Рассылка

Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.



1 номер за 2024 год

Содержание 1 номера
за 2024 год

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЛЕСНОЙ ДОРОГИ И ВЫЯВЛЕНИЕ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ КОЛЕЙНОСТИ

В работе представлены результаты исследований, связанных с выявлением причин появления колейности на опытном участке временной лесной дороги.Затраты на вывозку древесины тесно связаны с транспортно-эксплуатационными показателями лесных дорог и в частности, с ровностью покрытия дорожной одежды. Конструкция дорожной одежды обуславливается, в том числе и физико-механическими характеристиками активной зоны земляного полотна. Очень часто временные лесные дороги возводятся без разработки проектной документации и без проведения инженерно-геологических изысканий. Эти обстоятельства приводят к ошибкам при назначении конструкции дорожной одежды. Недостаточная прочность дорожной одежды вызывает преждевременные нарушения ровности покрытия и требуют дополнительных затрат на содержание дороги в работоспособном состоянии.
В статье приведены результаты наблюдения за вертикальными деформациямипокрытия участка временной лесной дорогина территории Пермского края. Наблюдение выполнялось в течение года, с перерывом на зимний период из-за снежного покрова.На дороге наблюдалось интенсивное колееобразование, и требовался периодический ремонт покрытия проезжей части. Для выяснения причин появления колейности были выполнены геодезические наблюдения за контрольными точками на поверхности покрытия дороги. Перед началом наблюдений были выполнены работы по отбору образцов грунтов в верхней части земляного полотна с целью определения их физико-механических характеристик. В результате наблюдения выяснилось, что суммарная величина вертикальных деформаций за год составила от 140 до 180 мм, что сопоставимо с толщиной дорожной одежды.
В дальнейшем планируется укладка геосинтетического материала по контакту дорожной одежды и земляного полотна и продолжение наблюдений за вертикальными деформациями покрытия опытного участка дороги.
Ключевые слова: лесные дороги, физико-механические характеристики грунтов, колееобразование, мониторинг, вертикальные деформации.

Авторы: Клевеко В.И., Кунгурова Е.А.

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ

В последние годы несколько повышается интерес деревообрабатывающей промышленности к широкому использованию лиственной древесины. С одной стороны, это связано со значительным истощением доступных запасов хвойной древесины, с другой – постоянно увеличивающимся запасом лиственных породвследствииих недостаточного использования, среди которых наиболее значительными запасами в России обладает береза. Лесопокрытая данной породой площадь составляет 88 млн. га или 11% от общего количества. Однако широкое использование древесины березы в промышленности сдерживается её сравнительно низкой товарностью, а также рядом проблем в технологии её переработки. Одной из таких проблем является проведение эффективной и качественной сушки березовых пиломатериалов. При своей высокой распространенности береза является, так называемой, «трудносохнущей» породой, отличающейся высокой продолжительностью сушки, а также достаточно большой по величине усушкой, что может приводить к изменению формы пиломатериалов или даже разрушению в процессе сушки. Данная работа посвящена построению оптимальных режимов сушки для древесины дерезы.
Ключевые слова: оптимизация, режимы сушки пиломатериалов, эффективность и качество сушки, вычислительный эксперимент.

Авторы: Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е., Агафонов А.С.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕНИ «ФИЗИЧЕСКОГО» ВЫСЫХАНИЯ РЕНТГЕНОЗАЩИТНОГО ЛАКОКРАСОЧНОГО ПОКРЫТИЯ НА ДРЕВЕСНОЙ ПОДЛОЖКЕ

Разработана рентгенозащитная лакокрасочная композиция, состоящая из наполнителя (сульфата бария), связующего (водно-дисперсионной акриловой краски) и разбавителя (дистиллированной воды). Технологический слой композиции проявляет рентгенозащитные свойства после полного отверждения на древесной подложке, что определяет необходимость выбора технологии формирования покрытия, в частности, определения времени высыхания состава при различных вариантах сушки. В процессе апробации композиции выяснилось, что введение в состав минерального наполнителя с целью повышения рентгенозащитных свойств в количествах, сопоставимых или превышающих количества связующего, возможно. Такая рецептура обеспечивает рентгенозащитному покрытию свойства твердого («камневидного») тела после полного высыхания. Было принято решение исследовать соответствие процесса формирования рентгенозащитного покрытия на древесной подожке закономерностям кинетики высыхания твердых тел. Экспериментальные исследования показали, что повышенное содержание наполнителя в композиции снижает скорость высыхания технологического слоя рентгенозащитного покрытия и, следовательно, увеличивается продолжительность его «физического» высыхания; с увеличением количества связующего увеличивается содержание летучих веществ, что также снижает скорость высыхания покрытия. В зависимости от рецептуры состава время «физического высыхания» при естественной сушке составляет 15-27 часов, при конвективной сушке продолжительность процесса сокращается до 1,5-5 часов. Полученные результаты позволяют рекомендовать интенсификацию процесса сушки покрытия для сокращения производственного цикла изготовления изделий с рентгенозащитными свойствами на деревообрабатывающих предприятиях.
Ключевые слова: закономерности, кинетика высыхания твердых тел, время сушки рентгенозащитной лакокрасочной композиции, определение времени «физического» высыхания покрытия, время высыхания высоковязкой композиции, определение скорости сушки покрытия.

Авторы: Шишкина С.Б., Яцун И.В.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКОМЕЛИСТОЙ ЧАСТИ СТВОЛА ЛЕСОМАТЕРИАЛА В СРЕДЕ MATLAB

Статья посвящена проблеме создания цифровых прототипов лесоматериалов. Отмечены современные тенденции в науке и производстве развития цифровизации, массового внедрения информационных технологий. Особенно остро эта проблема стоит в лесном секторе, где использование информационных технологий имеет свои специфические особенности. Так, в первую очередь при проектировании любых машин, оборудования, технологических процессов исходным объектом является предмет труда – это лесоматериалы. Но именно этот объект остается без внимания ученых в части цифрового прототипирования. В работе учитывается сложность указанной задачи, поэтому предложено рассматривать ее поэтапно, разбивая на отдельные задачи. При этом рассматривается в конечном итоге параметрическое моделирование и построение 3-D модели лесоматериала, где одной из наиболее сложных задач является моделирование закомелистой части ствола. В этой связи определилась цель настоящей работы, которая заключалась в разработке метода и средств моделирования комлевой части ствола с пороками закомелистости. Для достижения цели решались следующие задачи: 1) определение метода параметрического моделирования закомелистости; 2) определение компьютерных средств для решения задачи моделирования и построения 3-D модели лесоматериала; 3) разработка модели микропрофиля поверхности торцевого среза лесоматериала; 4) реализация модели поверхности торцевого среза лесоматериала в среде MATLAB. Результаты работы являются предложенные метод, модели и программная реализация модели микропрофиля торцевого среза лесоматериала, что позволяет по «срезам» построить модель всего хлыста. Результаты предназначены для дальнейшего использования при разработке цифрового прототипа хлыста ели.
Ключевые слова: таксационные показатели; хлыст ели; моделирование микропрофиля торцевого среза лесоматериала; цифровой прототип хлыста ели.

Авторы: Побединский В.В., Кручинин И.Н., Берстенев А.В., Чевардина А.Ю., Побединский А.А.

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ХРАНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ВСТРАИВАЕМОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ NFC

Показатели качества пиломатериалов характеризуют пригодность пиломатериалов к их применению в качестве декоративного, отделочного и строительного материалов.
Воздействие ряда факторов внешней среды оказывает существенное негативное влияние на показатели качества пиломатериалов и их физико-механические свойства.
Нарушение технического регламента транспортировки и хранения пиломатериалов, связанного с нарушением целостности упаковочного материала пакетов пилопродукции и нестабильностью микроклиматических параметров температуры и влажности, способны привести к снижению показателей качества транспортируемых и хранимых пиломатериалов, вплоть, до полной утраты товарного вида и потребительских свойств.
Контракты внутренних и внешних перевозок пиломатериалов подчиняются принципам «связанной системы ответственности». И как следствие, должны предусматривать возможность однозначного определения стадии смешанной перевозки, на которой транспортируемой или хранимой пилопродукции мог быть нанесён ущерб.
Одним из возможных вариантов решения данной проблемы является применение автономной автоматизированной информационно-измерительной системы для проведения сверхоперативного контроля микроклиматических параметров и параметров пилопродукции.
Предлагаемая структура «Автоматизированной системы контроля состояния пиломатериалов на основе технологии NFC» представлена устройство регистрации контролируемых технологических параметров температуры и влажности пиломатериалов, цифровыми измерительными преобразователями температуры и влажности пиломатериалов, коммуникационным модулем интерфейса «ближней бесконтактной связи» на основе технологии NearFieldCommunication (NFC).
Программно-алгоритмическое обеспечение «Автоматизированной системы контроля состояния пиломатериалов на основе технологии NFC» обеспечивает обработку измерительной информации на основе метода применения нейронных сетей прямого распространения сигнала и организацию информационного обмена с индивидуальными контрольно-ревизионным терминалами клиента в рамках модели архитектуры «клиент-сервер».
Проверка концепции осуществлялась методом прототипирования автоматизированной системы контроля состояния пиломатериалов на основе аппаратной платформы демонстрационно-отладочного комплекта STEVAL-SMARTAG1 компании STMicroelectronics.
В качестве «индивидуальных контрольно-ревизионных терминалов клиента» были использованы серийно выпускаемые цифровые устройства, оснащённые модулем NFC и функционирующие под управлением ОС Android.
Ключевые слова: влажность пиломатериалов, транспортировка и хранение пиломатериалов, автоматизированная система контроля состояния пиломатериалов, диэлькометрический метод измерения влажности пиломатериалов, ближняя бесконтактная связь, автоматизация измерения температуры, автоматизация измерения влажности.

Авторы: Сиротов А.В., Лапин А.С., Тесовский А.Ю., Карчин Ф.А.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ БЕРЕЗОВОГО ЛУБА НА БИОРАЗЛАГАЕМОСТЬ ПЛАСТИКОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩИХ НА ОСНОВЕ БЕРЕЗОВЫХ ОПИЛОК

В настоящее время интерес представляет использование отходов в виде березовых опилок для получения пластиков без применения связующих веществ (ПБС). В результате образования и подготовки данного пресс-сырья возможны различные включения в виде составляющих ее коры, которые могут повлиять на свойства получаемого материала. В данной работе выполнена оценка влияния луба коры березы в качестве добавки к опилкам березы с целью получения ПБС в закрытых пресс-формах. Оценка выполнялась по первичным физико-механическим свойствам (плотность, модуль упругости при изгибе по прогибу образца-диска), а также по степени биоразлагаемости по отношению к почво-грунту и активному грунту. Было установлено, что изучаемые физико-механические свойства имеют сильную зависимость от содержания луба в древесном наполнителе и данная добавка положительно влияет на данные свойства. Оценка биоразлагаемости исследуемых ПБС позволяет говорить, что использование данной добавки дает возможность осуществлять гидрофобизацию материала, тем самым повышая его показатели водо- и биостойкости. При этом содержание добавки луба к древесному наполнителю позволяет получать ПБС с различным структурообразованием, которое и будет обуславливать последующий механизм деструкции получаемых материалов.
Ключевые слова: пластики, древесные отходы, березовые опилки, луб, свойства, биоразлагаемость.

Авторы: Артёмов А.В., Ершова А.С., Власов Н.Г., Шкуро А.Е.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИДА МАТРИЦЫ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДПК

Натуральные волокна и биоразлагаемые матрицы в настоящее время рассматриваются в качестве заменителей полимерных композитов, армированных синтетическими волокнами, главным образом в тех областях, где высокая несущая способность и высокая прочность не являются обязательными условиями. В настоящем исследовании сравнивается биоразлагаемый древесно-наполненный полимерный композит (ДПК), приготовленный путем варьирования веса основного материала ПГБ ? и связующего из древесной муки в качестве армирования при соотношении масс % 50/50 и 60/40, а также связующего из полиэтилена высокого давления с древесной мукой при идентичных соотношениях. Максимальная прочность на изгиб 19,193?МПа была получена при использовании комбинации ПГБ и древесной муки в соотношении 50/50. Максимальное значение предела прочности на растяжение показали композиты из полиэтилена с древесной мукой при соотношении 60/40. Максимальные значения ударной вязкости показали композиты с меньшим содержанием наполнителя. Анализ результатов показал, что максимальное влияние на прочностные показатели оказывает не только содержание наполнителя, но и сама матрица.
Ключевые слова: биоразложение, древесно-полимерный композит, полигидроксибутерат (ПГБ), ударная вязкость, прочность на растяжение, прочность на изгиб.

Авторы: Галяветдинов Н.Р., Латфуллин И.И.

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПЕРЕРАБОТКИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ АЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ДРЕВЕСНОЙ МУКИ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

В настоящее время активно проводятся исследования с целью уменьшения количества пластиковых отходов. Одним из направлений этих исследований является получение биоразлагаемых полимерных композитов с использованием полимеров природного происхождения. Композиты, на основе производных целлюлозы и лигноцеллюлозных наполнителей, до сих пор малоизучены. Наиболее распространенным методом переработки таких композитов является экструзия. Однако этот метод имеет недостатки. Способом преодоления этих недостатков может стать применение метода горячего прессования. В настоящей работе было изучено влияние параметров процесса горячего прессования и компонентного состава материала на свойства изделий, изготовленных из композитов с полимерной фазой ацетата целлюлозы и древесной мукой. Для поиска закономерностей изменения свойств и определения оптимальных технологических параметров получения методом горячего прессования изделий из композитов с полимерной фазой ацетата целлюлозы был составлен и реализован план эксперимента Плэккетта-Бермана. В результате были получены экспериментально-статистические модели свойств композитов. Также было выявлено, что температура и давление горячего прессования являются ключевыми параметрами, от которых зависит большинство изученных свойств композитов.Для показателей твердости, плотности, модуля упругости при сжатии и ударной вязкости расчётные значения не отклоняются от фактического результата более чем на 5 %, что свидетельствует о высокой точности разработанных моделей. Для показателей прочности при изгибе, пластичности и водопоглощения расхождение расчётных значений и фактического результата незначительно превышает5%. С использованием полученных закономерностей была определена оптимальная рецептура композита с полимерной фазой пластифицированного ацетата целлюлозы и древесной мукой.
Ключевые слова: композиты, ацетат целлюлозы, пластификаторы, древесная мука, вальцевание, оптимизация, технологические параметры.

Авторы: Шкуро А.Е., Глухих В.В.

ПРИМЕНЕНИЕ КАРБОКСИЛАТНЫХ ЛАТЕКСОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БУМАГОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель исследования - влияние концентрации и природы синтетических карбоксилатных латексов на физико-механические свойства бумагоподобного материала на основе минеральных волокон. Методология проведения работы заключалась в изготовлении и испытании лабораторных образцов отливок асбестового картона, полученных из композиции состава, мас. ч.: 100 - асбестовое волокно сорта М-4-20; 5 - 60 - карбоксилатные латексы СКД-1, БСК-30/2, БСК-70/2, БСК-50/1; для проклейки асбестового волокна сорта М-4-20; 3 - 6 - сульфат алюминия в качестве коагулянта. Механические и гидрофобные свойства полученного материала характеризуют физико-механические показатели: разрывная длина (L, м); сопротивление раздиранию (Е, мН); сопротивление продавливанию (Ро, кПа); впитываемость при одностороннем смачивании (G, г/м2); капиллярная впитываемость (B, мм); степень проклейки (С, с/мм). Результаты работы: механическая прочность отливок зависит от природы, содержания связующего и коагулянта: разрывная длина (L, м) убывает в ряду БСК-70/2 - СКД-1 - БСК-30/2 - БСК-50/1, а именно: 403 - 388 - 371 - 329 при содержании 10–20 мас.ч. латексов и 3 мас.ч.Al2(SO4)3 в исходной массе. Максимальное значение Ро = 33 кПа выявлено для латекса40 мас.ч. БСК-70/2 и 3 мас.ч. Al2(SO4)3.Гидрофобные свойства готового материала усиливаются при увеличении содержания латексов в бумажной массе до 20–40 мас.ч., достигая минимума: Gmin = 1–2 г/м2; Вmin = 2–6 мм. Выводы: материал с гидрофобными свойствами можно получить, используя латекс 30–40 мас.ч. СКД-1 и 3–4 мас.ч. Al2(SO4)3.
Ключевые слова: латекс, асбестовый картон, разрывная длина, сопротивление раздиранию, сопротивление продавливанию, впитываемость при одностороннем смачивании и капиллярная, степень проклейки.

Авторы: Мальцев Г.И., Юрьев Ю.Л.

ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ПЛОДОВ КЛЮКВЫ

В связи с ростом потребности дополнительного источника получения витаминов, все более актуальной темой становится извлечение биологически активных веществ из растительного сырья. Клюква (Vacciniumoxycoccos) является богатым источником витаминов, кислот, которые входят в состав здорового рациона питания. В данной работе представлена информация о биохимическом составе клюквы, ее полезных свойствах, а также способах извлечения витаминных веществ из ее состава. Обзор показал, что существует множество способов экстракции, в том числе на аппарате Сокслета, ультразвуковая экстракция, экстракция в поле СВЧ. В каждом из них имеются как достоинства, так и недостатки. В дальнейшем требуются совершенствования методов экстракции для исключения выявленных недостатков.
Ключевые слова: клюква, экстракция, биологически активные вещества, методы.

Авторы: Сафин Р.Г., Рыкова А.А., Назипова Л.Р., Петров В.И., Ахметова Д.А.