CC BY
17
7. Беленький В.З. Модель оптимального инвестирования проекта новой технологии / В.З. Беленький, А.Д. Сластников // Экономика и математические методы : журнал. - М. : Изд-во ЦЕ-МИ РАН. - 1997. - Т. 33, вып. 3. - С. 125-129.
8. Багриновский К. А. Новое в методологии управления крупными научно-техническими программами в современной экономике : препринт / К.А. Багриновский, М.А. Бендиков, Е.Ю. Хрусталев. - М. : Изд-во ЦЭМИ РАН, 1998.
Бондарчук М.К., Воляник Г.М. Построение модели инвестирования санационных инноваций в интегрированных структурах
Для обеспечения эффективности интегрированных структур дальнейшего развития достал механизм инвестирования нововведений в интегрированных структурах. Предложены толкования терминов инновации интегрированных структур и санацион-ные инновации. Разработан теоретический и методологический подход к оценке экономической эффективности интегрированных структур, реализующих санационные инновации, чтобы избежать возможные кризисы. Представленные теоретические аспекты, касающиеся определения основных задач и функций института инноваций актуализируют вопрос о выявлении и ликвидации причин, которые мешают санации интегрированных структур.
Ключевые слова: инвестирование, инновации, санация, санационные инновации, интегрированные структуры.
Bondarchuk M.K., Voljanyk G.M. Construction of the Investments Model of Decontamination Innovations in Computer-Integrated Structures
The further development of the mechanism of investing in integrated settings in order to ensure the effectiveness of the integrated structures is investigated. Interpretation of the terms of innovation integrated structures and decontamination innovations are suggested. The theoretical and methodological approach to the evaluation of economic efficiency of integrated structures that implement remediation innovation to avoid possible crises is developed. Theoretical aspects concerning the identification of the main tasks and functions of the Institute of innovation actualize the issue of identifying and eliminating the causes that prevent the improvement of integrated structures.
Keywords: investment, innovation, rehabilitation, rehabilitation innovation, integrated structures.
УДК 674.04 Доц. Б.Я. Кшивецький, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
РОЗРАХУНОК МАСШТАБНОГО КОЕФ1Ц16НТА ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ МЩНОСТ1 ТА ДОВГОВ1ЧНОСТ1
ТЕРМОПЛАСТИЧНИХ КЛЕЙОВИХ З'бДНАНЬ ДЕРЕВИНИ
Наведено розрахунок масштабного коефщента для математично! моделi прогно-зування мшносп та довгс^чност термопластичних клейових з'еднань деревини за результатами пришвидшених експериментальних дослщжень. Здшснено прогнозування та аналiз мщност i довговiчностi термопластичних клейових з'еднань деревини дуба за допомогою математично! моделi з отриманим масштабним коефщентом. Розроблену методику розрахунку масштабних коефщенйв запропоновано використовувати не лише для шшвшшацетатних з'еднань деревини дуба, але i для термопластичних клейових з'еднань деревини, у яких мехашзм формування клейового шва е щдабним до полшш-лацетатного з'еднання.
Довговiчнiсть клейових з'еднань деревини дослщжують за тривалим (природним) та пришвидшеним (лабораторним) методами. За тривалим методом, довговiчнiсть характеризуемся спйкгстю клейових з'еднань деревини до дц атмосферних факторш у природних умовах. Визначають таку довговiчнiсть
змшою шцносп за певний промiжок часу у МПа або у вщсотках. Дослщження довговiчностi клейових з'еднань деревини за тривалим методом у природних умовах вважаеться найбiльш достовiрними, оскшьки його результати ввдобра-жають реальнi процеси, якi вiдбуваються у клейовому з'еднанш. За результатами тривалих експериментальних дослiджень можна прогнозувати довговiчнiсть клейових з'еднань, здшснювати аналiз та порiвнювати результати дослiджень, отриманi за рiзними методиками, будувати графiчнi залежностi тощо [1, 2].
Разом з тим, результати, отриманi за тривалим методом до^джень, е достовiрними для певно! кл1матично1 зони або району, тривалi у часi, потребу-ють математично! обробки та не дають змоги за короткий промiжок часу досль дити вплив окремих факторiв (температури, вологостi тощо). Тому, паралельно з тривалим методом дослвджень довговiчностi клейових з'еднань, або незалеж-но ввд нього, проводять дослiдження у лабораторних умовах. Для цього вико-ристовують пришвидшений метод (метод циклiчноí температуро-волопсно! обробки), суть якого полягае у швидккшй та iнтенсивнiй температурнш i волопс-нiй обробцi, що зводиться до створення умов iз рiзкими перепадами температури i вологи. Тобто, за допомогою пришвидшених дослiджень створюються п-перболiзуючi жорстю режими випробувань клейових з'еднань, ят необхiднi для отримання результат у короткий термш та вiдповiдають певному перюду три-вало!' експлуатацií виробiв [3, 4].
Автор запропонував та запатентував новий споаб прогнозувати мщнкть та довговiчнiсть термопластичних клейових з'еднань деревини за допомогою математичних моделей [5], а саме:
• математична модель для прогнозування мiцностi:
де: АТ({) - середньозважена температура навколишнього середовища, оС; АЖ® - середньозважена вологiсть навколишнього середовища, %; агран. - гранична мщнкть з'еднання; параметри Л('\ В('\ С® - залежнi вiд змши температури i вологостi навколишнього.
Отримаш математичнi моделi дають змогу прогнозувати мiцнiсть i дов-говiчнiсть для структурованих i неструктурованих термопластичних полiвiнiла-цетатних клейових з'еднань рiзних порiд деревини за короткий промiжок часу та без руйнування клейових з'еднань деревини [6-8].
О^м цього, за допомогою отриманих математичних моделей можна прогнозувати мщносп та довговiчностi не тiльки для полiвiнiлацетатних клейових з'еднань, але i для тих термопластичних клейових з'еднань деревини, що формують клейовий шов за принципом полшншацетатних кле!в. Але для цього необхiдно мати результати пришвидшених експериментальних досль джень для даних клейових з'еднань.
а = -А(,)АТ ® + В(')АЖ® exp(-a(,V,));
• математична модель для прогнозування довговiчностi:
(1)
(2)
Прогнозувати мщшсть та довговiчнiсть за результатами пришвидшених експериментальних дослiджень можна на основi вiдповiдного кореляцiйного ко-ефщента, який враховував би властивостi кле1в та напружено-деформацшний стан клейових з'еднань. Отримати такий коефiцieнт можна за результатами ма-тематичного та iмiтацiйного моделювання напружено-деформацiйного стану термопластичних клейових з'еднань деревини, а перевiрити його достовiрнiсть можна за результатами пришвидшених експериментальних дослщжень.
Найчастiше для склеювання використовують деревину породи дуба, бука, сосни та берези. Саме тому, для цих порвд деревини i було розраховано ко-ефiцiент, який враховуе корелящйний зв'язок мiж результатами тривалих i пришвидшених експериментальних дослщжень, лiнiйну i рiдкосiтчасту структуру клейового шва. Такий коефiцiент, отримав назву масштабного i позна-чаеться км. Маючи такий коефiцiент, можна прогнозувати мiцнiсть та довговiч-шсть для клейових з'еднань деревини, що склеенi термопластичними клеями, основа яких вiдмiнна вiд полiвiнiлацетатних клеш. Але для розрахунку масштабного коефщента потрiбно мати результати пришвидшених експериментальних до^джень, якi можна здайснити у виробничих умовах з використан-ням вiдповiдного лабораторного устаткування.
Розрахунок масштабного коефщента здiйснювали за результатами моделювання змши напружено-деформацiйного стану за цикшчно! дií вологостi та температури. Для цього спочатку було розраховано коефщент (а), який враховуе циклчну даю вологостi та температури. А попм на його основi було розраховано коефщент км.
Коефiцiенти (а), що враховують температуру та вологiсть, визначали методом аналогш за формулою
1п а(Г, ж) = а1 + а2Г2 + а3м> + а4м>2 + а5ж, (3)
де: а - коефщенти, що враховують температуру i волопсть; / - температура; ж - волопсть. Розрахунковi значення коефiцiентiв, що враховують температуру та волопсть для деяких порвд деревини, наведено у табл. 1.
Табл. 1. Коефщенти, що враховують температуру та вологкть
Коефщент Дуб Сосна Бук Береза
а1 0,9976 0,7123 0,8124 0,7767
а2 0,0368 0,0263 0,0299 0,0287
а3 5,4813 3,9152 4,4433 4,2676
а4 -0,3828 -0,2734 -0,3117 -0,2734
а5 0,0546 0,0329 0,0375 0,0351
На основi коефщента (а) розраховували коефщент км., та додали його до математичних моделей (1, 2) прогнозування мiцностi та довговiчностi термопластичних клейових з'еднань деревини. Коефщент, що враховуе волопсть та температуру, розраховували для кожно1 породи деревини, оскшьки за допо-могою единого коефщента врахувати фiзико-механiчнi властивостi деревини неможливо.
Математична модель прогнозування мiцностi (1), що враховуе коефь цieнт на породу деревини, який наведено в публiкацií [9], та з врахуванням масштабного коефщента кт, наведеного вище, буде мати такий вигляд:
о = кпд, • км. • (-А • АТ® + Т • АЖ® ехр(-С • т ®)), (4)
де: кпЛ - коефiцieнт на породу деревини; км - масштабний коефiцieнт, який зале-жить вщ породи деревини.
Для прогнозування мщносп термопластичних клейових з'еднань деревини дуба математична модель з урахуванням масштабного коефщента матиме вигляд:
• для структурованих клеТв з рiдкосiтчастою структурою клейового шва:
о = 0,92 • 1 • (-0,0024 • А Т(г) + 0,1154 • А Ж ® ехр(-0,00205 • Т°)); (5)
• для неструктурованих клеТв з лiнiйною структурою клейового шва:
О = 0,91 • 1 • (-0,0006 • А Т Ю + 0,1372 • АЖ® ехр(-0,0082 • Т°)). (6)
Математична модель (2) прогнозування довговiчностi для клейових з'еднань деревини дуба з урахуванням коефщента на породу деревини та масштабного коефщента буде мати такий вигляд:
• для структурованих клеТв, iз рщкоитчастою структурою клейового шва:
г - /
т() = 0,92 •
1
0,00205
-• 1п
0,1151 •АЖ ®
О гран + 0,024 •АТ®
• для неструктурованих клеТв, iз лiнiйною структурою клейового шва:
/ /
т(1) = 0,91 •
1
0,0082
-• 1п
0,1372 •АЖ() уОгран+ 0,0006 •АТ ®
(7)
(8)
1з врахуванням масштабного коефiцiента здiйснено прогнозування мщ-ностi та довговiчностi для термопластичних клейових з'еднань деревини дуба за результатами пришвидшених експериментальних дослiджень. Графiчну штер-претацiю результатiв наведено на рис. 1 та 2.
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 Тривалють експлуатацп, мюящ
Рис. 1. Прогнозування мiцносmi для структурованих термопластичних клейових з'еднань дуба з використанням масштабного коеф^ента
Як видно з рис. 1 та 2, результати прогнозування мщност для термопластичних клейових з'еднань деревини дуба, отримаш за математичною модел-
\
лю зi змiнними коефiцiентами експлуатацií та математичною моделлю з единим коефiцiентом експлуатацп, е достовiрними, оскiльки рiзниця ]шж отриманими результатами прогнозування мiцностi не перевищуе 10 %.
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Тривал1сть експлуатацп, мсящ
Рис. 2. Прогнозування мiцностi для неструктурованих термопластичних клейових з'еднань дуба з використанням масштабного коеф^ента
На рис. 3 наведено результати прогнозування мщносп для структурова-них термопластичних клейових з'еднань деревини дуба за один рш експлуатацп. 13.0
Тривалють експлуатацш, д!б Рис. 3. Прогнозування мiцностi для структурованих термопластичних клейових з'еднань дуба для одного року експлуатацП з використанням масштабного коеф^ента
Отже, математична модель, яка враховуе масштабний коефщент, дае змогу прогнозувати мщшсть та довговiчнiсть для структурованих i неструктурованих термопластичних полшншацетатних клейових з'еднань деревини дуба з високою точшстю.
Пiдсумовуючи необхiдно вщзначити, що розраховано масштабнi коефь щенти для клейових з'еднань деревини дуба, сосни, бука та берези, що дае змогу прогнозувати мщшсть та довговiчнiсть термопластичних полiвiнiлацетатних клейових з'еднань деревин за результатами пришвидшених експериментальних дослщжень. О^м цього, запропоновану методику рекомендовано використо-вувати для розрахункiв масштабних коефщенлв тих термопластичних клейових з'еднань деревини, у яких механiзм формування клейового шва е по-дiбний до полiвiнiлацетатного. Це дасть змогу, для склеювання деревини, вико-ристовувати широку гаму термопластичних кле'в.
Лггература
1. Хрулев В.М. Долговечность клеевых соединении древесины / В.М. Хрулев. - М. : Гос-лесбумиздат, 1962. - 159 с.
2. Фрейдин А.С. Прочность и долговечность клеевых соединений / А.С. Фрейдин. - Изд. 4-ое, [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во "Химия", 1981. - 270 с.
3. Фрейдин А.С. Прогнозирование свойств клеевых соединений древесины / А.С. Фрейдин, К.Т. Вуба. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1980. - 223 с.
4. Хрулев В.М. Долговечность клееной древесины / В.М. Хрулев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1971. - 160 с.
5. Патент на винахщ № 98515 Украша, МПК G01N 33/46, G01L 1/26. Споаб прогнозуван-ня мщноста та довге^чносп з'еднанъ деревини клеями на осжга шшвшщацетату / Б.Я. Кшивецький, П.А. Бехта (Украша); Заявл. 25.05.2010; Опубл. 25.05.2012, Бюл. № 10.
6. Kshyvetskyy B.Ya. Modeling of the influence of atmospheric moisture cyclic action on the durability of thermoplastic adhesive wood joint / B. Ya. Kshyvetskyy // Жсове господарство, люова, па-перова i деревообробна промиакгасть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Льв]в : Вид-во НЛТУ Украши. - 2011. - Вип. 37.2. - С. 75-80.
7. Кшивецький Б.Я. Прогнозування довговiчностi клейових з'еднанъ деревини клеями на основi пол1вшшацетату / Б.Я. Кшивецький, П.А. Бехта // Лсове господарство, люова, паперова i деревообробна промисловiсть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Льв]в : Вид-во НЛТУ Украши. -2009. - Вип. 35. - С. 84-89.
8. Кшивецький Б.Я. Прогнозування довге^чносп термопластичних клейових з'еднань деревини за допомогою математично! моделi / Б.Я. Кшивецький // Проблеми трибологи : матер. Междунар. наук. журнал. - Хмельницький НУ. - 2012. - № 4. - С. 38-42.
9. Кшивецький Б.Я. Розрахунок коефшденпв, що враховують породу деревини при прогно-зуванн1 мщност термопластичних клейових з'еднань / Б.Я. Кшивецький // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2013. - Вип. 23.16. -С. 172-176.
Кшивецкий Б.Я. Расчет масштабного коэффициента для прогнозирования прочности и долговечности термопластических клеевых соединений древесины
Приведен расчет масштабного коэффициента для математической модели прогнозирования прочности и долговечности термопластичных клеевых соединений древесины по результатам ускоренных экспериментальных исследований. Осуществлено прогнозирование и анализ прочности и долговечности термопластичных клеевых соединений древесины дуба с помощью математической модели с полученным масштабным коэффициентом. Разработанную методику расчета масштабных коэффициентов предложено использовать не только для поливинилацетатных соединений древесины дуба, но и для термопластичных клеевых соединений древесины, в которых механизм формирования клеевого шва является подобным поливинилацетатного соединению.
Kshyvetsky B. Ya. The са1сиМюп of the scale factor for mathematical model of prediction the strength and durability of thermoplastic adhesive wood joints
The calculation of scale factor for mathematical model of prediction the strength and durability of thermoplastic adhesive wood joints according to the results of accelerated experiment studies is presented in the article. Prediction and analysis of the strength and durability of thermoplastic adhesive joints for oak wood are carried out by using a mathematical model with the got scale factor obtained. A procedure for calculation of scale factors has been developed. It was proposed to use it not only for polyvinylacetate-based oak-wood joints but also for thermoplastic adhesive wood joints taking into consideration that the mechanism for the formation of glue line is similar to that taking place in the case of polyvinylacetate-based wood joints.
Keywords: strength, durability, adhesive, wood joints, oak wood, mathematical model.
