Технические науки. Рубрика в журнале - Огарёв-online
Анализ модели разрушения бетона при сжатии
Статья научная
Введение. Актуальность исследования обусловлена необходимостью прогнозирования долговечности бетонных конструкций с учетом их сложного многоступенчатого характера разрушения. Цель исследования - получение критериев разрушения, позволяющих проанализировать процесс трещинообразования на различных масштабных уровнях.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Тестоделительные машины вакуумно-поршневого типа широко применяются в хлебопекарной промышленности для дозирования тестяных заготовок, однако в их технической документации отсутствуют критерии оценки их предельного состояния. Цель исследования – определить критерий предельного состояния и способ нахождения его значения при оценке технического состояния тестоделительных машин вакуумно-поршневого типа. Материалы и методы. Исследование проводилось на тестоделительной машине ТД-4 с использованием пищевого масла Foodline WP 32. Расход масла измерялся с помощью электронных весов и специально разработанного устройства. Экспериментальная база включала обработку 300 тестовых заготовок массой 500 г каждая. Результаты исследования. В качестве критерия оценки определен показатель расхода пищевого масла. Его оптимальная величина составляет от 320–350 мл на 1000 единиц продукции (производственных циклов). Для поддержания данного уровня расхода верхние дроссели должны быть открыты на три оборота, боковые – на два. Вначале происходит увеличение расхода масла через верхние дроссели, а при достижении десяти оборотов открытия – через боковые. Разработана схема устройства для измерения расхода масла. Обсуждение и заключение. Показано, что расход пищевого масла является диагностическим критерием износа деталей. Для временной компенсации износа деталей осуществляется кратковременное увеличение подачи масла от насоса до максимального значения посредством открытия дросселей. Своевременный контроль позволяет продлить срок службы оборудования. Предложенная методика может быть использована предприятиями технического сервиса.
Бесплатно
Дизайн, молекулярный докинг и анализ «структура–свойство» новых производных комбретастатина А-4
Статья научная
Введение. Одним из наиболее перспективных направлений таргетного подхода к лечению злокачественных новообразований является ингибирование полимеризации тубулина. В связи с этим, целью настоящего исследования является молекулярный дизайн новых производных комбретастатина А-4 для выявления соединений с высокой аффинностью к колхициновому сайту β-тубулина. Материалы и методы. Молекулярный докинг выполнялся в программном комплексе Glide (модуль Schrödinger Maestro). В качестве рецептора использована кристаллографическая структура комплекса тубулина с комбретастатином A4 (PDB ID 5LYJ). Для выявления зависимостей «структура–свойство» были вычислены следующие дескрипторы: количество гидроксильных и метоксильных групп; наличие C=C-связей, циклопропановых и 1,2,5-оксадиазольных колец. ADME характеристики были рассчитаны с использованием ресурса ADMETlab. Результаты исследования. Из 96 рассмотренных соединений 7 молекул продемонстрировали лучшие (более отрицательные) значения GlideScore, чем комбретастатин. Наличие метоксильных групп отрицательно коррелирует со значением GlideScore, внося основной вклад в аффинность за счет гидрофобных взаимодействий с сайтом связывания. Гидроксильные группы также способствует улучшению связывания с мишенью за счет формирования дополнительных водородных связей. Замена двойной связи на циклопропановый фрагмент приводит к получению соединений с сопоставимой аффинностью (GlideScore ≈ – 8,2 ккал/моль). Напротив, оксадиазольные аналоги в среднем демонстрируют худшие показатели связывания. Обсуждение и заключение. Соединения, содержащие цис-алкеновый мостик и комбинацию гидрокси- и метокси-заместителей, продемонстрировали значения GlideScore, превосходящие комбретастатин A-4, что делает их кандидатами для дальнейшего синтеза и экспериментального изучения in vitro.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рынок недвижимости - ключевой сектор экономики с высокой динамикой цен, зависимостью от макроэкономических факторов и сложностью прогнозирования. Традиционные методы анализа требуют много времени и ресурсов, что ограничивает их применение. Использование low-code платформ позволяет сократить затраты на разработку моделей и сделать инструменты анализа доступными для специалистов без углубленных навыков программирования. Цель исследования - продемонстрировать использование KNIME для прогнозирования стоимости объектов недвижимости и их классификации; оценить, насколько точны модели и насколько они полезны на практике.
Бесплатно
Исследование явных численных методов решения уравнений параболического типа
Статья научная
Введение. Численные методы решения уравнений теплопроводности широко применяются в различных областях науки и техники. Разработка новых улучшенных численных алгоритмов для решения уравнений параболического типа позволяет повысить точность расчетов, снять ограничения на шаг интегрирования по времени, что позволит решать практические задачи за приемлемое время с высокой точностью. Цель исследования - изучить явные методы решения уравнений параболического типа на примере решения уравнения теплопроводности с переменными коэффициентами.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) является важной производной целлюлозы, широко применяемой в различных отраслях промышленности. Цель исследования – разработка метода синтеза ГПМЦ из целлюлозы технической конопли, выступающей возобновляемым и экономичным сырьем. Материалы и методы. В работе использованы образцы целлюлозосодержащей пеньки и химические реагенты промышленного производства без дополнительной очистки. Синтез проводили в гетерогенной среде толуол/изопропанол. Для характеристики продукта применяли инфракрасную спектроскопию (ИК) с преобразованием Фурье, а также спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах ¹H и ¹³C. Вязкость 2 %-ных водных растворов определяли с помощью вискозиметра Брукфильда (Brookfield). Результаты исследования. Успешно осуществлен синтез ГПМЦ из предварительно высушенной пеньки. Степень метилирования (DS) и гидроксипропилирования (MS) определена методом ЯМР-спектроскопии на ядрах ¹³C. Данные ИК-спектроскопии подтвердили образование эфира целлюлозы. Динамическая вязкость полученных образцов для 2 %-ных водных растворов составила от 35 до 58 Па · с. Обсуждение и заключение. Разработанный метод демонстрирует возможность эффективного получения ГПМЦ из возобновляемого конопляного сырья в лабораторных условиях. Процесс воспроизводимый и управляемый; выход целевого продукта составляет 76–81 %.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Высокие стартовые затраты и избыточная автоматизация при внедрении вертикальных ферм и гидропонных систем повышают риск неудачи проектов на ранних этапах. Цель исследования – формализовать и верифицировать методику поэтапного перехода управления ячейкой от микроконтроллера к промышленному контроллеру без потерь управляемости и данных, обеспечивающую низкие стартовые затраты. Материалы и методы. Прототип – одна гидропонная ячейка с циклом «затопление – осушение» (2 ч / 15 мин). Аппаратная часть: плата Iskra Mega, перистальтические и воздушные насосы, датчики водородного показателя и электропроводности, управляемые фитолампы, а также коммуникационный протокол Modbus RTU на базе интерфейса RS-485. Методы: лабораторный эксперимент, калибровка измерительных каналов, протоколирование и аудит событий, нагрузочные испытания шины связи, моделирование алгоритмов онлайн-перехвата и офлайн-миграции управляющих воздействий. Контуры поддержания водородного показателя и электропроводности реализованы на пропорционально-интегральных регуляторах с защитой от насыщения интегратора. Результаты исследования. Результаты показали детерминированность расписания с ошибкой переключения фаз < 0,1 %. Время установления pH/EC – не более 12–15 мин, перерегулирование незначительное. Доля кадров, отвергнутых по CRC, – низкая. Онлайн-перехват осуществляется за миллисекунды без пропусков кадров. Офлайн-миграция корректно восстанавливает графики. Обсуждение и заключение. Подтверждена работоспособность многоступенчатого перехода от микроконтроллера к общепромышленному исполнению. Шина синхронизации и адресная активация подпрограмм обеспечивают бесшовный переход и целостность данных. Экономически микроконтроллер оправдан при 1–3 ячейках; промышленные контроллеры – при 6–12 ячейках и более. Результаты исследования представляют практическую ценность для интеграторов автоматизированных систем управления технологическими процессами и разработчиков вертикальных ферм. Данные позволяют применять пошаговые процедуры онлайн- и офлайн-реинтеграции, учитывать требования к шине и адресации, а также использовать обоснованные критерии перехода к промышленному исполнению при масштабировании системы.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Магнитные наночастицы на основе оксида железа (Fe3O4) занимают особое место в современной биотехнологии, в частности для выделения ДНК. Методы с их использованием быстрее, проще и легче автоматизируются, чем классические подходы. В условиях дефицита импортных реагентов повышается спрос на разработку отечественных аналогов магнитных наночастиц. Цель исследования – разработка технологии синтеза и модификации магнитных наночастиц, обеспечивающих эффективное выделение ДНК из цельной крови. Материалы и методы. Магнитные наночастицы Fe3O4 сферической морфологии получали гидротермальным методом. Для придания сорбционных свойств частицы покрывали диоксидом кремния (SiO2) или аминофункционализированным диоксидом кремния (SiO2–NH2). Характеризацию полученных частиц проводили с помощью методов просвечивающей электронной микроскопии (Transmission Electron Microscopy, TEM), рентгеновской энерго-дисперсионной спектроскопии (Energy-Dispersive X-ray, EDX), динамического светорассеяния (Dynamic Light Scattering, DLS) и БЭТ (Брунауэра-Эммета- Теллера). Сорбционную емкость наночастиц и целостность выделенной ДНК определяли спектрофотометрически и методом электрофореза. Результаты исследования. TEM и DLS анализ показал сферическую морфологию полученных магнитных частиц с узким распределением по размерам. Частицы Fe3O4@SiO2–NH2 продемонстрировали максимальную сорбционную емкость, превосходящую как частицы с покрытием из чистого SiO2, так и коммерческий аналог. При этом все синтезированные частицы обеспечили высокое качество препарата с выделенной из крови ДНК. Обсуждение и заключение. Разработаны частицы для сепарации ДНК сферической морфологии с многослойным покрытием на основе SiO2. Показано преимущество функционализированных частиц перед коммерческим аналогом по эффективности сорбции. Полученные результаты подтверждают перспективность применения разработанных магнитных частиц в коммерческих наборах для выделения нуклеиновых кислот из цельной крови, способных заменить иностранные аналоги в диагностических и исследовательских целях.
Бесплатно
Получение электродных материалов из порошков, полученных методом электроэрозионного диспергирования
Статья научная
Введение. Узлы машин содержат в своем составе детали, изготовленные из цветных металлов и сплавов, таких как бронза. Поверхности этих деталей в процессе эксплуатации изнашиваются, что приводит к необходимости их восстановления. Одним из наиболее универсальных и при этом энергоэффективных методов восстановления изношенных поверхностей деталей является электроискровая обработка. Этот процесс позволяет улучшить эксплуатационные свойства деталей, восстанавливая их первоначальные размеры. В связи с этим создание электродов из мелкодисперсных порошковых материалов становится важным направлением. Цель исследования – разработка технологии изготовления электродов для электроискровой обработки на основе порошков, полученных методом электроэрозионного диспергирования. Материалы и методы. Для спекания использовался бронзовый порошок БрКМц 3-1, полученный методом электроэрозионного диспергирования. Спекание проводилось в системе искрового плазменного спекания SPS 10-3. Для подготовки образцов и их последующего анализа также были задействованы: сушильный шкаф ШС-80-01 СПУ, набор сит, соответствующий стандарту ГОСТ 2715–75, аналитические весы марки Acculab ALC-210d4 и рентгено-флуоресцентный спектрометр Jingpu MX-2. Результаты исследования. В результате спекания получена заготовка диаметром 40 миллиметров и высотой 20 миллиметров. Химический состав спеченных электродов сопоставим с составом исходного металлического лома. При пробной наплавке электроды из спеченной бронзы обеспечили формирование покрытий, по физико-механическим и триботехническим параметрам не уступающих покрытиям, полученным стандартным электродным материалом. Обсуждение и заключение. Методом искрового плазменного спекания возможно получать электроды из бронзовых порошковых материалов, полученных методом электроэрозионного диспергирования. Эти электроды обладают свойствами, подходящими для их применения в процессе электроискровой обработки.
Бесплатно
