и износ. 2023. Т. 44. № 6. С. 493-503. DOI: 10.32864/0202-4977-2023-44-6-493-503
      = Goryacheva I.G., Shpenev A.G., Bukovskii P.O., Shcherbakova O.O., Muravyeva T.I., Krivosheev A.Yu, Kaledin A.V., Shikunov S.L., Kurlov V.N. Tribological properties of a carbon fabric composite with different orientations of fabric layers to the movement direction during friction // J. Frict. Wear. 2023. Vol. 44. No. 6. P. 325-332. DOI: 10.3103/S1068366623060065
    4. Goryacheva I.G., Meshcheryakova A.R. Modeling of surface fracture in friction interaction of fiber composites // Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics. 2021. Vol. 14. No. 6. P. 690-699. DOI: 10.17516/1997-1397-2021-14-6-690-699
  5. Методы управления трением в трибосопряжениях

    Изучено влияние структуры антифрикционных многокомпонентных алюминиевых сплавов на их трибологические и адгезионные свойства. Предложена модель, объясняющая процесс выделения мягкой фазы в зону трения (эффект самосмазывания) в условиях фрикционного взаимодействия. Также разработаны экспериментальные методы оценки триботехнических свойств алюминиевых сплавов различной структуры и проведены трибологические испытания.


    • Модель образования смазывающей
      пленки на поверхности
      многокомпонентного сплава,
      состоящего из матрицы и включений
    1. Белов Н.А., Гершман Е.И., Гершман И.С., Горячева И.Г., Загорский Д.Л., Котова Е.Г., Маховская Ю.Ю., Мезрин А.М., Миронов А.Е., Муравьева Т.И., Сачек Б.Я., Столярова О.О., Торская Е.В. Алюминиевые сплавы антифрикционного назначения. М.: Изд. Дом МИСиС. 2016.
    2. Сачек Б.Я., Мезрин А.М., Муравьёва Т.И., Столярова О.О. Комплексная экспресс-оценка триботехнических свойств антифрикционных алюминиевых сплавов методом склерометрии // Трение и износ. 2016. Т. 37. № 5. С. 606-613.
      = Sachek B.Ya., Mezrin A.M., Muravyeva T.I., Stolyarova O.O. The complex express evaluation of tribotechnical properties of antifriction aluminum alloys by sclerometric tests // J. Frict. Wear. 2016. Vol. 37. No. 5. P. 469-475. DOI: 10.3103/S1068366616050160
    3. Маховская Ю.Ю., Горячева И.Г. Моделирование выделения мягкой фазы на поверхность многокомпонентного алюминиевого сплава при трении // Физ. мезомех. 2016. Т. 19. № 1. С. 15-23. www.ispms.ru/journal/arkhiv-nomerov/432/2261/
      = Makhovskaya Y.Y., Goryacheva I.G. Modeling of soft phase transfer to the surface of multicomponent aluminum alloy in friction // Phys. Mesomech. 2016. Vol. 19. No. 3. P. 239-247. DOI: 10.1134/s1029959916030024
    4. Goryacheva I.G., Makhovskaya Y.Y. Modeling of fiber composite wear // Multiscale Solid Mechanics. Vol. 141. Springer, Cham., 2021. P. 163-174. DOI: 10.1007/978-3-030-54928-2_13
  6. Изучение влияния микрогеометрии поверхности на характеристики контактного взаимодействия (подвижный и неподвижный контакт)

    Построены модели взаимодействия деформируемых тел в условиях нормального и фрикционного контакта, учитывающие макроформу тел и их поверхностный микрорельеф. Построенные модели позволяют оценить влияние параметров микрорельефа на характеристики контактного взаимодействия (площадь контакта, распределение контактных и внутренних напряжений), а также процессы трения и износа. Полученные оценки могут быть использованы для достижения необходимых свойств трибосопряжений за счет изменения микрогеометрии их контактной поверхности.


    • Постановка задачи дискретного контакта
    1. Горячева И.Г., Цуканов И.Ю. Развитие механики дискретного контакта с приложениями к исследованию фрикционного взаимодействия деформируемых тел (обзор) // ПММ. 2020. Т. 84. Вып. 6. С. 757-789. pmm.ipmnet.ru/ru/Issues/2020/84-6/757 DOI: 10.31857/S0032823520060053
      = Goryacheva I.G., Tsukanov I.Y. Development of discrete contact mechanics with applications to study the frictional interaction of deformable bodies // Mech. Solids. 2020. Vol. 55. No. 8. P. 1441-1462. DOI: 10.3103/S0025654420080099
    2. Горячева И.Г., Мещерякова А.Р. Моделирование накопления контактно-усталостных повреждений и изнашивания в контакте неидеально гладких поверхностей // Физ. мезомех. 2022. Т. 25. № 4. С. 44-53. DOI: 10.55652/1683-805X_2022_25_4_44
      = Goryacheva I.G., Meshcheryakova A.R. Modeling of contact fatigue damage accumulation and wear between contacting imperfectly smooth surfaces // Phys. Mesomech. 2022. Vol. 25. No. 6. P. 514-522. DOI: 10.1134/s1029959922060042
    3. Yakovenko A.A., Goryacheva I.G. Analysis of the discrete contact characteristics based on the greenwood–williamson model and the localization principle // Friction. 2024. Vol. 12. No. 5. P. 1042-1056. DOI: 10.1007/s40544-023-0849-0
    4. Goryacheva I., Yakovenko A. Modeling of the combined effect of the surface roughness and coatings in contact interaction // Lubricants. 2024. Vol. 12. No. 3. 68. DOI: 10.3390/lubricants12030068
  7. Управление сцепными свойствами поверхностей деформируемых тел с помощью нанесения микрорельефа

    Создание рационального рельефа (текстуры) на поверхностях является одним из ключевых методов для управления сцепными свойствами при различных режимах трения. Для выбора оптимальной формы и параметров микрорельефа разработаны математические модели, основанные на решении задач механики контактного взаимодействия. Эти модели позволяют решать задачу определения рациональной геометрии рельефа для обеспечения необходимых сцепных свойств. Результаты моделирования апробированы в ходе лабораторных трибологических испытаний.


    • Топографии поверхности ламинированных фанер,
      имеющих различный заданный микрорельеф

    • Топографии поверхности ламинированных фанер,
      имеющих различный заданный микрорельеф

    • Зависимость коэффициента трения от скорости скольжения
      для двух разных текстур фанеры (сплошные и штриховые линии)
      при одной и той же шероховатости и
      различном номинальном давлении:
      0.1 МПа (1), 0.3 МПа (2), 0.5 МПа (3)
    1. Goryacheva I., Makhovskaya Y. Discrete Contact Mechanics with Applications in Tribology. Elsevier. 2022. 220 p. DOI: 10.1016/C2019-0-03650-3 DOI: 
    2. Makhovskaya Y. Effect of surface relief on sliding friction of viscoelastic bodies // Acta Mech. 2021. Vol. 232. No. 5. P. 1933-1942. DOI: 10.1007/s00707-020-02864-8
    3. Маховская Ю.Ю., Морозов А.В. Влияние текстурирования поверхности в форме выемок на трение скольжения в контакте с вязкоупругим материалом // Изв. РАН. МТТ. 2022. № 4. С. 90-102. mtt.ipmnet.ru/ru/Issues/2022/4/90 DOI: 10.31857/S0572329922040080
      = Makhovskaya Y.Y., Morozov A.V. Influence of groove-textured surface on sliding friction in contact with a viscoelastic material // Mech. Solids. 2022. Vol. 57. No. 4. P. 759-769. DOI: 10.3103/S0025654422040148
    4. Lyubicheva A.N., Tsukanov I.Y. The influence of 2d periodic surface texture on the partial slip problem for elastic bodies // European Journal of Mechanics, A/Solids. 2022. Vol. 91. 104405. DOI: 10.1016/j.euromechsol.2021.1044053

Из истории лаборатории

Лаборатория основана в 1972 году по инициативе двух выдающихся ученых – академика А.Ю. Ишлинского и П.А. Ребиндера. Первым заведующим стал доктор технических наук, профессор Н.М. Михин, который возглавлял лабораторию с 1972 по 1989 годы. В 1989 году его сменил кандидат технических наук М.Н. Добычин, который руководил лабораторией до 1996 года. С 1996 года и по настоящее время ее возглавляет академик РАН И.Г. Горячева. В лаборатории делали свои первые шаги в науке впоследствии известные ученые академик НАНБ Мышкин Н.К., профессор Криони Н.К. и др. Сотрудники лаборатории удостаивались следующих премий и наград: Международной золотой медали по трибологии / Tribology Gold Medal (Горячева И.Г., 2009), премии Правительства РФ в области науки и техники (Горячева И.Г., 2007), медали Академии наук СССР и России для молодых ученых, присужденных И.А. Солдатенкову (1980) и А.А. Яковенко (2019), премии правительства Москвы молодым ученым (Столярова О.О. и Мезрин А.М., 2015), премии им. С.В. Ковалевской (Горячева И.Г., 2024).

Основными научными направлениями лаборатории трибологии являются теоретические и экспериментальные исследования влияния на характеристики контактного взаимодействия и трения механических свойств контактирующих тел, адгезии, поверхностного микрорельефа, а также изучение механизмов износа тел и прогноз долговечности трибосопряжений.

За время работы коллективом лаборатории выпущено 9 монографий, а также публикуются десятки статей в реферируемых научных журналах каждый год. На сегодняшний день в состав лаборатории входят 19 человек, из которых 5 докторов и 11 кандидатов наук.


  • Михин Н.М. (1939–1991)
    д.т.н.,
    зав. лаб. 1972–1989

  • Добычин М.Н. (1938–2011)
    к.т.н.,
    зав. лаб. 1989–1996

  • Ирина Георгиевна Горячева
    д.ф.-м.н., академик РАН,
    зав. лаб. 1996–наст.вр.

  • Академик НАН Беларуси д.т.н. Н.К. Мышкин;
    в 1973 г. поступил и в 1976 г. окончил
    очную аспирантуру Института проблем механики АН СССР,
    в котором работал младшим научным сотрудником
    лаборатории трибологии до 1977 г.

  • Криони Н.К.
    (ректор УГАТУ 2015–2019);
    в 1981-1985 гг. был аспирантом
    Института проблем механики АН СССР

  • Вручение Международной золотой медали по трибологии
    академику И.Г. Горячевой
    (посольство Великобритании, Москва, 2010 г.)

  • Вручение премии Правительства Москвы
    молодым ученым Столяровой О.О. и Мезрину А.М.
    (Москва 2015 г.)

  • Вручение медали РАН
    для студентов высших учебных заведений
    Яковенко А.А. (Президиум РАН, 2019 г.)

  • Коллектив лаборатории трибологии (2005 г.)

  • Коллектив лаборатории трибологии (2008 г.)

  • Коллектив лаборатории трибологии (2021 г.)

  • Коллектив лаборатории трибологии (2024 г.)

  • Обучение сотрудников лаборатории
    проведению исследований на оптическом
    бесконтактном профилометре S Neox
    (2021 г.)

  • Проведение трибологических испытаний
    твердосмазочных покрытий совместно
    с Индийскими коллегами (2024 г.)

Информация на февраль 2025 г.