книги / Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции ПГТУ по результатам научно-исследовательских работ, выполненных в 1991-1994 гг

нимаемые должности, наличие ученых степеней и званий, пол препо­ давателя и возрастной диапазон.

Для каждого преподавателя оцениваются результаты его научнопедагогической деятельности, которые могут корректироваться экс­ пертными комиссиями факультета и университета.

Поскольку каждый преподаватель участвует в научно-педагоги­ ческой деятельности структурных подразделений университета и при­

По мнению авторов, обработанные таким образом результаты на­ учно-педагогической деятельности преподавателей должны учитывать­ ся при избрании на должность по конкурсу, при аттестации, пред­ ставлении к различного рода званиям, поощрении.

Разработанная компьютерная программа используется в ПГГУ при оценке научно-педагогической деятельности преподавателей с 1994/95 учебного года.

УДК 301

КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА РАСЧЕТА РЕЙТИНГА ФАКУЛЬТЕТОВ И КАФВДР ПО РАЗДЕЛУ "НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ"

М.Л.Сапунков, А.Д.Фролов

Разработаны алгоритм и компьютерная программа системы рейтин­ говой оценки научной деятельности подразделений П1ТУ - факульте­ тов и кафедр. Рейтинг каждого подразделения определяется путем об­ работки данных, отраженных в ежегодных отчетах кафедр и в специ­ альных анкетах, с учетом информации отделов и служб ПГГУ. Система позволяет достаточно объективно оценить рейтинг каждого подразде­ ления с учетом объемов финансирования НИР (госбюджетное финансиро­ вание - заказ-наряды, программы, гранты; хоздоговорные работы) и результативности научной деятельности (участие в конкурсах, защи­ ты диссертаций, издание монографий, изобретательская деятельность, публикация статей). Учитывается также и экспертная оценка комиссии при проректоре по научной работе.

Рейтинг определяется раздельно по абсолютным и по относитель­ ным показателям для кафедр и для факультетов ППУ. Место каждого подразделения среди других подразделений (кафедр - среди кафедр, факультетов - среди факультетов) устанавливается итоговым рейтин­ гом, определяемым на основании итогового относительного коэффици­ ента (в своей основе он имеет относительные коэффициенты по объе­ мам финансирования и по результативности научной деятельности, суммируемые с весовыми коэффициентами).

Программа предусматривает возможность расчета рейтинга за любой год или за любое количество следующих подряд лет (например, за пятилетку).

Предусмотрен также специально разработанный вариант данной программы, позволяющий подводить итоги по НИР, финансируемых из средств республиканского бюджета по единому заказ-наряду ППУ.

Компьютерные программы внедрены в практику подведения ито­ гов по научной деятельности ППУ.

УДК 536.2.02:54.06

ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОШЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

В.С.Кошман (ПВВКИУ РВ)

Известная противоречивость накопленных опытных данных по теплофизическим свойствам веществ и материалов свидетельствует о необходимости поиска закономерностей их изменения. В этой свя­

соответственно теплопроводность и объемная теплоемкость, а а , $ и С - набор коэффициентов. Для простых веществ в качестве основы для систематизации опытных данных целесообразно использо­ вать периодическую систему Д.И.Мевделеева. При значениях коэффи­ циентов CL = 1/з и & = С = I в комплексе свойств установлена периодичность его изменения в зависимости от порядкового номера химических элементов в таблице. Выявлена корреляция между комп­ лексом теплофизических свойств Кju. и молярной энтропией Sрс простых веществ. Диаграммы свойств — Sju, построенные на основе накопленных опытных данных, позволяют спрогнозировать

- и з -

ожидаемые значения температурного коэффициента Ji- dK/d Т % кото­ рые отвечают величинам, установленным опытным путем. Наиболее ве­ роятным значением коэффициента (в системе единиц СИ), по-видимому, является в е л и ч и н а = 2,43-Ю3. Причины наблюдаемых отклонений как в этом, так и в иных случаях пока однозначно не идентифициро­ ваны.

Ввиду отсутствия надежной теории тешюфизических свойств, ос­ новным источником данных по ним и для простых веществ, и для мате­ риалов является натурный эксперимент. Как представляется, экспери­ мент не должен быть единичным, чтобы говорить о высокой достовер­ ности опытных данных. Необходимо проведение измерений для одного и того же материала разными методами, в различных условиях и в различных лабораториях. При этом организация экспериментов должна быть корректной. Только при выполнении подобных условий сегодня можно надеяться на корректность выявляемых эмпирических зависи­ мостей.

УДК 629.023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК МИНИМАЛЬНОГО ВЕСА С УЧЕТОМ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСта СВЯЗУЮЩЕГО,

СКРЕПЛЕННЫХ С НАПОЛНИТЕЛЕМ

А.В.Колмогоров, В.А.Елтышев (ПВВКИУ РВ)

Проектирование оболочечных конструкций из композиционных ма­ териалов, кроме традиционного назначения ее геометрических пара­ метров, предусматривает определение рациональной структуры мате­ риала, т.е. числа и порядка слоев, углов ориентации и вида арми­ рующих элементов, их относительного содержания в композиции и других параметров.

Предлагается методика проектирования цилиндрических оболочек с учетом несущой способности связующего, скрепленных с наполните­ лем при нагружении конструкции различного рода силовыми факторами и температурой, обладающих минимумом массы и обеспечивающих сохра­ нение работоспособности конструкции. В качестве параметров оптими­ зации принимаются толщины слоев и утлы их намотки. Моделью матери­ ала цилиндрической оболочки является систем» абсолютно гибких ни­

тей, скрепленных эпоксидным связующим. Достаточное условие миниму­ ма массы - равнопрочность. Согласно ему среди всех оболочек, вос­ принимающих данные нагрузки и изготовленных из данного материала, минимальной массой обладает та, напряженное состояние в каждой точке которой принадлежит поверхности разрушения.

Для решения поставленной задачи используется итерационная процедура, на первом этапе которой решается задача о напряженнодеформированном состоянии системы оболочка - наполнитель и опре­ деляются усилия, возникающие в оболочке в результате взаимодейст­ вия с наполнителем. Рассчитанные усилия используются при проекти­ ровании оболочки. Спроектированная оболочка будет иметь новую структуру и толщину, а следовательно, будет вызывать иное рас­ пределение напряжений в конструкции. Итерационный процесс закан­ чивается, когда разность толщин оболочки в двух последних итера­ циях не будет превышать толщину элементарного слоя.

УДК 536.2.02:54.05

МЕТОД ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТОНКОСТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ В.Д.Корнеев (11ВВКИУ РВ)

Предлагаемый метод экспериментального исследования может быть использован для выполнения измерений, а также для дефектометричес­ ких исследований слоистых систем. Целью разработки метода является повышение точности измерений, а также расширение номенклатуры ис­ следуемых объектов путем включения в их число элементов цилиндри­ ческой формы с низкой теплопроводностью. Метод теплофизического контроля включает одностороннее периодическое тепловое воздейст­ вие на поверхность образца, регистрацию изменения его температуры и определение разности фаз между колебаниями теплового потока и температуры в контрольной точке. Поправка на теплообмен определя­ ется в эксперименте в качестве обобщенного показателя, коэффициент теплоотдачи не определяется, что способствует уменьшению погрешно­ сти измерения. В предлагаемом методе практически отсутствует по­ грешность, связанная с температурной зависимостью теплофизических свойств материалов и необходимостью определения величины плотности теплового потока. Обеспечивается возможность дистанционного воз-

действия переменным тепловым потоком на исследуемый образец и ре­ гистрации колебаний температуры.

Расчетные выражения получены в результате решения нестацио­ нарной задачи теплопроводности в условиях регулярного теплового режима 3-го рода. Координаты поверхности определяются в результа­ те измерения фазовых характеристик процессов переноса с учетом степени проявления теплового скин-эффекта в слое материала. Плос­ кие многослойные образцы подвергают знакопеременному изгибу в процессе проховдения температурной волны через образец. Изгиб осу­ ществляют в области упругих деформаций без потери устойчивости слоев на сжатой стороне и без разрушения.

УДК 678.5.539.4.42

ОБ ОДНОМ ПОДХОДЕ К ОЦЕНКЕ МАКРОСКОПИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

А.А.Кимяев (ПВВКИУ РВ)

Любая теория прочности, в конечном итоге, представляет собой звено, связывающее модель, на которой определялись параметры проч­ ности и оригинал, по отношению к которому эти параметры ставятся в некоторое соответствие. С точки зрения адекватности сравниваемых явлений различают два вида подобия - физическое и математическое. Физическое подобие достигается одинаковой физической природой рас­

сматриваемых явлений. При математическом подобии требуется соответ­ ствие их сходственных параметров.

Проблемы, возникающие при расчете конструкций на прочность, чаще всего связаны с нарушением условий физического подобия, когда полагают, что прочность - это материальная характеристика, а не сложный многоуровневый процесс, при котором происходит изменение состояния тела как в микроскопических, так и в макроскопических объемах.

Учитывая, что разрушение - явление сугубо локальное, можно выделить область разрушения, исследуя происходящие в ней процессы с необходимой для обеспечения условий физического подобия точ­ ностью, а расчет конструкции в целом осуществлять, например, в упругой постановке с заменой области разрушения упругим включени­

ем. В этом случае задача распадается на две, одна из которых отвечает за выполнение условий физического подобия, а другая - математического. Показано, что в этом случае, независимо от ме­ ханизма разрушения, предельное состояние достигается тогда, ког­ да дополнительный поток энергии к области разрушения, вызванный только увеличением повреждения, превышает энергетические затра­ ты на его образование.

Отметим, что в отличив от других подходов, где механизм разрушения предопределен исходными гипотезами, в рассматривае­ мом случае определение истинного механизма основано на вариаци­ онном принципе, согласно которому из всех возможных процессов разрушения будет реализован тот, который к моменту наступления предельного состояния потребует минимальной работы внешних сил.

УДК 621.791.72

О РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ СО СКВОЗНЫМ ПРОПЛАВЛЕНИЕМ

Д.Л.Долинов, В.Я.Беленький (ПВЕКИУ РВ, ЮТУ)

Основной сложностью при электронно-лучевой сварке со сквозным проплавлением является поддержание неизменных условий форми­ рования обратного валика сварного шва по всей его длине, а также обеспечение воспроизводимости качества сварных соединений в це­

лом.

Для контроля формирования обратного валика сварного шва до настоящего времени применялся метод регистрации проходящего тока электронного пучка с помощью коллектора электронов, устанавлива­ емого под свариваемым изделием.

Анализ существующих на практике автоматизированных систем для электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением показал что в большинстве случаев они не обеспечивают всех технологичес­ ких требований, предъявляемых к сварным соединениям.

Предлагается методика проведения исследовательских работ по совершенствованию технологии электронно-лучевой сварки со сквоз­ ным проплавлением металла. На первом этапе данная методика пред­ полагает исследование параметров сквозного тока, а именно энерге

тического и частотного спектра. На втором этапе исследуется рабо­ та системы автоматического управления формированием сварного шва при сквозном проплавлении, где определяются технологически эф­ фективные параметры модуляции тока электронного пучка и рассмат­ ривается вариант управления по сигналам сквозного тока с примене­ нием модуляции электронного пучка. Также рассматривается вариант выключения тока электронного пучка по фронту импульса сквозного тока, при этом электронный пучок не модулируется. В результате экспериментов выбирается наиболее эффективный способ управления формированием сварного шва при электронно-лучевой сварке со сквоз­ ным проплавлением обрабатываемого материала.

Данная методика исследований дает возможность определения способа сквозной электронно-лучевой сварки, с использованием об­ ратной связи по параметрам сквозного тока, который обеспечивает более высокое качество сварного соединения.

УДК 676.023.121

Д Е Ш Ш Ф И К А Ц И Я И ОТБЕЛКА ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА

Д.Р.Нагимов, студентка О.Г.Кукликова

В связи с необходимостью решения проблемы экологической безо­ пасности при выработке целлюлозно-бумажной продукции необходимо заменить традиционные серо- и хлорсодержащие соединения на более безопасные кислородсодержащие соединения.

Один из перспективных реагентов - пероксид водорода, так как он может являться универсальным источником разнообразных ви­

его кислотно-основных ’свойств, наличия катализатора, а также тем­ пературы процесса.

Для изучения совместного влияния изучаемых факторов на конеч­ ные показатели пероксидной отбелки был поставлен эксперимент с ис­ пользованием плана эксперимента второго порядка для 5 переменных факторов (план Хартли).

Математическая обработка результатов реализации плана экспе­ римента позволила получить уравнения регрессии, отражающие влия­ ние изучаемых переменных факторов на основные качественные показа­ тели получаемого продукта.

УДК 676.15.051

ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЩЕЙ ТЕХН0Л01ИИ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

Р.Х.Хакимов, студент К.Н.Чирков

В настоящее время активно проводятся работы по использованию древесных отходов из скопа очистных сооружений целлюлозно-бумажных предприятий для получения строительных материалов: ЛУДП (лигноуглеводных древесных пластиков), конструкционного бруса, теплоизо­ ляционного материала.

Данная работа направлена на решение основной проблемы в ис­ пользовании древесных отходов для получения строительных материа­ лов - разработку массоподготовительного отдела. Отличительная осо­ бенность разработки заключается в том, что она обеспечивает высо­ коинтенсивное измельчение материалов с исходной влажностью до 70-80 % до состояния муки (фракционный состав конечного продукта легко регулируется) и сушку материала до воздушно-сухого состоя­ ния с минимальными затратами энергии на высокопроизводительном оборудовании. Работающее в настоящее время на предприятиях ЦБП оборудование для измельчения древесных отходов не обеспечивает эффективного измельчения при значительных затратах энергии.

Разработка может быть эффективно использована и для получе­ ния витаминной муки и комбикормов для сельского хозяйства.

Внедрение разработки в промышленность позволит решить эко­ логические и экономические проблемы. С точки зрения экологии решается проблема ликвидации отвалов скопа очистных сооружений

и древесных отходов, загрязняющих окружающую среду. Экономическая выгода - получение товаров народного потребления низкой себестои­ мости из неутилизируемых отходов, экономия древесного сырья.

УДК 676.023.121

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСЖИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ПРОЦЕССЕ БЕСХЛОРНОЙ ОТБЕЛКИ

Ф.Х.Хакимова, Д.Р.Нагимов

Вопросы перехода на бесхлорную отбелку актуальны для всех стран. Объясняется это отрицательным влиянием на здоровье людей и окружающую среду хлорсоединений, образующихся при отбелке цел­ люлозы.

Нами исследованы физико-химические изменения сульфитной целлюлозы в процессе отбелки пероксидом водорода. Показано, что отбелка по схеме П-К-П-К исключает загрязнение окружающей среды хлорорганическими соединениями и оказывает на целлюлозу значи­ тельно более мягкое окислительное действие, чем отбелка хлором и гипохлоритом, следствием чего является сохранение при отбелке пероксидом водорода на высоком уровне всех показателей механи­ ческой прочности целлюлозы.

Целлюлоза, отбеленная пероксидом водорода, отличается бо­ лее низкими величинами растворимости целлюлозы в цинкате натрия (т.е. более низким содержанием низкомолекулярных фракций целлю­ лозы), медного числа и реверсии белизны.

Одним из важнейших преимуществ отбелки сульфитной целлюло­ зы пероксидом водорода (без хлорсодержащих реагентов) является решение проблемы смоляных затруднений вследствие получения бе­ леной целлюлозы с низким содержанием экстрактивных веществ (О,7-0,8 %).

УДК 661.728.2:664

ПОЛУЧЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОРОШКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Ф.Х.Хакимова, Т.Н.Ковтун

В последние годы особое внимание исследователей за рубежом привлекает получение неволокнистой модифицированной целлюлозы, пригодной для использования в различных отраслях промышленности: фармацевтической, косметической, пищевой и др.

Данная работа посвящена разработке технологии получения по­ рошковой целлюлозы из волокнистого сырья (хлопковой и сульфитной целлюлоз), высвобождающегося на конверсируемом предприятии.

Для получения порошкообразной целлюлозы был использован ме­ тод гетерогенного гидролиза с последующим механическим измельче­ нием продукта. В качестве деструктирующего раствора были приме­ нены водные растворы минеральных кислот (соляной, серной, азот­ ной).

Выполненные лабораторные исследования позволили определить оптимальные условия гидролиза (температуру, продолжительность, концентрацию деструктирующего раствора) хлопковой и сульфитной целлюлозы для получения порошкообразного продукта с необходимыми качественными показателями.

Полученные образцы порошковой целлюлозы из хлопковой и суль­ фитной облагороженной целлюлозы переданы в Уральский региональный центр питания для подробных исследований и изучения возможности использования этого продукта в хлебобулочной и пищевой промышлен­ ности. Получены положительные результаты.

Разработанная технологическая схема получения порошковой цел­ люлозы предложена для реализации предприятию, заинтересованному в выпуске новых товаров из имеющегося сырья.