Search

The method of multigrid finite elements is effectively used to analyze the stress state in composite bodies (CB). When constructing a multigrid finite element (MgFE), briefly a standard MgFE, using known procedures, a fine grid, and large ones nested in a fine one are used. The fine grid is generated by partitioning, which takes into account the heterogeneous structure of the MgFE, large grids are used to reduce its dimension. For a standard MgFE, it is characteristic that every large grid and the corresponding approximations of displacements are determined throughout its entire area. This leads to an increase in the dimension of the standard MgFE when constructing high-order approximations on large grids, which are used to increase its order of accuracy. Standard high-precision MgFE, i.e. of high order of accuracy, have a large dimension, which makes their application difficult. In this paper, a method of local approximations (MLA) for constructing high-precision small-dimensional MgFE (short — small-sized MgFE) is proposed. Such MgFE are used to calculate elastic CB and are designed on the basis of standard. The main idea of the MLA is that local approximations of high-order displacements are determined on large grids in the central part of the region of a small-sized MgFE, and in the vicinity of the boundary of the region — of a small order, which allows using various local approximations to vary the dimension and order of accuracy of a small-sized MgFE. Two approaches to the construction of small-sized MgFE are shown, in the case of their complex shape, forming finite elements are used. Calculations show that small-sized MgFE generate stresses in the CB, the errors of which are 15÷50 smaller than the errors of similar stresses corresponding to standard MgFE, i.e. small-sized MgFE are more effective than standard ones. The use of smallsized MgFE in calculations makes it possible to determine stresses with a small error for large CB partitions., Для анализа напряженного состояния композитных тел (КТ) эффективно используется метод многосеточных конечных элементов. При построении по известным процедурам многосеточного конечного элемента (МнКЭ), кратко — стандартного МнКЭ, используются мелкая (базовая) сетка и крупные, вложенные в мелкую. Мелкая сетка порождена базовым разбиением, которое учитывает неоднородную, мик-ронеоднородную структуру МнКЭ, крупные сетки применяются для понижения его размерности. Для стандартного МнКЭ характерно то, что всякая крупная сетка и отвечающие ей аппроксимации перемещений определяются на всей его области. Это приводит к увеличению размерности стандартного МнКЭ при построении на крупных сетках аппроксимаций высокого порядка, которые используются для повышения его порядка точности. Стандартные высокоточные МнКЭ, т.е. высокого порядка точности, имеют большую размерность, что затрудняет их применение. В данной работе предлагается метод локальных аппроксимаций (МЛА) для построения высокоточных МнКЭ малой размерности (кратко — малоразмерных МнКЭ), которые используются при расчете упругих КТ и проектируются на базе стандартных. Основная идея МЛА состоит в том, что в центральной части области малоразмерного МнКЭ на крупных сетках определяются локальные аппроксимации перемещений высокого порядка, в окрестности границы области — малого порядка, что позволяет с помощью различных локальных аппроксимаций варьировать размерность и порядок точности малоразмерного МнКЭ. Показаны два подхода построения малоразмерных МнКЭ, в случае их сложной формы применяются образующие конечные элементы. Расчеты показывают, что малоразмерные МнКЭ порождают в КТ максимальные эквивалентные напряжения, погрешности которых в 15÷50 раз меньше погрешностей аналогичных напряжений, отвечающих стандартным МнКЭ, т.е. малоразмерные МнКЭ эффективнее стандартных. Применение в расчетах малоразмерных МнКЭ позволяет для крупных разбиений КТ определять напряжения с малой погрешностью.

В статье описывается аналитический метод исследования характеристик связей между усиленными углепластиком стальными изгибаемыми элементами, совместная работа и изменение жесткостных характеристик сечения при изгибе. Рассматриваются напряжения и деформации при изгибающих нагрузках в стальных балках при усилении углепластиковыми ламелями. Аналитические испытания на изгиб проводились при помощи моделирования конструкции балки в программном комплексе Ansys. Произведена теоретическая оценка улучшения нагрузки с использованием новых конфигураций углепластика и изучение руководящих принципов проектирования для использования ламинатов углепластика для усиления балок., The article describes an analytical method for studying the characteristics of the bonds between carbon reinforced steel bendable elements, joint work and changes in the stiffness characteristics of the section during bending. Stresses and deformations under bending loads in steel beams reinforced with carbon fiber lamellas are considered. Analytical bending tests were carried out by modeling the beam structure in the Ansys software package. A theoretical assessment of the load improvement using new carbon fiber configurations and the study of design guidelines for the use of carbon fiber laminates to strengthen beams was carried out.

This paper investigates a problem of optimal design of a multi-walled cylindrical shell under axial compressive loads. The multi-walled shell consists of two load-carrying layers connected by a set of composite walls. The main structural element of the load-carrying layer is a monolayer comprising parallel-laid fibers that are interconnected by a polymer binder – a matrix. The wall represents a unidirectional composite made from the same material as the load- carrying layers. Both strength and stability constraints are taken into account during mathematical modeling. The critical load corresponding to a general form of buckling is determined by a classical formula for an orthotropic shell with “reduced” stiffnesses. The critical load corresponding to a local form of buckling is calculated using the well-known formula for a smooth orthotropic plate. The target function is the mass of the structure. The solution to the problem of optimal design of a multi-walled structure is proved to be unique. The conditions ensuring the existence of the problem solution are formulated. The example of evaluating the efficiency of reinforcing elements in a shell structure is given. The presented research results can find application in design problems for modern composite structures in rocket and space industry.

Статья посвящена слитному/дефисному оформлению на письме прилагательных-композитов в русском языке. Исследованием указанной проблемы занимались многие лингвисты: Б.З. Букчина, Л.П. Калауцкая, Е.В. Каунова, В.Н. Немченко, Е.А. Глазовская, Н.А. Еськова, М.В. Панов, В.В. Лопатин и многие другие. Однако проблема передачи на письме прилагательных-композитов является до сих пор не решённой, что приводит к появлению вариантности в практике их передачи на письме. Кроме того, кодифицирующие источники не предлагают единообразного написания для одних и тех же единиц, что связано с применением разных принципов, положенных в основу написания сложных единиц. В статье нами предпринята попытка исследования орфографических словарей на предмет выявления в них разнобоя в слитной или дефисной передаче сложных прилагательных и рассмотрения причин его возникновения, а также возможных способов решения данной проблемы для слов, не получивших единообразной фиксации на страницах кодифицирующих источников. Авторы приходят к выводу о том, что разные варианты написания прилагательных можно упорядочить как с учетом семантико-синтаксического принципа, который по-прежнему остается главенствующим среди других оснований слитного/дефисного написания, так и с учетом практики письма, которая укажет на предпочтительность того или иного варианта написания сложного слова., The article discusses the issue of the combined/hyphenated spelling of complex adjectives in the Russian language. Many linguists were engaged in the study of this problem: B.Z. Bukchina, L.P. Kalautskaya, E.V. Kaunova, V.N. Nemchenko, E.A. Glazovskaya, N.A. Eskova, M.V. Panov, V.V. Lopatin and many others. However, the problem of transmitting composite adjectives in writing is still unresolved, which leads to the appearance of variation in the practice of their transmission in writing. In addition, codifying sources do not offer uniform spelling for the same units, which is due to the application of different principles underlying the writing of complex units. In the article, the researchers study spelling dictionaries in order to identify discrepancies in the merged or hyphenated transmission of complex adjectives in them and to consider causes of this occurrence, as well as possible ways to solve this problem for words that have not received uniform fixation on the pages of codifying sources. The authors conclude that the different spellings of adjectives can be ordered both taking into account the semantic-syntactic principle, which still remains dominant among other bases of merged/hyphenated spelling, and taking into account the writing practice that will indicate preference for a particular variant of writing a complex word.

Introduction: the glass-fibre reinforced plastic (GFRP) is a composite material that found wide application in construction due to its unique properties. One of the techniques of joining composite units is a bolt attachment that is distinguished by its stability and manufacturability. Owing to relative novelty of the material, there is no comprehensive experimental database and it is impossible to define the corresponding reliability coefficients. The given problem can be solved by means of accelerated climatic tests, which will replace multi-year observation over the installations and will allow conducting precise calculations during design work right nowadays. Materials and methods: the climatic tests were conducted over samples fabricated from polymeric structural pultrusion profile GFRP for construction purposes produced by Research-and-Production Enterprise ApATeCh (Moscow). The samples were fabricated from a single batch of U-channel 388 × 120 × 10/12 (SPPS-340). The test method consists in sequential cyclic exposure of artificially created system of climatic factors (elevated air temperature and humidity, negative temperature, temperature gradients) to the tested samples and determination of material property variations under the described impacts in the main indicators or the indicator responsible for workability of the material. Results: the obtained data were processed and the strength-time variation dependences were presented in graphic form. Using approximating dependences, the strength reduction coefficients of the bolt attachment were calculated for 100-year thermomoist exposure. Conclusions: any significant influence of ultraviolet exposure to strength of the bolt attachments was not revealed. 100-year thermomoist exposure will reduce the bolt attachment strength by not more than one third. One can recommend to introduce revisions in normative documents including reduction of reliability coefficient K2, allowing for GFRP maintenance ageing, from 1.2 to 1.13 in company standard “Road and construction structures from composite materials”.

In the present work, Al7075 based hybrid composites was developed using stir casting technique. Al7075 hybrid composites with different weight percentage of Mica, Graphite and E-glass fiber were developed to study the effect of these reinforcements on microstructure and mechanical properties, E-Glass fiber is kept constant at 0, 2, 4%, Mica is varied from 1-3% in steps of 1 and Graphite varied from 1-5% in steps of 2. It can be seen that the three peaks corresponding to Al were seen at 38º, 46º and 65º 2θ angles and small peaks related to all the three reinforcement mica, graphite and E-glass fiber were observed in the XRD pattern. Grain size analysis was examined using Clemex Image-Analyzer software, it was observed that decrease in grain size of Al7075 matrix was found to decrease with the increase in reinforcements, Hardness was found to increase with increase in reinforcement content whether it could E-glass fiber from 0% - 4% or mica from 1% - 3% or graphite content from 1% - 5%. Ultimate tensile strength increased with the increase in reinforcement content both before and after heat treatment.

Агафонов Игорь Викторович, заместитель начальника по тылу, Дальневосточное высшее общевойсковое командное училище им. Маршала Советского Союза К.К. Рокоссовского (г. Благовещенск), mitrofanov-k.v@yandex.ru Мотовилов Олег Константинович, доктор технических наук, доцент, руководитель, Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН (Новосибирская обл., пос. Краснообск), ol_mot@ngs.ru Стаценко Екатерина Сергеевна, кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории переработки сельскохозяйственной продукции, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сои» (г. Благовещенск), ses@vniisoi.ru Igor V. Agafonov, Deputy Head for the Logistics, The Far Eastern Higher Command College of K.K. Rokossovsky, the Marshal of the Soviet Union, Blagoveshchensk, mitrofanov-k.v@yandex.ru Oleg K. Motovilov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, the Head, Siberian Federal Research Center for Agro-biotechnologies of the Russian Academy of Sciences (RAN), Novosi-birsk region, Krasnoobsk settlement, ol_mot@ngs.ru Ekaterina S. Statsenko, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Leading Researcher of the Laboratory of Processing Technology of Agricultural Products, FSBSI «All-Russian Scientific Research Institute of Soybean», Blagoveshchensk, ses@vniisoi.ru Пищевые продукты могут проявлять функциональные свойства при обогащении их комплексами биологически активных веществ, содержащихся в добавках, полученных на основе натурального растительного и животного сырья. Целью исследования являлась разработка биотехнологических подходов к созданию соево-мясных и соево-печеночных композитов функциональной направленности. Согласно поставленной цели обоснованы биотехнологические подходы к созданию биокомпозитов на основе соевой БАД, а также мясного и печеночного сырья. Рациональное значение массовой доли соевой БАД в принятых бинарных композициях – до 50 %. Установлены структурно-механические и технологические характеристики влажных бинарных композитов. Расчеты показали, что влагосвязывающая способность для указанных фаршевых бинарных композиций находится в пределах 94,0–95,5 %, при продолжительности куттерования фаршей с одновременным перемешиванием компонентов в тече-ние 480–520 секунд. Анализ показателей биохимического состава показал, что соево-мясной и соево-печеночный концентраты богаты белком 52,3–58,0 %, витамином Е 11,3–12,1 мг/100 г, а соево-печеночный концентрат также содержит значительные количества витамина А и β-каротина. Доказана возможность и целесообразность их использования в пищевых концентратах-полуфабрикатах мучных изделий. Анализ показателей биохимического состава смеси для выпечки оладий, обогащенных соево-мясным и соево-печеночным концентратами, свидетельствует о повышении содержания белка с 10,0 г в контрольном образце до 18,1 и 17,2 г, жира с 2,2 г до 3,7 и 3,6 г и витамина Е с 1,4 мг до 2,9 и 3,0 мг/100 г в разработках по двум вариантам рецептур, соответственно. Food products can exhibit functional properties when they are enriched with complexes of biologically active substances contained in the additives, which are obtained on the basis of natural plant and animal raw materials. The aim of the research was the development of biotechnological approaches to the creation of soymeat and soyliver composites of a functional orientation. According to the goal, biotechnological approaches to the creation of biocomposites based on soy dietary supplements, meat and liver raw materials have been substantiated. The rational value of the mass fraction of soy dietary supplements in the accepted binary compositions is up to 50 %. The structural, mechanical and technological characteristics of wet binary composites have been determined. It was estimated that the water-binding capacity of these minced binary compositions was within 94,0–95,5 %, with the duration of simultaneous mixing of the components of grounded meat within 480–520 seconds. Analysis of the biochemical indicators of composition showed that soy-meat and soyliver concentrates are rich in protein within 52,3–58,0 %, vitamin E – 11,3–12,1 mg/100 g, and soyliver concentrate contains significant amounts of vitamin A and beta-carotene. The possibility and relevance of their use in food concentrates of semi-finished pastry products was proved. Analysis of the biochemical indicators of the composition of the baking mixture for pancake enriched with soy-meat and soy-liver concentrates in the amount of 15% of the total mass of flour in the recipe indicates an increase of protein value in the control sample from 10,0 g up to 18,1 g and 17,2 g, fat – from 2,2 g to 3,6–3,7 g and vitamin E – from 1,4 mg to 2,9 and 3,0 mg/100 g in the developments corresponding to the options № 1 and № 2.

Целью исследования является анализ лексической группы наименований ремесленнических профессий с точки зрения их структурных особенностей. Для анализа были выбраны 132 государственно-признанных наименования ремесленнических профессий, размещенных на официальном сайте ремесленнической сферы. Основное внимание в работе акцентируется на том, что на сегодняшнем этапе развития немецкого языка данные наименования представляют собой композиты, составные и производные номинации. В статье проводится количественный анализ рассматриваемых наименований. В заключение автор делает вывод, что со временем структура наименования становится все более сложной и тем более точнее определяется сущность содержания и границ профессии., The article considers the lexical group of denominations of artisan professions from the point of view of their structural peculiarities. The analysis is conducted in the basis of 132 authorized denominations of artisan professions published on the official website. The author pays special attention to the fact that at the present stage of development of the German language these language units have form of composites, compound and derived denominations. The quantitative analysis of such denominations is conducted in the article. The author comes to the conclusion that as time goes by the structure of denominations becomes more and more complex and it determines the contents and borders of artisan professions. Therefore, through time more and more many-sided composites and compound denominations appear.

Статья посвящена изучению когнитивных механизмов формирования китайской компьютерной терминологии методом выявления структуры пропозициональных отношений между взаимодействующими элементами термина-композита. Определение и анализ потенциально универсальных пропозициональных структур на уровне слова, формируемых на основе набора аргументов и предикатов и обладающих когнитивно-семантическим статусом, дает углубленное понимание процессов деривации и является важной составляющей современных лингвистических исследований, как отечественных, так и зарубежных, включая исследования, посвященные китайскому словообразованию. В работе приводится описание пропозициональных моделей, выводимых из анализа китайских компьютерных терминов, а также определяется роль пропозиции при изучении других когнитивных моделей словообразования. Выявлено возрастание роли надкатегориальных качественных процессов, участвующих в формировании пропозиции (метафоризации, метонимизации), по мере усложнения концептуальной структуры композита.

В статье рассматриваются когнитивные механизмы формирования компьютерных терминов-композитов, а также особенности их концептуализации в китайском языке. Как демонстрируют результаты исследования, в создании терминов-композитов участвуют элементы данных, отражающие первичные онтологические внеязыковые объекты, заимствуемые из иных лексико-тематических групп-доноров. Взаимодействие между элементами данных отража ется ментально, при этом происходит выбор релевантного вида пропозициональных отношений, и активируются такие универсальные надкатегориальные качественные процессы, участвующие в формировании пропозиции, как процессы метафоризации и метонимизации. Анализ взаимодействия метафоры и метонимии при создании рассмотренных в работе компьютерных терминов-композитов позволяет определить критерий для выявления семантической доминанты композита, либо указать на ее отсутствие, а также охарактеризовать термины-композиты с позиции эндо- и экзоцентризма, что существенно важно для понимания проблематики словообразования китайского языка.

Мазуров Владимир Данилович, д-р физ.-мат. наук, профессор, кафедра эконометрики и статистики Высшей школы экономики и менеджмента, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; Институт математики и механики им. Н.Н. Красовского Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург; vldmazurov@gmail.com. Полякова Екатерина Юрьевна, старший преподаватель, кафедра издательского дела Уральского гуманитарного института, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург; ekaterina.y.polyakova@gmail.com. Vl.D. Mazurov1, 2, vldmazurov@gmail.com, E.Yu. Polyakova1, ekaterina.y.polyakova@gmail.com 1 Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Ekaterinburg, Russian Federation, 2 N.N. Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg, Russian Federation The article is devoted to the explanation of the role of averaging and mixing in applied problems in technology and economics. The article provides the examples of applied problems solved at the Mathematical Programming Department of the N.N. Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics and at the department of Econometrics and Statistics of the Graduate School of Economics and Management of the Ural Federal University named after the First President of Russia B.N. Eltsin. These are the problems in geology, mining and metallurgy, placement and development of enterprises which were traditionally solved in the Urals. Besides, the problems in planning and operational management at ore-dressing and processing enterprises were solved. A new wave of operational management at enterprises started at the beginning of 2000’s should be noted. This operational management applied the committee method. Being mathematicians, we specified certain inaccuracies in publications made before 1990 on this subject. It is noteworthy that the principal performers of this research – the research workers of the Mathematical Programming Department – were awarded with the medals of Exhibitions of Economic Achievements of USSR. The set of research done by N. Bourbaki’s seminar participants was devoted to averaging and mixing. In general, the research performed at the Mathematical Programming Department and in N. Bourbaki’s seminar provided a better understanding of material averaging and activity combination processes. Modern applied research requires a more detailed solution substantiation in terms of pragmatics that was also noted in the article. When solving these problems a method of committee construction was applied. This is also a fundamentally important approach to solving incompletely formalized problems of optimal decisions. Статья посвящена объяснению роли усреднения и смешивания в прикладных задачах техники и экономики. Приводятся примеры прикладных задач, решённых в отделе математического программирования Института математики и механики имени Н.Н. Красовского Уральского отделения Российской академии наук, а также на кафедре эконометрики и статистики Высшей школы экономики и менеджмента Уральского федерального университета имени первого Президента Российской Федерации Б.Н. Ельцина. Это задачи геологии, горного дела и металлургии, размещения и развития соответствующих предприятий, традиционно решающиеся на Урале. Кроме того, решались задачи планирования и управления работами горно-обогатительных комбинатов. Надо отметить новую волну работ управления предприятиями, начавшуюся в начале 2000 годов. Это работы, использующие метод комитетов. При этом мы как математики указали на некоторые неточности в публикациях до 1990 года по этой тематике. Заметим, что основные исполнители этих работ – сотрудники отдела математического программирования – получили медали Выставки достижений народного хозяйства СССР. Тематике усреднения и смешивания был посвящён комплекс работ участников семинара Бурбаки. В целом работы отдела математического программирования и семинара Бурбаки послужили лучшему пониманию процессов смешивания материалов и комбинирования активностей. Современные прикладные работы требуют более детального обоснования решений с точки зрения прагматики. Этому тоже уделено внимание. В процессах решения этих задач был применён метод комитетных конструкций. Это тоже принципиально важный подход к решению неполностью формализованных задач оптимального выбора решений.

This paper is devoted to the fabrication of laminated Ti3SiC2/Zr based composites from Ti3SiC2 filled preceramic paper and Zr powder. The composites represented a “layers-by-layer” structure and were sintered by spark plasma at 1400 °C and 50 MPa for 10-30 min. The densification behavior during the sintering, microstructure of obtained composites and influence of the holding time on the phase composition were studied.

This paper describes the effect of preceramic paper composition on microstructure and mechanical properties of Ti3SiC2-based composites. The preceramic paper with Ti3SiC2-powder filler and different content (from 10 to 40 wt.%) of organic component (cellulose) was prepared. The composites were obtained by spark plasma sintering (SPS) at 50 MPa pressure for 10 min holding time. The sintering temperature was 1473 K. The influence of organic content on microstructure, phase composition, and flexural strength of the sintered materials was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and mechanical testing, respectively. It was revealed that the microstructure of the sintered materials became more porous with increasing of cellulose content in the paper. XRD analysis showed the presence of Ti3SiC2, TiC and TiSi2 phases in the sintered samples while the content of the Ti3SiC2 phase increase with decreasing of the organic content. The flexural strength changes from 100 (40 wt.%) to 300 MPa (10 wt.% organic binder) that is caused by porosity of the composites.

Проведена мягкая рентгеновская модификация полимерных нанокомпозитов, содержащих наночастицы металлов, и радиационно-индуцированные изменения их физико-химических свойств. Синтез наночастиц металлов проводился непосредственно в нанесенном ПММА-слое с применением фотокаталитического метода (УФ-облучение), за которым следовало облучение образца мягким рентгеновским излучением. Было обнаружено, что мягкое рентгеновское облучение способствовало образованию нового Ag частицы и их агломерация в более крупные кластеры в полимерной матрице, вызывающие изменения структурного и оптического свойств полимерных нанокомпозитов. Механизмы малых доз рентгеновского излучения вызвали структурные изменения в полимерных композитах, процессы, способствующие образованию новых частиц в полимерах; рост и кластеризация частиц в полимерной матрице.

The purpose of our work is the obtaining of ecologically poor polymer composites filled with natural plant wastes, namely – yucca.

Two classes of composite materials are considered: classical metal–ceramic composites with reinforcing hard inclusions as well as hard ceramics matrix with soft gel inclusions. Movable cellular automaton method is used for modeling the mechanical behaviors of such different heterogeneous materials. The method is based on particle approach and may be considered as a kind of discrete element method. The main feature of the method is the use of many-body forces of inter-element interaction within the formalism of simply deformable element approximation. It was shown that the strength of reinforcing particles and the width of particle-binder interphase boundaries had determining influence on the service characteristics of metal–ceramic composite. In particular, the increasing of strength of carbide inclusions may lead to significant increase in the strength and ultimate strain of composite material. On the example of porous zirconia ceramics it was shown that the change in the mechanical properties of pore surface leads to the corresponding change in effective elastic modulus and strength limit of the ceramic sample. The less is the pore size, the more is this effect. The increase in the elastic properties of pore surface of ceramics may reduce its fracture energy.

Electrical and electromagnetic interference shielding properties of epoxy/multi-walled carbon nanotube (MWCNTs) composites are studied for low nanotube contents from 0.03 to 0.3 wt.% and different processing conditions. In situ chemical modification of carbon nanotube surfaces was achieved by ultrasonic irradiation of carbon nanotubes either in polyethylene polyamine or in liquid epoxy resin, resulting in amine-grafted or epoxy-grafted composites, respectively. Raman, TGA, and SEM analyses indicate a successful grafting of polymer chains to the nanotube surfaces. The amine-grafted MWCNT/epoxy composites show the presence of a thick polymer layer that has formed an extra phase on the carbon nanotube walls, which affects significantly the electrical conductivity and radio frequency response properties. Hence, the amine-grafted composites demonstrate a slightly higher percolation threshold (pc = 0.08 wt.%) and, at the same time, a lower absolute values of dc-conductivity as compared to that of the epoxy-grafted composites, with pc = 0.05 wt.%. In the radio frequency range, almost 3 orders of magnitude rise of the values of ac-conductivity was observed for small contents of the amine-grafted MWCNTs in epoxy. The epoxy-grafted composites could be proposed for producing effective antistatic and electrostatic dissipation coatings. Around and above the percolation threshold, the amine-grafting is critical in the radio frequency range for producing coatings with large dielectric losses. The absolute values of microwave attenuation were found to be independent of the surface modification procedure, but strongly dependent on the concentration of MWCNTs and the thickness of the composite layer.

У монографії узагальнені результати розробки та систематизації технологічних основ виготовлення твердого біопалива з рослинних відходів та композитів на їх основі. Наведено методику оцінки пружних коефіцієнтів двохкомпонентного композитного біопалива на основі рослинних відходів. Визначено вплив конструктивних параметрів фільєри матриці на якісні показники виготовленого біопалива та енергетичні характеристики пресового обладнання. Запропоновано та експериментально досліджено технологічні рішення виготовлення пелет поліпшеної якості з опалого листя, композитного палива на основі рослинних відходів і бурого вугілля, рослинних відходів і побутових відходів ПЕТФ.Для фахівців паливоенергетичного профілю: інженерно-технічних робітників, науковців, аспірантів та студентів. В монографии обобщены результаты разработки и систематизации технологических основ производства твердого биотоплива из растительных отходов и композитов на их основе. Приведена методика оценки упругих коэффициентов двухкомпонентного композитного биотоплива на основе растительных отходов. определено влияние конструктивных параметров фильеры матрицы на качественные показатели изготовленного биотоплива и энергетические характеристики прессового оборудования. Предложен и экспериментально исследованы технологические решения изготовления пеллет улучшенного качества из опавших листьев, композитного топлива на основе растительных отходов и бурого угля, растительных отходов и бытовых отходов ПЕТФ.Для специалистов паливоенергетичного профиля: инженерно-технических работников, научных работников, аспирантов и студентов. The monograph summarizes the results of the development and systematization of technological bases for the production of solid biofuels from plant wastes and composites on their basis. The method of evaluation of elastic coefficients of two-component composite biofuels on the basis of vegetable waste is given. Impact determined the design parameters of the matrix fillet on the quality of the produced biofuels and the energy characteristics of the press equipment. The technological solutions for the production of improved quality pellets from fallen leaves, composite fuel based on vegetable waste and brown coal, vegetable waste and household waste from PETF are proposed and experimentally investigated. For the specialists of the fuel and energy profile: engineering workers, scientists, postgraduates and students.

В работе представлены результаты исследования фотокаталитической активности образцов композита «ядро SiO[2] – оболочка TiO[2]» при различных режимах температурной обработки композита, в интервале концентраций модифицирующих компонентов в композит.

This paper is devoted to fabrication of Ti3SiC2-based ceramic materials from preceramic paper using spark plasma sintering (SPS) method. The synthesis temperature and pressure were 1373-1473 K and 30 MPa, respectively. The phase composition, microstructure and elemental composition were analysed using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy, respectively. The effect of temperature on the sintering process as well as on the phase and microstructure of the sintered materials was investigated.

In this experiment we studied oncologic safety of model implants created using the solution blow spinning method with the use of the PURASORB PL-38 polylactic acid polymer and organic mineral filler which was obtained via laser ablation of a solid target made of dibasic calcium phosphate dihydrate. For this purpose the implant was introduced into the area of Wistar rats’ iliums, and on day 17 after the surgery the Walker sarcoma was transplanted into the area of the implant. We evaluated the implant’s influence on the primary tumor growth, hematogenous and lymphogenous metastasis of the Walker sarcoma. In comparison with sham operated animals the implant group demonstrated significant inhibition of hematogenous metastasis on day 34 after the surgery. The metastasis inhibition index (MII) equaled 94% and the metastases growth inhibition index (MGII) equaled 83%. The metastasis frequency of the Walker sarcoma in para aortic lymph nodes in the implant group was not statistically different from the control frequency; there was also no influence of the implant on the primary tumor growth noted. In case of the Walker sarcoma transplantation into the calf and the palmar pad of the ipsilateral limb to the one with the implant in the ilium, we could not note any attraction of tumor cells to the implant area, i.e. stimulation of the Walker sarcoma relapse by the implant. Thus, the research concluded that the studied implant meets the requirements of oncologic safety.

Composite materials containing multi-walled carbon nanotubes (MWNT) in polyolefine (polyethylene and polypropylene) matrix were prepared by coagulation precipitation. The morphology and structure of produced composites was investigated by scanning and transmission electron microscopy. Thermal analysis (oxidation in air) was performed for composites in temperature range 20–500°C. It was shown that the addition of MWNT increases the thermal stability of composites. Electrophysical properties of MWNT/PSt composites were investigated using a four-probe technique. Observed electrical percolation threshold of composite materials is near to 3–3.5wt%. Electromagnetic (EM) response of prepared materials was investigated in broadband region (26–37 GHz and 250–500 GHz). It was found that the EM response of MWNT/polyolefine depends on their electrophysical properties with percolation threshold near 2–3wt%.

Computational studies of damage mechanisms in hierarchical composites, including biocomposites, nanoparticle reinforced polymer composites and other materials are discussed. Different methods of the analysis of hierarchical effects in the multiscale composites are demonstrated, among them, hierarchical fiber bundle model, 3D multiscale finite element models, analytical studies. Considering wood as a gradient, cellular material with layered composite cell walls, one analyzed the effect of wood structure on damage resistance of wood. The influence of nanoparticles distribution in unidirectional polymer matrix composites with secondary nanoreinforcement on the strength and damage resistance of the composites is demonstrated. The concept of nanostructuring of interfaces and grain boundaries as an important reserve of the improvement of the materials properties is formulated.

459-467 Изложены процедуры построения в декартовой системе координат однородных односеточных, композитных двухсеточных и сложных многосеточных криволинейных элементов для расчета линейно упругих трехмерных цилиндрических панелей и оболочек. Предлагаемые криволинейные конечные элементы описывают трехмерное напряженное состояние в оболочках и панелях, учитывают их неоднородную и микронеоднородную структуру и порождают дискретные модели малой размерности. Constructing the homogeneous single-grid and composite double grid and multi grid curvilinear. Finite elements (FE) in cartesion coordinases for calculating three-dimensional cylindrical panels and shells is presented. Multi grid curvilinear elements are able to consider the heterogeneous and micro-inhomogeneous panel and shell structure, to give raise to the discrete models of small dimension.

459-467 Изложены процедуры построения в декартовой системе координат однородных односеточных, композитных двухсеточных и сложных многосеточных криволинейных элементов для расчета линейно упругих трехмерных цилиндрических панелей и оболочек. Предлагаемые криволинейные конечные элементы описывают трехмерное напряженное состояние в оболочках и панелях, учитывают их неоднородную и микронеоднородную структуру и порождают дискретные модели малой размерности. Constructing the homogeneous single-grid and composite double grid and multi grid curvilinear. Finite elements (FE) in cartesion coordinases for calculating three-dimensional cylindrical panels and shells is presented. Multi grid curvilinear elements are able to consider the heterogeneous and micro-inhomogeneous panel and shell structure, to give raise to the discrete models of small dimension.

Предложена модель трансформационного упрочнения керамик с учетом энергетического барьера, преодоление которого является условием фазового превращения включений диоксида циркония. Предложены способы оценки величины барьера на основе анализа экспериментальных данных. Определен диапазон размеров включений диоксида циркония в AI 2O 3и WC-матрицах в зависимости от величины энергетического барьера, рабочих температур и внешней нагрузки. Показано, что введение энергетического барьера позволяет адекватно определять диапазон размеров включений, обеспечивающих трансформационное упрочнение керамик. Показано, что упругое взаимодействие включений приводит к уменьшению их критических радиусов с ростом объемной концентрации, что согласуется с экспериментальными данными., In the paper, we present a transformation toughening model of ceramics taking into account an energy barrier the overcoming of which results in phase transformation of zirconium dioxide inclusions. Methods based on analysis of experimental data are proposed for estimating the energy barrier. The size range of zirconium dioxide inclusions in Al 2O 3 and WC matrices is defined depending on the energy barrier value, working temperature, and external load. It is shown that the use of energy barrier allows us to adequately define the inclusion size range which provides transformation toughening of ceramics. It is demonstrated that elastic interaction of inclusions causes a decrease in their critical radii with increasing volume concentration, and this agrees with experimental data.

459-467 Изложены процедуры построения в декартовой системе координат однородных односеточных, композитных двухсеточных и сложных многосеточных криволинейных элементов для расчета линейно упругих трехмерных цилиндрических панелей и оболочек. Предлагаемые криволинейные конечные элементы описывают трехмерное напряженное состояние в оболочках и панелях, учитывают их неоднородную и микронеоднородную структуру и порождают дискретные модели малой размерности. Constructing the homogeneous single-grid and composite double grid and multi grid curvilinear. Finite elements (FE) in cartesion coordinases for calculating three-dimensional cylindrical panels and shells is presented. Multi grid curvilinear elements are able to consider the heterogeneous and micro-inhomogeneous panel and shell structure, to give raise to the discrete models of small dimension.

The paper considers the problem of structure formation in composites with carbide phase and a metal binder under self-propagating high-temperature synthesis (SHS) of powder mixtures. The relation between metal binder content and their structure and wear resistance of coatings was studied. It has been shown that dispersion of the carbide phase and volume content of metal binder in the composite powders structure could be regulated purposefully for all of studied composites. It was found that the structure of surfaced coating was fully inherited of composite powders. Modification or coarsening of the structure at the expense of recrystallization or coagulation carbide phase during deposition and sputtering does not occur.

The paper discusses the wear resistance, friction coefficient, and structure of friction surfaces of fine-grained (0.2 [mu]m) Y-TZP-Al[2]O[3] composite rubbed against a steel disk counterface at a pressure of 5 MPa in a range of sliding speeds from 1 to 20 m/sec. It is shown that, starting at 2 m/sec, the fricti on surface is subdivided by a crack network into separate regions within which local spalling occurs at the maximum wear rate and a sliding speed of 5 m/sec. X-ray diffraction reveals inversion (with respect to the initial state) of the peak intensities of the tetragonal phase with random crystalline grain orientation. The degree of this inversion increases with sliding speed. These results are discussed in terms of the effects exerted by the reorientation of martensite-free deformation twins in the tetragonal phase and the formation of a quasi-liquid film on the wear resistance of fine-grained Y-TZP-Al[2]O[3].

The effect of adding nanocrystalline ZrO[2] and submicron TiC to ultrafine Al[2]O[3] on mechanical properties and the microstructure of the composites developed by hot pressing was investigated. It was shown that by means of hot pressing in an argon atmosphere at a sintering temperature of 1500 °С one can obtain the composites Al[2]O[3] - ZrO[2] - TiC with a fine structure and minimal porosity. It has been shown that in material a multi-scale hierarchical structure is formed, which possesses high physical and mechanical properties: the hardness and fracture toughness was 21.5 GPa and 5.2 MPa*m{1/2} respectively, the modulus of elasticity was 500 GPa and bending strength was 390 MPa. Tests on composites' cutting properties were carried out on interrupted cutting of hardened steel. All samples had wear of the cutting edge in the form of chips of the grain rear working surface of the tool, but the cutting tool which was made by Al2O3 - 10% ZrO2 - 10% TiC had a minimum width of wear.

The studies on structure, phase composition and thermal properties of (Al[2]O[3] - 20 wt% ZrO[2]) - ZrW[2]O[8] ceramic composites obtained using nanosized, initial powders were conducted. Homogeneously distributed white particles on the polished surface of composites were observed. Phase composition of the composites was represented with corundum, monoclinic ZrO[2] and two modifications of ZrW[2]O[8] (tetragonal and cubic). Linear thermal expansion coefficient values of the composites were determined. The difference in experimental and calculated coefficient of thermal expansion values for composites obtained may be attributed to phase transformations, features of the structure, internal stresses due to thermal expansion mismatch, which contribute significantly to thermal expansion of the ceramic composites.

Гарькина И. А. Приложение метода ПАТТЕРН к конструированию композиционных материалов / И. А. Гарькина, А.М. Данилов, В. И. Логанина // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2011. - No 1. - С. 46 - 51. Рассматриваются приложения метода ПАТТЕРН и его различных модификаций к конструированию композиционных материалов; приводится пример реализации.

Гарькина И. А. Приложение метода ПАТТЕРН к конструированию композиционных материалов / И. А. Гарькина, А.М. Данилов, В. И. Логанина // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2011. - No 1. - С. 46 - 51. Рассматриваются приложения метода ПАТТЕРН и его различных модификаций к конструированию композиционных материалов; приводится пример реализации.

Структура гальванических композиционных электролитических покрытий (КЭП) Ni и Cr, содержащих углеродные наноматериалы (УНМ), осажденных на сталь Ст3, имеет неоднородный характер распределения металлической компоненты по толщине покрытия. Углерод присутствует как мелкодисперсные включения в Ni − и Cr – матрице. Концентрация углерода Ni − КЭП составляет 22 ат. %. Поверхность покрытий с УНМ имеет нанопористый характер. КЭП содержат поры, количество которых уменьшается с увеличением содержания УНМ.

В работе исследуются процессы деформации и разрушения материалов с покрытиями различной толщины. Краевая задача механики решается численно методом конечных разностей в постановке плоской деформации. Для описания механического отклика стальной подложки и боридного покрытия используются модели упругопластической среды с изотропным упрочнением и упруго-хрупкого разрушения соответственно. Геометрия границы раздела «покрытие подложка» соответствует экспериментально наблюдаемой и учитывается в расчетах явно. Проведены серии численных экспериментов при варьировании толщины покрытия. Показано, что в пределах тонкого поверхностного слоя (около 80 мкм) концентрация напряжений вблизи границы раздела «покрытие подложка» увеличивается при уменьшении толщины покрытия, т.е. по мере приближения данной границы к свободной поверхности образца. Установлено, что данный эффект проявляется уже на упругой стадии и усиливается по мере развития пластической деформации в подложке., The paper studies deformation and fracture of materials with coatings of different thickness. The boundary problem of mechanics is solved by the finite-difference method for plane strain conditions. The mechanical responses of the two components steel substrate and boride coating are described by models of an elastoplastic medium with isotropic hardening and of elastic-brittle fracture, respectively. The geometry of the substrate−coating interface is consistent with experimental data and is taken into account in an explicit form. Numerical experiments with varied coating thickness show that in a thin surface layer (~80 μm), the stress concentration near the substrate-coating interface increases with decreasing the coating thickness, i.e., as the interface is brought closer to the free specimen surface. It is found that this effect makes itself evident even at the elastic stage and increases as plastic deformation evolves in the substrate.

Constant magnets are applied in such fields as electric equipment and electric generators with fixed rotor. Rare earth metal neodymium is well known as promising material. Production of magnets by sintering three elements (neodymium, iron and boron) is one the most promising methods. But there are difficulties in choosing the right temperature for sintering and further processing. Structure and properties of the product, consisted of rare earth metals, was analyzed. X-ray analysis of the resulting product and the finished constant magnet was performed. Vickers microhardness was obtained.

Low velocity impact is a frequently observed event during the operation of an aircraft composite structure. This type of damage is aptly called as "blind-side impact damage" as it is barely visible as a dent on the impacted surface, but may produce extended delaminations closer to the rear surface. One-sided thermal nondestructive testing is considered as a promising technique for detecting impact damage but because of diffusive nature of optical thermal signals there is drop in detectability of deeper subsurface defects. Ultrasonic Infrared thermography is a potentially attractive nondestructive evaluation technique used to detect the defects through observation of vibration-induced heat generation. Evaluation of the energy released by such defects is a challenging task. In this study, the thin delaminations caused by impact damage in composites and which are subjected to ultrasonic excitation are considered as local heat sources. The actual impact damage in a carbon epoxy composite which was detected by applying a magnetostrictive ultrasonic device is then modeled as a pyramid-like defect with a set of delaminations acting as an air-filled heat sources. The temperature rise expected on the surface of the specimen was achieved by varying energy contribution from each delamination through trial and error. Finally, by comparing the experimental temperature elevations in defective area with the results of temperature simulations, we estimated the energy generated by each defect and defect power of impact damage as a whole. The results show good correlation between simulations and measurements, thus validating the simulation approach.

Dielectric/electric properties of onion-like carbon (OLC)/polydimethylsiloxane composites were investigated over very wide frequency (20 Hz–3 THz) and temperature (26–500 K) ranges. The percolation threshold in these composites strongly dependents on the OLC aggregate sizes and was lowest for the composites with the smallest OLC aggregate sizes (∼40 nm). Interestingly, the transition into the insulator state of the composites occurred at higher temperatures. The transition temperature increases with OLC aggregate concentration. Above the percolation threshold, the electrical conductivity in the composites occurs mainly due to electron tunneling between OLC clusters and quasi-one-dimensional hopping inside the clusters. The hopping almost vanishes at frequencies above 100 GHz where the phonon contribution dominates.