| Обратная связьРассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
Содержание 2 номера
за 2026 год
Информационно-интеллектуальная система проектирования и строительства лесовозных автомобильных дорог в условиях пониженных температур
В статье рассматриваются вопросы разработки и применения информационно-интеллектуальных систем (ИИС) для совершенствования технологий строительства автомобильных дорог в условиях пониженных температур. Предложена семиуровневая архитектура ИИС, охватывающая сбор данных с IoT-датчиков, обработку в облачной платформе, нейросетевое прогнозирование, нечёткологическое управление (метод Мамдани), ПИД-регулирование температурных параметров и многокритериальную оптимизацию (метод Парето). Разработан математический аппарат для расчёта прогнозной точности нейросетевой модели (CNN-LSTM), информационной энтропии управленческих решений, надёжности аппаратной части и показателей экономической эффективности. Проведена верификация системы на 7 реальных объектах в дорожно-климатических зонах I-III. Комплексный показатель качества дорожного покрытия вырос с 68-75 до 90-94%, доля бракованной АБС снизилась с 18-28 до 2-5%. Суммарная накопленная экономия за 10 лет эксплуатации ИИС составила 59,8 млн руб. при первоначальных инвестициях 2,5 млн руб. Срок окупаемости системы - менее 1 строительного сезона.
Ключевые слова: информационно-интеллектуальная система, автомобильные дороги, пониженные температуры, нейронные сети, нечёткая логика, ПИД-регулятор, многокритериальная оптимизация, IoT, цифровой двойник, энтропия решений.
Разработка экспериментальных методов оценки транспортно-эксплуатационных показателей зимних дорожных покрытий с использованием специальных средств измерений
Рассмотрена проблема совершенствования зимних дорожных покрытий лесных автомобильных дорог в части оценки их основных показателей, для которых в настоящее время отсутствуют достаточно достоверные теоретические методы, поэтому предположительно параметры могут определяться только с использованием инструментального контроля. Однако и специальные экспериментальные методы для этих целей практически также отсутствуют, что и формирует проблему оценки допустимых транспортно-эксплуатационных показателей снежных покрытий, поскольку они обладают низкими прочностными характеристиками. Известные аналоги для лабораторных измерений других дорожных материалов не могут использоваться, поэтому стала актуальной задача разработки специальной методики и оригинальных приборов для исследований снежных дорожных покрытий. В этой связи определилась цель настоящих исследований, которая заключалась в создании методов и средств измерений физико-механических характеристик и транспортно-эксплуатационных показателей зимних покрытий лесных дорог. В работе решались следующие задачи: 1) обоснование критерия прочности снежного покрытия; 2) выполнение экспериментов по определению динамического прогиба для обоснования его в качестве критерия прочности снежного покрытия; 3) проведение измерений динамических прогибов дорожных покрытий для их сравнения с традиционными методами измерения; 4) получение основных закономерностей влияния параметров снега на прочность дорожного покрытия. В качестве специальных средств измерения были использованы измеритель динамического модуля упругости грунтов ZFG-3.0 и отечественный аналог ПДУ-МГ4 «Удар». В результате были получены основные зависимости влияния плотности и твердости снега на прочность дорожного покрытия. Было выявлено, что чем ниже плотность снежной поверхности и выше температура, тем больше становится динамический прогиб покрытия и скорость нарастания деформаций. Результатами работы явили методика и приборы для оценки динамического прогиба покрытий зимних лесных дорог. Полученные результаты могут быть рекомендованы для разработки проектов и планов по строительству и эксплуатации лесотранспортной инфраструктуры в зимний период.
Ключевые слова: зимние лесные дороги, модуль динамического прогиба, прочность снега, методы измерений параметров зимних покрытий лесных дорог.
Модульная мебель в России: история, стандарты, проектирование, конструирование и перспективы развития
В статье рассматриваются особенности проектирования мебели и конструирования модульной мебели в условиях современной нормативной базы и рыночных тенденций мебельного производства Российской Федерации. Рассмотрены исторические предпосылки формирования модульного подхода в отечественном мебельном производстве, начиная с советской системы унификации (ОСУ) и заканчивая интеграцией зарубежных концепций, включая скандинавский дизайн и технологию «flat-pack». Систематизированы ключевые признаки, классификация и преимущества модульных систем перед традиционной корпусной мебелью. Подробно рассмотрены инженерно-технические аспекты: эргономические требования, нормативная база, конструктивные схемы, материалы и вопросы экологической безопасности. Проанализирована роль современных цифровых технологий в обеспечении точности, взаимозаменяемости модулей и снижении себестоимости продукции. Рассмотрены экономические и потребительские аспекты: динамика рынка, сегментация, изменение структуры спроса в условиях малогабаритного жилья и тренд на индивидуализацию интерьеров. Сделан вывод о том, что модульная мебель является закономерным ответом мебельной промышленности на вызовы урбанизации, обеспечивая синтез стандартизации, технологичности и вариативности, а дальнейшее развитие сегмента связано с цифровизацией производства и поиском новых экологичных материалов.
Ключевые слова: модульная мебель, проектирование мебели, конструирование мебели, эргономика, современные мебельные технологии.
Фотостабильность пигментированных полимерных композитов с ацетилированным древесным наполнителем
Исследование посвящено проблеме фотостабильности древесно-полимерных композитов (ДПК), подверженных деструкции под воздействием ультрафиолетового излучения. Традиционные методы защиты (введение пигментов) не всегда обеспечивают долговременную стойкость из-за деградации полимерной матрицы и межфазных границ. Перспективным подходом является применение наполнителя, прошедшего ацитилирование. Данная обработка уменьшает гидрофильность древесной составляющей и улучшает ее адгезию к полимерной матрице. В работе представлены результаты экспериментальной оценки светостойкости пигментированных композитов на основе ацетилированного древесного наполнителя. Испытания образцов на устойчивость поверхности к ультрафиолетовому излучению проводили в камере искусственного климата, оснащённой источником УФ-света в диапазоне 400 нм. Установлено, что ацетилирование наполнителя в сочетании с пигментацией замедляет фотоиндуцированное обесцвечивание. В сравнении с контрольными образцами, композиты на основе модифицированного наполнителя показали более высокие значения коэффициента относительной яркости. При этом после УФ-обработки в течение 7 суток изменение яркости цвета для композитов с ацетилированной древесной мукой до и после УФ-обработки оказалось ниже в среднем в 3 раза, чем для контрольных образцов.
Ключевые слова: ацетилирование, древесная мука, древесно-полимерный композит, фотостабильность, УФ-излучение.
Исследование процесса термомодификации древесины березы
В настоящее время всё большее распространение находят технологии термомодифицирования древесины, позволяющие, сохраняя экологическую чистоту натуральной древесины, получить материал с высокими физико-механическими свойствами, схожими со свойствами химически модифицированной древесины. Однако под воздействием высоких температур в процессе термообработки может происходить снижение некоторых видов её прочности, при этом изменения этих показателей значительно различаются у разных пород древесины. Проведенные в УГЛТУ исследования физико-механических свойств (таких как предел прочности при статическом изгибе, влажность, разбухание и водопоглощение) древесины березы, термомодифицированной при разных режимах в защитной бескислородной среде (вакуум) и без защитной среды при атмосферном давлении, дают возможность прогнозирования результатов и на основе этого – определения требуемых параметров режима термомодификации для получения термодревесины с определенными заданными свойствами. Предел прочности термодревесины березы при статическом изгибе при термообработке в диапазоне температур примерно с 130 до 170 0С – повышается: в вакууме – примерно на 20,5 %, без защитной среды при атмосферном давлении – примерно на 15,2 %. При более высоких температурах и при увеличении продолжительности термомодифицирования этот показатель снижается, причем, у древесины берёзы, термомодифицированной без защитной среды, снижается гораздо сильнее, чем у термомодифицированной в вакууме. Водопоглощение практически не зависит от режимов термомодифицирования. Показатели разбухания и текущей влажности при повышении температуры и продолжительности термообработки уменьшаются, при этом у образцов, термомодифицированных без защитной среды, показатели значительно лучше, чем у термомодифицированных в вакууме.
Ключевые слова: термомодификация древесины, физико-механические свойства, древесина березы, предел прочности при статическом изгибе, водопоглощение, разбухание, влажность древесины.
Оценка экономической эффективности малотоннажного экстракционного производства на основе комплексной переработки древесных отходов
На основе существующих исследований в области экстракции отходов древесной биомассы произведена оценка экономической эффективности организации малотоннажного экстракционного производства для комплексной переработки отходов лесозаготовки и деревопереработки с целью извлечения ценных веществ. В качестве объектов исследования выбраны древесные отходы пород, произрастающих на территории Республики Татарстан. Среди них береза, как наиболее распространенная порода, а также лиственница, пихта и облепиха, встречающиеся ограниченно, но входящие в ареал республики. Кроме этого, как сопутствующий продукт заготовки, рассмотрен березовый гриб чага, имеющий высокую терапевтическую ценность. В рамках проектирования малотоннажного экстракционного производства с годовым объемом переработки древесных отходов в количестве 75 тн сформирована корзина товарных продуктов на основе коэффициентов извлечения ценных компонентов. Для рассматриваемых технологических линий переработки коры березы, веток облепихи, древесной зелени пихты и древесины лиственницы определена себестоимость производства каждого вида товарной продукции и рассчитаны финансовые показатели деятельности предприятия. Величина годовой выручки составила 84,98 млн. руб., годовая прибыль до налогообложения – 50,8 млн. руб., рентабельность продаж по чистой прибыли – 37,23 %. Как показал анализ, выручка проектируемого производства сопоставима со среднестатистическими показателями предприятий лесопромышленного комплекса России, а прибыль и рентабельность - выше среднестатистических. При общем объеме капиталовложений 111,4 млн. руб. и начале реализации продукции на второй год после запуска предприятия окупаемость инвестиций наступит к концу пятого расчетного года. Предлагаемая структура экстракционного производства может быть принята в качестве исходной для дальнейших расчетов и оптимизации бизнес-планов аналогичных малотоннажных предприятий.
Ключевые слова: отходы, древесная биомасса, комплексная переработка, экстракция, экономическая эффективность
Выбор оптимального огнезащитного состава для древесины бука на основе экспериментальных данных
Древесина является ценным строительным материалом, однако её повышенная горючесть требует применения эффективных огнезащитных составов. В работе исследовано двадцать пять образцов древесины бука размером 40?40 см, обработанных различными пропитками (Сенеж Огнебио Проф, UpGUARD F7) и финишными покрытиями (жидкое стекло, борная кислота, шпаклевка, акриловые составы, мраморная крошка). Образцы подвергались термическому воздействию при температуре 200°C в течение 2 минут на установке «Керамическая труба». Эффективность огнезащиты оценивалась по потере массы. Для обработки экспериментальных данных применен корреляционный анализ. Установлено, что наиболее эффективной является комбинация пропитки «UpGUARD F7» в течение 7 минут с покрытием акриловой краской и борной кислотой (потеря массы 2,2%). Показана возможность применения статистических методов для оценки влияния факторов на результаты огнезащиты.
Ключевые слова: древесина, огнезащита, антипирены, пропитка, корреляционный анализ, пожарная безопасность.
Оптимизация состава огнезащитных пропиток для древесины с использованием поверхностно-активных веществ
Проведено сравнительное исследование влияния четырёх поверхностно-активных веществ (кокамидопропил бетаин, ОП-7, лауретсульфат натрия, децилглюкозид) на эффективность огнезащитной пропитки древесины сосны растворами на основе однозамещённого фосфата аммония и тетрабората натрия. Оценку огнезащитной способности выполняли по потере массы образцов после воздействия открытого пламени. Установлено, что введение ПАВ позволяет снизить минимальную потерю массы с 17,7 % (базовый состав без добавок) до 16,3-16,5 %. Показано, что оптимальное время пропитки сокращается с 8 до 4 часов для большинства составов. Наилучшие результаты по совокупности критериев (огнезащитная эффективность, скорость пропитки, экономичность, экологическая безопасность) получены для составов с 0,05 % лауретсульфата натрия (потеря массы 16,5 % за 4 часа) и с 0,1 % децилглюкозида (потеря массы 16,3 % за 4 часа). Первый рекомендован для промышленного применения благодаря низкой стоимости, второй – для экологически чувствительных объектов из-за полной биоразлагаемости.
Ключевые слова: древесина, огнезащита, антипирены, ПАВ, пропитка, потеря массы, лауретсульфат натрия, децилглюкозид.
Влияние режимов термохимической переработки древесных отходов клёна на свойства углеродного сорбента
Исследовано влияние температурно-временных режимов термохимической переработки древесных отходов клёна на выход продуктов пиролиза и свойства углеродного сорбента. В качестве сырья использовали древесные отходы клёна фракции 2–3 мм с исходной влажностью 3,56 % и зольностью 1,49 %. Экспериментальная схема включала пиролиз древесного сырья в лабораторной установке с раздельным учетом углеродного остатка, пиролизной жидкости и несконденсированных газов, а также последующую паровую активацию полученного карбонизата. Пиролиз проводили при температурах 450–600 °C и продолжительности 30–90 мин; паровую активацию – при 800–900 °C и продолжительности 10–30 мин. Установлено, что повышение температуры и продолжительности пиролиза снижает выход углеродного остатка с 42,8 до 23,4 % и увеличивает долю газообразных продуктов с 25,8 до 37,6 %. Максимальный выход пиролизной жидкости – 44,6 % – получен при 550 °C и 60 мин. Паровая активация карбонизата приводит к развитию пористой структуры: при 900 °C и 20 мин удельная поверхность достигает 1248 м?/г, суммарный объем пор – 0,79 см?/г, йодное число – 1008 мг/г; при увеличении продолжительности активации до 30 мин суммарный объем пор возрастает до 0,82 см?/г. Показано, что рациональная область получения углеродного сорбента из древесных отходов клёна определяется балансом между выходом продукта, удельной поверхностью, йодным числом, сорбцией метиленового синего и активностью по толуолу.
Ключевые слова: древесные отходы клёна, пиролиз, карбонизат, пиролизная жидкость, несконденсированные газы, паровая активация, углеродный сорбент, удельная поверхность, йодное число.
Влияние ультразвуковой обработки коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) на удаление плёнок нефти с водной поверхности
Разливы нефти и продуктов ее переработки на водной поверхности являются актуальной насущной проблемой современности. Как показывает мировой опыт, наиболее эффективным методом ликвидации аварийных разливов углеводородов с водной поверхности является сорбционный. Однако недостатком использования промышленных нефтесорбентов для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с водной поверхности является их высокая стоимость, низкие показатели нефтепоглощения и отсутствие при аварийных ситуациях. Выходом из совдавшегося положения является использование в качестве нефтесорбентов целлюлозосодержащих отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья. Кора хвойных пород деревьев, как показал анализ литературных источников, является перспективным нефтесорбентом для ликвидации аварийных разливов углеводородов с водной поверхности. Целью исследований является определение сорбционных характеристик по нефти нативных и модифицированных образцов коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) для оценки эффективности использования в качестве нефтесорбента для удаления разливов углеводородов с водной поверхности. Объект и методы. В качестве сорбционного материала нефти девонского и карбонового отложений исследована измельчённая нативная и модифицированная ультразвуковым воздействием в течение 5 часов кора сосны обыкновенной. Определены значения максимального нефтепоглощения и водопоглощения коры в статических условиях. Определены некоторые физико-химические показатели нативной и модифицированной коры сосны обыкновенной, а также приведены физико-химические показатели сорбатов, в качестве которых использовались нефть девонского и карбонового отложений Тумутукского месторождения (Республика Татарстан). Определены значения суммарного нефте- и водопоглощения, нефтепоглощения и водопоглощения в отдельности, а также эффективность извлечения нефти в зависимости от её вида с водной поверхности. Результаты и обсуждение. Определено, что ультразвуковая обработка коры сосны обыкновенной способствует повышению плавучести и насыпной плотности, а также повышению показателя максимального нефтепоглощения и некоторому снижению максимального водопоглощения. Также определено, что модифицированная ультразвуком кора сосны имеет более высокие показатели эффективности извлечения нефти с водной поверхности. Показано, что ультразвуковое воздействие на кору сосны способствует извлечению низкомолекулярных фрагментов биополимеров в водную среду, что приводит к увеличению порового пространства сорбционного материала. Вывод. Модифицированную кору сосны обыкновенной возможно рекомендовать в качестве нефтесорбента для извлечения углеводородов нефти при их разливе на водной поверхности.
Ключевые слова: сосна обыкновенная, Pinus sylvestris, кора, нефть, водная поверхность, удаление.
Экспериментальная оценка режимов двухстадийного получения формованного углеродного сорбента из лигноцеллюлозных отходов
В работе представлена экспериментальная оценка режимов двухстадийного получения формованного углеродного сорбента из лигноцеллюлозных отходов на установке непрерывного типа. Технологическая схема включает первую стадию пиролиза, смешение карбонизата с пиролизным маслом, экструзионное формование, вторую стадию термической обработки и завершающую газификационно-охлаждающую обработку гранул. Показано, что усиление термического и парогазового воздействия сопровождается ростом плотности и прочности гранул, но приводит к снижению йодной активности, удельной поверхности, активности по толуолу и сорбционной емкости по метиленовому синему. Установлено, что выбор режима должен выполняться по совокупности сорбционных и технологических характеристик, а не по одному частному показателю. Полученные результаты могут быть использованы при последующей детализации параметров двухстадийного процесса получения формованных углеродных сорбентов.
Ключевые слова: древесные отходы, растительные отходы, двухстадийная термохимическая переработка, формованный углеродный сорбент, пиролизное масло, экструзионное формование, газификационно-охлаждающая обработка.
