CC BY
28
(5)
COSipp
—simpp
0
sin<Pp
cos<Pp
0
0
0
1
где ф - угол рыскания корабля (курс корабля).
Учитывая расположения антенны на базируемом объекте, осуществляется перевод подвижной системы кордит к корабельной системе и далее необходимо учесть преобразование подвижной системы координат под действием качки корабля. Данные преобразования осуществляются аналогично равенствам (1), (3), (5), путем замены углом щ, в, ф на щ1, в1, ф1 - возмущающие углы системы.
При переводе координат положения спутника из сферических координат в декартовые, находим величины возмущающих углов системы.
Был разработан программный модуль расчета углов возмущающего воздействия, средствами MathCad (рис. 3).
Рис. 3 - Программный модуль расчета углов возмущающего воздействия
Разработанная расчетная модель позволяет учесть:
- особенности геометрических и технологических параметров конструкции антенны с учетом длины звеньев, их взаимного расположения и возможного диапазона изменения углов поворота;
- расположение антенны на корабле;
- координаты расположения объекта слежения.
В результате преобразований, координаты любой точки конструкции антенной системы в любой момент времени однозначно определяются в глобальной земной системе координат. При определенных с помощью системы гироскопической стабилизации возмущающих воздействиях со стороны платформы и координатах расположения объекта слежения, это позволяет, в том числе динамически, с требуемой точностью определять углы компенсации внешнего воздействия и стабилизации наведения.
Литература
1. Крылов А. Н. Общая теория гироскопов и некоторых технических их применений: собр. трудов, - 1950. - Т. 8.
2. Бесекерский В. А., Фабрикант Е.А. Динамический синтез систем гироскопической стабилизации. - М.: «Судостроение», 1968. - 351 с.
Стородубцева Т.Н.1, Томилин А.И2.,
'Доктор технических наук, доцент; 2аспирант, Воронежская государственная лесотехническая
академия
ВЛИЯНИЕ АГРЕССИВНОЙ среды на прочность и упругость древесины при изгибе
Аннотация
В статье приведены результаты исследований по определению длительного действия агрессивной среды - воды на величины пределов прочности и модулей упругости при изгибе образцов из древесины с их представлением экспоненциальными функциями. Ключевые слова: древесина, упругость, прочность, изгиб.
Storodubtseva T.N.1, Tomilin A.I.2,
'Doctor of Technical Sciences, associate professor; ^Postgraduate, Voronezh State Forest Technical Academy EFFECTS OF AGGRESSIVE ENVIRONMENT ON STRENGTH AND RESILIENCE OF WOOD flexural
66
Abstract
The results of studies to determine the long-acting-aggressive environment - water quantity limits and strength of the flexural modulus of the wood samples with their representation of the exponential functions.
Keywords: wood, strength, elasticity, flexural strength.
Древесина - один из древнейших природных материалов, применяемых человеком. Ее потребляют все отрасли народного хозяйства. Она прочна и легка, имеет хорошие теплоизоляционные свойства, способность без разрушения поглощать работу при ударных нагрузках, гасить вибрации/
Способность к поглощению влаги — отрицательное свойство древесины. Высушенная древесина в изделиях «дышит», изменяя содержание связанной воды при колебаниях температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Будучи помещенной, в очень влажную среду, она сильно увлажняется, что ухудшает ее физико-механические характеристики и приводит к ряду других нежелательных явлений. Изучали, как изменяется абсолютная влажность древесины сосны в течение 60 суток, выдержки в воде (согласно ГОСТ 16483.7 - 71) образцах в виде кубиков с размерами 30х30х30 мм, (табл. 1).
Таблица 1 - Изменение массы образцов от времени выдержки в воде
Сутки 0/1 2/3 6/10 20/30 40/50 60
Масса, г 13,47/ 21,67/ 23,78/ 25,86/ 27,56/ 29,57
20,93 22,17 24,38 26,70 28,60
Используя данные, табл. 1, можно подсчитать, что на конец второго месяца экспозиции в воде она достигла 120 %, а на 20 сутки - 91 %. Для более крупных образцов на те же сутки абсолютная влажность равнялась 59 % [1, рис. 1], т.е. она зависит от их объема.
Были проведены эксперименты по определению прогибов и пределов прочности образцов из древесины сосны, с размерами поперечного сечения 20х30 и длиной - 300 мм на чистый изгиб. Для определения модулей упругости использовали машины МР-5 и Р-5. Средняя скорость нагружения с помощью ручного привода равнялась 4,5...5,0 МПа в мин. Абсолютные деформации замеряли индикатором часового типа с ценой деления 0,001 мм.
При определении модуля упругости при чистом изгибе схемы нагружения и установки индикатора позволяли измерять деформации в центре зоны чистого изгиба пролетом l=100 мм.
По найденным прогибам определяли ее модули упругости E-104, МПа, а по разрушающей нагрузке - пределы прочности а, МПа, строили графики зависимости влажности и названных характеристик от времени их выдержки в воде [1].
Из графиков работы [1, рис. 1] видно, что древесина сосны очень быстро набирает влажность, которая сильно влияет как на ее прочностные характеристики, так и на упругие характеристики. Прочность падает уже на первые сутки, но когда образцы набрали влажность 25.30 %, она начинает незначительно увеличиваться. Значения модулей упругости также снижаются до тех пор, пока образцы не набрали влажность 41,97 %, после чего их величины практически стабилизируются. Представляло интерес представить полученные экспериментальные зависимости с помощью экспоненциальных функций и построить теоретические кривые, что и
Данные таблиц 2 и 3 показывают, что полученные функции хорошо аппроксимируют экспериментальные, о чем говорят низкие значения сумм квадратов отклонений.
67
Таблица 2 - Ззначения предела прочности (о, МПа) образцов древесины в зависимости от времени выдержки в воде, сутки
Сутки Экспериментальные данные а э Теоретические данные а т Разность отклонения а -а эт Квадрат разности отклонений (аэ - ат )2
МПа
1 2 3 4 5
0 23,16 23,1552 0,004797 0,000023
1 12,95 13,08103 -0,13103 0,017169
2 12,25 11,95034 0,299655 0,089793
3 11,93 11,72985 0,200146 0,040058
6 11,43 11,67063 -0,24063 0,057903
10 10,73 11,67002 -0,94002 0,883638
20 12,48 11,67002 0,809984 0,656074
Х=0,002909 1=1,744658
Экспериментальными исследованиями и проведенным анализом проведенных экспериментов и научных публикаций, посвященных влиянию физических факторов на прочностные и упругие характеристики древесины, установлено:
- древесина, являющаяся природным композитом, очень чутко реагирует на воду, проникающую в нее различными путями, особенно если она высушена, как это имеет место при использовании ее в качестве армирующего заполнителя
древесностекловолокнистого композиционного материала на
Таблица 3 - Значения модуля упругости (Е-104, МПа) образцов древесины в зависимости от времени выдержки в воде, сутки
Сутки Экспериментальные данные, Еэ Теоретические данные, Ет Разность отклонения, Еэ-Ет Квадрат разностей отклонений, (Еэ-Ет)2
х104, МПа
1 2 3 4 5
0 1,215 1,228346779 -0,013346779 0,000178137
1 0,853 0,779063028 0,073936972 0,005466676
2 0,586 0,613678806 -0,027678806 0,000766116
3 0,468 0,53067412 -0,06267412 0,003928045
6 0,421 0,432430065 -0,011430065 0,000130646
10 0,416 0,397803062 0,018196938 0,000331129
20 0,403 0,385511389 0,017488611 0,000305852
1= - 0,00551 1=0,011107
ФАМ [2]. При увлажнении ухудшаются физико-механические характеристики древесины, кроме того, она склонна к разбуханию в процессе водопоглощения. Следует учитывать также, что давление стесненного набухания древесины сосны, заключенной в полимерную оболочку, может вызвать ее разрушение, если древесина не подвергнута соответствующей обработке
[3];
- видно, что под действием воды прочность начинает падать на 10 сутки, но когда древесина сосны набрала влажность 25.. .30 %, она стабилизируется. Модуль упругости почти равномерно снижаются до тех пор, пока древесина сосны не набрала влажность 41,97 %, после чего его величина стабилизировалась;
- полученные результаты использованы при выборе растворов для гидрофобизирующей пропитки древесины, высушенной до 8..12 %, до предела насыщения, равного 30 %, с целью предохранения ее от набухания и гниения.
- водопоглощение материалов, создаваемых на основе смолы ФАМ, осуществляется за счет диффундирования молекул воды в пространство между звеньями молекул полимера, в результате чего возникает пластифицирующий эффект, снижающий их прочность и жесткость до 50 % и более. Действие воды вызывает набухание полимерной матрицы и стесненное набухание древесины заполнителя, поэтому для защиты разработанных материалов необходимо использовать два направления - уплотнение микро- и макроструктуры композитов путем модификации составов и их гидрофобизации.
Литература
1. Стородубцева, Т.Н. Применение гидрофобизирующих и модифицирующих составов для пропитки древесного армирующего заполнителя [Текст] / Т.Н. Стородубцева, В.И. Харчевников, А.И. Томилин, К.В. Батурин. - «Лесотехнический журнал», Воронеж. - 2012. - № 2. - С. 36-46.
2. Стородубцева, Т.Н. Композиционный материал на основе древесины для железнодорожных шпал: Трещиностойкость под действием физических факторов [Текст] : моногр. / Т.Н. Стородубцева.- Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2002.- 216 с.
3. Харчевников, В.И. Стекловолокнистые полимербетоны из древесных отходов [Текст] / В.И. Харчевников, Л.Н. Стадник, Т.Н. Стородубцева и др. // Лесн. пром-сть. - 1993. - № 3.- С. 19.
Тихомиров Д.А.
Кандидат технических наук, Г осударственное научное учреждение Всероссийский институт электрификации сельского
хозяйства
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕИЯ ОБЪЕКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
Аннотация
Предложен новый энергоэффективный способ децентрализованного теплообеспечения животноводческих объектов. Представлена структурная схема системы теплообеспечения с утилизацией, озонированием и рециркуляцией воздуха. Разработан опытный образец установки.
Ключевые слова: децентрализованное теплообеспечение, утилизация, озонирование, рециркуляция воздуха.
68
