Традиционно сотрудники кафедры занимаются научно-исследовательской работой по следующим научным направлениям: 

Строительная механика и теория упругости

•  Разработка теории методов расчета упругих элементов, приборов и машин (стержни, пластины, оболочки) при статических нагрузках. Упругие элементы (стержни, пластины, оболочки) имеют очень широкое применение в самых разных областях техники. Особенно широко они распространены в приборостроении, где используются в качестве акселерометров, частотных датчиков, механических низкочастотных фильтров, аккумуляторов механической энергии, в информационно-измерительных и мехатронных системах. Задачами, связанными с расчетом упругих элементов приборов, кафедра РК-5 занимается с 1950 года. За цикл работ по теории и методам расчета упругих элементов авиационных приборов и внедрение методик расчета в практику проектирования канд. техн. наук, доцент Л.Е. Андреева удостоена в 1978 году Государственной премии.
•  Проектирование и расчет упругих чувствительных элементов, входящих в информационно-измерительные и управляющие системы. Расчет чувствительных механических элементов, предназначенных для передачи информации, требует нетрадиционных методов оценки их качества, так как они входят в системы передачи информации, где все элементы информационно-измерительных и управляющих устройств оцениваются по критериям теории информации. К таким нетрадиционным с точки зрения расчетов на «прочность» и жесткость упругих элементов задачам относятся оценки их качества с использованием терминов критериев теории информации. К ним можно отнести восстановление сигналов, проходящих через упругие чувствительные элементы, оценки искажения передаваемых сигналов (энтропия информации) из-за механических и диссипативных свойств материала упругих элементов и помех на входе. Поэтому разрабатывались метода расчета упругих элементов, позволяющие оценивать потери и искажения передаваемых сигналов (энтропию информации), вызванную как наличием случайных помех, так и физическими свойствами самих упругих элементов. Разработка численных методов расчета пространственно-криволинейных стержневых упругих элементов, приборов, машин и конструкций при статических нагрузках; численные метода исследования нетрадиционных задач устойчивости стержневых и оболочечных элементов конструкций с анализом бифуркаций состояния равновесия, когда потеря устойчивости может произойти относительно состояния равновесия, которое описывается нелинейными уравнениями.
•  В области теории упругости кафедра занималась и занимается развитием теории и методов расчета при статических нагрузках трехмерных элементов конструкции. Разрабатывают методы рвения задач статики элементов конструкций в линейной и нелинейной постановках. В основном разработка методов решения прикладных задач, относящихся к теории упругости, связана с проектированием различного типа сплошных амортизаторов для зашиты объектов от внешних воздействий (система амортизации транспорта, ракет, приборов, энергетического оборудования, автомобильных шин); с проектированием резино-кордных оболочек.

Прикладная теория пластичности и ползучести

(д.т.н. проф. Данилов В.Л.,   к.т.н.  доцент Зарубин С. В.)

Научно-исследовательская работа кафедры в области пластичности и ползучести связана со следующими направлениями.

•  Обобщение результатов экспериментальных исследований необратимого деформирования и разрушения металлических материалов, проводимых как сотрудниками кафедры, так и опубликованных в последнее время в научно-технической литературе. На основании этих исследований сформулированы определяющие уравнения состояния пластических и вязких тел, обладающих анизотропией физико-механических свойств, фазовыми превращениями, сверхпластичностью, кратковременной ползучестью, пористостью, эффектом памяти формы, радиационными, тепловыми и химическими эффектами, поврежденностью.
•   Формулировка математических моделей на основе установленных закономерностей прогрессивных технологических процессов, таких как непрерывная разливка стали ответственного назначения, газостатическая штамповка, прессование порошковых материалов, обработка давлением кристаллизующихся металлов, находящихся в твердо-жидком состоянии, индукционная закалка, термообработка. Исследования закономерностей ползучести и разрушения циркониевых сплавов позволили сформулировать концепцию безопасности эксплуатации топлива атомных электростанций.
•   Разработка численных методов расчета и эффективных алгоритмов и компьютерных программ на основе метода конечных элементов для анализа температурного, фазового, напряженно-деформированного и прочностного состояний неоднородных составных тел с изменяющимися границами при больших неупругих деформациях. Расширение возможностей сертифицированных коммерческих программных продуктов для решения связанных задач термопластичности, ползучести и разрушения тел.
•  Исследование в сотрудничестве с ВНИИМЕТМАШ и ЦНИИЧЕРМЕТ практических задач совершенствования конструкции оборудования, повышения его эффективности, надежности и качества продукции прокатного, штамповочного в металлургического производства. Патентование принципиально новых научно-практических решений. Разработки в области непрерывной разливки стали удостоены премии правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2003 год.
•   Разработка в рамках единого заказ-наряда Министерства образования и науки РФ, а также в сотрудничестве с ОКБ «Гидропресс», НИКИЭТ, ИМАШ РАН методов анализа и программного обеспечения для исследования термомеханического состояния активной зоны и корпуса реактора АЭС в случае аварии, связанной с потерей теплоносителя в первом контуре реактора, и для обоснования мер повышения безопасности реакторов типа ВВЭР-1000. За цикл работ по экспериментальному обоснованию математической теории ползучести профессор Н.Н. Малинин в составе коллектива был удостоен в 1990 году Государственной премии РСФСР. 

Теория колебаний и устойчивости

(д.т.н. проф. Нарайкин О.С.,  д.т.н. Воронов С. А,  д.т.н. проф. Гуськов С.А.,  к.т.н. Горбатовский А. А. )

Основные научные и прикладные проблемы в области теории колебаний и динамической устойчивости, которые разрабатывают на кафедре.

•   Численные методы определения комплексных собственных значений (неконсервативные задачи динамики) и собственных векторов. Методы определения критических значений следящих и мертвых сил при анализе статической и динамической устойчивости стержней. Исследование устойчивости стержневых элементов, когда потеря устойчивости происходит относительно нагружен ного состояния, которое определяется из нелинейных уравнений равновесия.
•   Теория и численные методы анализа напряженно-деформированного состояния упругих элементов при линейных и нелинейных нестационарных колебаниях, вызванных распределенными и сосредоточенными силами, кинематическим возбуждением, импульсными нагрузками.
•   Разработка численных методов приближенного решения систем линейных уравнений малых колебаний в частных производных.
•   Теория и численные методы исследования стационарных и нестационарных колебаний стержней, нагруженных сосредоточенными силами и моментами, имеющими локальные связи (с использованием обобщенных функций).
•   Численные методы определения собственных векторов при исследовании колебаний стержней, имеющих сосредоточенные массы и локальные связи.
•   Теория и методы расчета элементов конструкций, взаимодействующих с потоком жидкости или воздуха (задачи аэрогидроупругости). Расчет трубопроводов, заполненных потоком жидкости. Расчет стержней, взаимодействующих с потоком жидкости или воздуха с определением критических скоростей потока, при которых имеет место дивергенция или флаттер.
•   Теория и численные методы исследования задач динамики абсолютно гибких стержней. Приближенные методы исследования параметрических колебаний шлангов, заполненных потоком идеальной несжимаемой жидкости.
•   Теория и численные методы анализа технологических (динамических) режимов при обработке металлов резанием (вибрационная обработка металлов резанием; автоколебания инструмента, возникающие при обработке металлов резанием). За цикл работ по динамике старта ракет профессор В.А.Светлицкий в составе коллектива был удостоен в 1990 году премии Совета Министров СССР.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА И НАДЁЖНОСТЬ

Научно-исследовательская работа кафедры в области статистической механики и теории надежности механических систем связана с разработкой следующих тем:

•   Численные методы определения вероятностных характеристик компонент вектора состояния механических систем с конечным числом степеней свободы при стационарных и нестационарных колебаниях, вызванных случайными силами.
•    Приближенные методы определения вероятностных характеристик напряженно-деформированного состояния механических систем с распределенными параметрами (упругих элементов приборов, машин и конструкций, нагруженных случайными силами).
•    Методы расчета упругих элементов при действии случайных нагрузок с оценкой точности работы приборов и влиянием случайных воздействий на динамические характеристики. Анализ информационных свойств упругих элементов с оценкой искажений при передаче информации.
•    Теория и численные методы исследования нестационарных колебаний механических систем при действии случайных нагрузок с неполной статистической информацией.
•    Методы численного определения вероятности безотказной работы (надежности) упругих элементов при малом числе нагружений.
•    Методы численной оценки живучести элементов конструкций (развитие усталостных трещин при случайных воздействиях). Механика разрушений и экспериментальная механика Механика разрушения. 

МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕХАНИКА

 Научно-исследовательская работа кафедры в области механика разрушения и экспериментальной механики связана со следующими направлениями:

• Проведение экспериментальных исследований по изучению пластичности и ползучести инструментальных сталей в процессе термической обработки и получение уравнений состояния для неизотермического упруговязкопластического деформирования материала с нестационарной структурой.
• Создание математических моделей формирования структуры и остаточных напряжений в деталях в процессе термической обработки, сварки, наплавки и других видов термонагружения, основанных на решении связанной задачи термоупруговязкопластичности для материала с нестационарной структурой.
• Разработка численных итерационных методов и программных средств для определения коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) по фронту дисковых трещин для объемных задач механики разрушения, основанных на методе сечений.
• Выработка подходов к оценке трещиностойкости и живучести темонагруженных деталей в процессе эксплуатации с учетом остаточных технологических напряжений.
• Разработка в конечно-элементной среде ANSYS математических моделей различных деталей с внутренними эллиптическими и внешними полуэллиптическими трещинами при разнообразных видах нагружения, в том числе и термонагружения.
• Создание основанных на методе конечных элементов программных средств для математического моделирования траектории распространения магистральной трещины обобщенного нормального отрыва в плоских и осесимметричных задачах теории упругости.

Институты РАН и другие крупные научные центры:

НИЦ "Курчатовский Институт"

ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН

Институт кристаллографии РАН

ИПмех РАН

ИПЛИТ РАН

ЦНИИ "Электроприбор"

ОАО "Аэроприбор-Восход"

ОАО «ВНИИИНСТРУМЕНТ»

ЦАГИ

НИКИЭТ

РКК "Энергия" им. С.П. Королёва

ОАО "Туполев";

ЦИАМ им. П.И. Баранова;

«НПЦ газотурбостроения «САЛЮТ»

МИЭТ

НИИ ФП им Ф.В. Лукина

ЗАО "NT-MDT"

Airbus Group

Основные направления учебно-педагогической деятельности кафедры:

Прикладная теория упругости и строительная механика машин (д.т.н. проф. Белкин А.Е., д.т.н. проф. Сорокин Ф.Д., доц. к.т.н. Одинцов О. А. )

Прикладная теория пластичности и ползучести (д.т.н. проф. Данилов В.Л., к.т.н. доц. Зарубин С. В.)

Механика разрушения и физика прочности (д.т.н. проф. Данилов В.Л., д.т.н. проф.Покровский А.М., к.т.н. доц.  Шашурин Г. В.)

Теория колебаний,статистическая динамика и теория надежности (д.т.н. проф. Нарайкин О.С.,  д.т.н. проф. Воронов С. А, д.т.н. проф. Гуськов А. М, д.т.н. проф. Гусев А. С.,  д.т.н., к.т.н  доц. Киселёв И. А.)

Методы и техника экспериментального исследования динамики и прочности машин (д.т.н. проф. Разумовский  И. А.,  д.т.н проф. Пановко Г. Я.)

Механика биотехнических систем (д.т.н. проф. Нарайкин О.С.,  д.т.н. Сорокин Ф.Д.)

Вычислительная механика (д.т.н. проф. Гаврюшин С. С, д.т.н. проф. Белкин А.Е., д.т.н. проф. Сорокин Ф.Д.,к.т.н. доц. Зарубин С. В., доц. к.т.н. Одинцов О. А.)