О журнале Редакционный совет Требования к материалам
для публикации
Оформление
библиографического списка
Организация и порядок
рецензирования
Содержание номеров Подписка на журнал Издательство
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Редакционная этика Страница главного редактора

Поиск:

 
Сделать стартовой страницей Письмо вебмастеру Поиск по сайту Карта сайта

Журнал «Лесной вестник / Forestry Bulletin»


 

Название
журнала

Вестник Московского государственного университета леса Лесной вестник

 

ISSN/Код НЭБ

1727-3749 / 17273749

Дата

2016/2016

Том

20

Выпуск

4

Страницы

4-94

Всего статей

18

 

ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ

 

1

ВЛИЯНИЕ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ УСУШКИ

4-9

В.П. ГАЛКИН, проф., МГУЛ, д-р техн. наук(1),
В.Г. САНАЕВ, проф., МГУЛ, д-р техн. наук(1),
Б.Н. УГОЛЕВ, проф., МГУЛ, д-р техн. наук(1),
А.А. КАЛИНИНА, вед. инж., МГУЛ(1)

rector@mgul.ac.ru, vgalkin@mgul.ac.ru, kalinina@mgul.ac.ru

(1)ФГБОУ ВО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д.1

При удалении связанной адсорбционной воды возникает усушка древесины. Если усушка древесины происходит под нагрузкой, коэффициент усушки изменяется в зависимости от величины и направления действующих напряжений. При растяжении усушка уменьшается, а при сжатии возрастает.

Влияние растягивающей нагрузки на величину усушки исследовали на экспериментальной установке. Уменьшение усушки при увеличении растягивающих напряжений описывается линейной зависимостью. При напряжениях, приближающихся к пределу прочности древесины, усушка составляет менее 30 % от свободной. Уменьшенное нагрузкой значение усушки получило название редуцированная усушка β, а отношение редуцированной усушки к свободной усушке β – коэффициент редуцирования К.

При свободной усушке зависимость усушки от влажности древесины включает два характерных диапазона. Начальный, нелинейный, до влажности 15 % и второй, линейный, от влажности 15 % и менее. На первом диапазоне происходит удаление как адсорбционной воды, так и микрокапиллярной. Усушку вызывает снижение количества адсорбционной воды. На втором участке зависимости присутствует только адсорбционная вода, в связи с чем зависимость усушки приобретает линейный характер.

Растягивающая нагрузка придает зависимости усушки от влажности древесины дополнительную нелинейность. Начало линейного участка зависимости смещается в сторону более низкой влажности. При увеличении нагрузки не только снижается значение усушки, но и уменьшается влажность начала линейного диапазона.

Исследование коэффициентов усушки нагруженной древесины создает основу разработки более точных математических моделей для расчетов напряженного состояния древесины в процессах ее гидротермической обработки.

Ключевые слова: коэффициент усушки, влажность древесины, усушка, напряжения, остаточные деформации.

Библиографический список

1. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. 4-е издание, перераб. и доп. / П.С. Серговский, А.И. Расев. – М.: Лесная пром-сть, 1987. – 360 с.

2. Уголев, Б.Н. Контроль напряжений при сушке древесины / Б.Н. Уголев, Ю.Г. Лапшин, Е.В. Кротов – М.: Лесная пром-сть, 1980. – 208 с.

3. Галкин, В.П. Исследование влияния температуры на усушку микросрезов древесины / В.П. Галкин // Деревообрабатывающая промышленность. – 2010. – Вып. 1. – С. 9–10.

4. Лоскутов, С.Р. Взаимодействие древесины с физически активными низкомолекулярными веществами / С.Р. Лоскутов. – Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004. – 172 с.

5. Клеточная стенка древесины и ее изменения при химическом воздействии / И.И. Бейнарт и др. – Рига: 1972. – 511 с.

6. Чудинов, Б.С. Вода в древесине / Б.С. Чудинов. – Новосибирск: Наука, 1984. – 270 с.

7. Уголев, Б.Н. Коэффициенты усушки древесины при действии растягивающих нагрузок / Б.Н. Уголев, В.П. Галкин, А.А. Калинина // Технология и оборудование для переработки древесины: сб. науч. тр. – Вып. 358. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2011. – С. 4–9.

8. Ugolev, B. N. Wood as a natural smart material. Wood Science and Technology. Journal of the International Academy of Wood Science, (2014) vol. 48, Number 3, S.553–568. DOI 10.1007/s00226-013-0611-2.

9. Уголев, Б.Н. Многоформовый эффект памяти древесины / Б.Н. Уголев, Г.А. Горбачева, С.Ю. Белковский – Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2014. – № 2(101). – С. 62–66.

10. Уголев, Б.Н. Экспериментальное исследование показателей эффекта памяти древесины. / Б.Н. Уголев, Г.А. Горбачева, С.Ю. Белковский // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2014. – № 2(101). – С. 66–69.

11. Уголев, Б.Н. Экспериментальные исследования влияния наноструктурных изменений древесины на ее деформативность / Б.Н. Уголев, В.П. Галкин, Г.А. Горбачева и др. // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2012. – № 7(90). – С. 124–126.

THE INFLUENCE OF TENSILE STRESSES ON THE CHANGE OF WOOD SHRINKAGE

Galkin V.P., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Sanaev V.G., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Ugolev B.N., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Kalinina A.A., MSFU (1)

rector@mgul.ac.ru, vgalkin@mgul.ac.ru, kalinina@mgul.ac.ru 
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moskow reg., Russia

At removing the bounded adsorption water, wood shrinkage appears. If wood shrinkage occurs under load the coefficient of shrinkage varies, depending on the magnitude and direction of stresses. At tension shrinkage decreases and at compression it increases.

The effect of tensile load on the magnitude of shrinkage was investigated using experimental plant. Reduction of shrinkage by increasing the tensile stress is described by a linear dependence. At stresses approaching the maximum tensile strength of  wood  its shrinkage is less than 30 % of free shrinkage. The reduced value of shrinkage under load has been called the reduced shrinkage β, and the ratio of the reduced shrinkage to free shrinkage β has been named the coefficient of reduction K.

When the free shrinkage being used, the dependence of  shrinkage on the moisture content of the wood includes two characteristic ranges; they are an initial nonlinear region with the moisture content of 15 % and the second one – linear with the MC less than 15 %. Within the first range both adsorption and microcapillary water is removed. Shrinkage results from a decrease in amount of adsorption water. Within the second region of dependency there is only adsorption water; therefore, the dependence of the shrinkage becomes linear.

Tensile load gives an additional nonlinearity to the dependence of the shrinkage on the moisture content. The beginning of the linear interval of the dependence is shifted to lower moisture content levels. When the load increases the value of shrinkage reduces and, moreover, the beginning of the linear range of moisture content also decreases.

The study of the shrinkage coefficient of loaded wood creates the basis for developing more accurate mathematical models to calculate the stress state of  wood in the process of hydrothermal treatment.

Keywords: a coefficient of shrinkage, wood moisture content, shrinkage, stress, frozen strain.

References

1. Sergovskiy P.S., Rasev A.I. Gidrotermicheskaya obrabotka i konservirovanie drevesiny [Hydrothermal treatment and preservation of wood]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest Industry], 1987. 360 p.

2. Ugolev B.N., Lapshin Yu.G., Krotov E.V. Kontrol’ napryazheniy pri sushke drevesiny [Stresses control when drying]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest Industry], 1980. 208.

3. Galkin V.P. Issledovanie vliyaniya temperatury na usushku mikrosrezov drevesiny [Investigation of the influence of temperature on shrinkage mikrosrezov wood]. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost]. V. 1, 2010. pp. 9-10.

4. Loskutov S.R. Vzaimodeystvie drevesiny s fizicheski aktivnymi nizkomolekulyarnymi veshchestvami [Interaction of wood with physically active low molecular weight substances]. Novosibirsk.: Izdatel’stvo SO RAN [FUE «Publishing House SB RAS»], 2004. 172 p.

5. Beynart I.I. i dr. Kletochnaya stenka drevesiny i ee izmeneniya pri khimicheskom voz-deystvii [Cell wall of wood and its changes during chemical exposure]. Riga, 1972. 511 p.

6. Chudinov, B. S. Voda v drevesine[Water timber]. Novosibirsk: Nauka, 1984. 270 p.

7. Ugolev B.N., Galkin V.P., Kalinina A.A. Koeffitsienty usushki drevesiny pri deystvii rastyagivayushchikh nagruzok [Shrinkage of wood under the action of tensile loads]. Tekhnologiya i oborudovanie dlya pererabotki drevesiny.V. 358. Moscow: MGUL, 2011. pp. 4-9.

8. Ugolev B.N. Wood as a natural smart material. Wood Science and Technology. Journal of the International Academy of Wood Science, (2014) vol. 48, Number 3, pp. 553–568. DOI 10.1007/s00226-013-0611-2.

9. Ugolev B.N., Gorbacheva G.A., Belkovskiy S.Yu. Mnogoformovyy effekt pamyati drevesiny [The multi-shape memory effect of wood]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2014. № 2 (101). pp. 62–66.

10. Ugolev B.N., Gorbacheva G.A., Belkovskiy S.Yu. Eksperimental’noe issledovanie pokazateley effekta pamyati drevesiny [Experimental investigation of the wood memory effect quantities]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2014. № 2 (101). pp. 66-69.

11. Ugolev B.N., Galkin V.P., Gorbacheva G.A., Kalinina A.A., Belkovskiy S.Yu. Eksperimental’nye issledovaniya vliyaniya nanostrukturnykh izmeneniy drevesiny na ee deformativnost’ [Experimental study of the effect of nanostructured wood changes its deformability]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2012. № 7 (90). pp. 124-126.

 

2

ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ЭФФЕКТА ПАМЯТИ ФОРМЫ ДРЕВЕСИНЫ БУКА МЕТОДОМ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ

10-14

Г.А. ГОРБАЧЕВА, доц., МГУЛ, канд. техн. наук(1),
Б.Н. УГОЛЕВ, проф., МГУЛ, д-р техн. наук(1),
В.Г. САНАЕВ, проф. МГУЛ, д-р техн. наук(1),
С.Ю. БЕЛКОВСКИЙ, асп. МГУЛ(1)

gorbacheva@mgul.ac.ru, rector@mgul.ac.ru,belkovskiy@ro.ru
(1) ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская , д.1

Комплексный биополимер древесина относится к классу функциональных материалов, в частности, к подклассу умных материалов (smart materials). Доминантным признаком умных материалов является эффект памяти формы (ЭПФ). Древесина запоминает две формы – постоянную и временную. Временных форм может быть несколько. Носителями ЭПФ древесины являются квазиостаточные «замороженные» деформации, возникающие под управляющим воздействием нагрузки в процессах сушки и охлаждения древесины и обусловленные временной перестройкой в наноструктуре древесины. Изменения в структуре древесины были исследованы методом термомеханической спектрометрии (ТМС). Получены количественные и молекулярно-релаксационные характеристики древесины образцов строганого шпона из бука при различных проявлениях ЭПФ. Показано, что исходная древесина бука имеет топологическидиблочную аморфно-кластерную структуру псевдосетчатого строения. При образовании замороженных деформаций происходят изменения в системе межмолекулярных взаимодействий (в первую очередь в сетке водородных связей), наблюдается существенная трансформация топологической структуры древесины, она становится триблочной. В древесине бука появляется высокотемпературный аморфный блок псевдосетчатого строения. При восстановлении начальной формы наблюдается исчезновение замороженных деформаций. При этом происходит полная структурная деградация высокотемпературного блока, восстанавливается исходная диблочная структура древесины с некоторыми количественными изменениями молекулярно-релаксационных характеристик. Метод ТМС позволяет определить долю эластически активных цепей, участвующих в формировании замороженных деформаций. Данный метод является одним из способов характеризации эффекта памяти древесины, позволяющих проследить влияние деформационных превращений на характер межмолекулярного взаимодействия и межцепную организацию полимеров древесины.

Ключевые слова: умный материал, характеризация, эффект памяти формы древесины, термомеханическая спектрометрия, трансформация топологической структуры древесины

Библиографический список

1. Пат. 1763952 Российская Федерация, МПК G 01 N 21/00. Способ определения молекулярно-массового распределения полимеров / Ольхов Ю.А., Иржак В.И., Батурин С.М.; заявитель и патентообладатель Отд-ние ин-та хим. физики АН СССР. – № 4767397/05 ;заявл. 27.10.89; опубл. 23.09.1992, Бюл. № 35.

2. Санаев, В.Г. Изменение усушки древесины при развитии сушильных напряжений / В.Г. Санаев, Б.Н. Уголев, В.П. Галкин и др. // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2015. – Т. 19. – № 1. – С. 54–58.

3. Уголев, Б.Н. Изменение наноструктуры древесины при влагозадержанных деформациях / Б.Н. Уголев, В.П. Галкин, Г.А. Горбачева и др. // Сб. Научные труды МГУЛ, вып. 338 «Технология и оборудование для переработки древесины». – М.: МГУЛ, 2007. – С. 9–16.

4.   Уголев, Б.Н. Исследование влияния уровня нагрузки и влажности на величину замороженной усушки древесины / Б.Н. Уголев, В.П. Галкин, А.А. Калинина // В сборнике: Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса, ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет», 2012. – С. 42.

5. Уголев, Б.Н. Многоформовый эффект памяти древесины / Б.Н. Уголев, Г.А. Горбачева, С.Ю. Белковский // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2014. – № 2(101). – С. 62–66.

6. Уголев, Б.Н. Экспериментальное исследование показателей эффекта памяти древесины / Б.Н. Уголев, Г.А. Горбачева, С.Ю. Белковский // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2014. – № 2(101). – С. 66–69.

7. Уголев, Б.Н. Метод исследования реологических свойств древесины при переменной влажности / Б.Н. Уголев // Заводская лаборатория. – 1961. – № 27(2). – C. 199–203.

8.   Уголев, Б.Н. Наноструктурные изменения древесины как природного «умного» материала. Нанотехнологии и наноматериалы в лесном комплексе: монография / Б.Н. Уголев. – М.: МГУЛ, 2011. – C. 52–73.

9. Эриньш, П.П. Строение и свойства древесины как многокомпонентной полимерной системы / П.П. Эриньш // Химия древесины. – 1977. – №1. – С. 8–25.

10. Gorbacheva G.A., Olkhov Yu.A, Ugolev B.N., Belkovskiy S.Yu. Research of Molecular-Topological Structure at Shape-Memory Effect of Wood// Proc. of the 57th Int. Convention of SWST «Sustainable Resources and Technology for Forest Products», Zvolen, Slovakia, 2014, pp. 187-195.

11. Jakes J. E., Nayomi N., Zelinka S., Stone D. Water-activated, Shape Memory Twist Effect in Wood Slivers as an Inspiration for Biomimetic Smart Materials// Proc. of Int. Conference on Nanotechnology for Renewable Materials. – Quebec, Canada: 2012.

12. Olkhov Yu.A., Jurkowski B. On the more informative version of thermomechanical analysis at compression mode// Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2005. – V. 81. – № 3. – pp. 489 – 500.

13. Sisson A.L., Lendlein A. Advances in actively moving polymers. Macromol. Mater. Eng. 2012, 297. – pp. 1135–1137.

14.  Ugolev B., Gorbacheva G., Belkovskiy S. Quantification of wood memory effect/ B. Ugolev// Proc. 2012 IAWS «Wood the Best Material for Mankind» and the 5th International Symposium on the «Interaction of Wood with Various Forms of Energy». – Zvolen, Slovakia: 2012. – pp. 31–37.

15. Ugolev B. N. Wood as a natural smart material. Wood Science and Technology. Journal of the International Academy of Wood Science, (2014) vol. 48, Number 3, pp.553–568. DOI 10.1007/s00226-013-0611-2.

Characterization of the shape memory effect of beech wood by the method of thermomechanical spectrometry

Gorbacheva G.A., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.)(1); Ugolev B.N., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Sanaev V.G., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Belkovskiy S.Yu., MSFU(1)

gorbacheva@mgul.ac.ru, rector@mgul.ac.ru, belkovskiy@ro.ru 
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moskow reg., Russia

Wood is a complex of biopolymers, it belongs to the  class of functional materials, in particular, subclass of smart materials. The dominant feature of smart materials is a shape memory effect (SME). Wood can remember the two forms: permanent and temporary, the latter can be several. The frozen strains are the carriers of shape memory effect of wood. They are the result of temporary reconstruction of wood nanostructure. It takes place under the controlling load influence while wood stiffness increases at drying or cooling. Some changes in wood structure due to the  shape memory effect were detected by the method of the thermomechanical spectrometry (TMS). Relaxation parameters, phase state and molecular characteristics of the fragments in the structure of macromolecules topological blocks of wood were determined for beech sliced veneer samples at SME. It was shown that the  original beech wood has topologically diblock amorphous-cluster structure of the pseudonetwork structure. During the formation of frozen strains some changes in the intermolecular interactions (primarily in the network of hydrogen bonds) take place, the significant transformation of the topological structure of the wood is observed because it becomes triblock. In beech wood a high-temperature amorphous block of pseudonetwork structure is formed. At recovering the permanent shape, the disappearing of the frozen strains is observed. A complete structural degradation of the high-temperature amorphous block of pseudonetwork structure takes place. The initial diblock structure of beech wood with some quantitative changes of molecular relaxation characteristics is restored. The method of TMS allows to determine the ratio of elastic active chains involved in the formation of the frozen strains. TMS is one of methods of characterization of shape memory effect of wood which makes it possible to research the influence of deformative conversions on intermolecular interaction and interchain organization of polymers.

Keywords: a smart material, characterization, the shape memory effect of wood, thermomechanical spectrometry, the transformation of the topological structure of wood.

References

1. Pat. 1763952 RossiyskayaFederatsiya, MPK G 01 N 21/00. Sposob opredeleniya molekulyarno-massovogo raspredeleniya polimerov [Method for determining the molecular weight distribution of polymers] Ol’khov Yu.A., Irzhak V.I., Baturin S.M.; zayavitel’ i patentoobladatel’ Otd-nie in-ta khim. fiziki AN SSSR. № 4767397/05 ; zayavl. 27.10.89 ;opubl. 23.09.1992, № 35.

2. Sanaev V.G., Ugolev B.N., Galkin V.P., Kalinina A.A., Aksenov P.A. Izmenenie usushki drevesiny pri razvitii sushil’nykh napryazheniy [Change of wood shrinkage at the development of drying stresses]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2015. T. 19. № 1. pp. 54–58.

3. Ugolev B.N., Galkin V.P., Gorbacheva G.A., Aksenov P.A., Bazhenov A.V. Izmenenie nanostruktury drevesiny privlagozaderzhannykh deformatsiyakh [Change the nanostructure of wood in moisture delayed deformations] Sb. nauchnyetrudy MGUL, V. 338 Tekhnologiya i oborudovanie dlya pererabotki drevesiny [Coll. MSFU Proceedings, vol. 338 Technology and equipment for wood processing]. Moscow: MGUL, 2007. pp. 9-16.

4. Ugolev B.N., Galkin V.P., Kalinina A.A. Issledovanie vliyaniya urovnya nagruzki i vlazhnosti na velichinu zamorozhennoy usushki drevesiny [Study of the influence of load level and moisture content on the value of the frozen shrinkage of wood]. Aktual’nye problemy i perspektivy razvitiya lesopromyshlennogo kompleksa, Kostromskoy gosudarstvennyy tekhnologicheskiy universitet [Proc. International scientific and technical conference devoted to the 50th anniversary of mechanical wood technology department of KSTU «Actual problems and development prospects of forest industry complex»]. 2012. 42 p.

5. Ugolev B.N., Gorbacheva G.A., Belkovskiy S.Yu. Mnogoformovyy effekt pamyati drevesiny [The multi-shape memory effect of wood]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2014. № 2 (101). pp. 62-66.

6. Ugolev B.N., Gorbacheva G.A., Belkovskiy S.Yu. Eksperimental’noe issledovanie pokazateley effekta pamyati drevesiny [Experimental investigation of the wood memory effect quantities]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2014. № 2 (101). pp. 66-69.

7. Ugolev B.N. Metod issledovaniya reologicheskikh svoystv drevesiny pri peremennoy vlazhnosti [Method of investigation of the rheological properties of wood at variable moisture content] Zavodskaya laboratoriya [Factory Laboratory]. Moscow: 1961. 27(2). pp. 199-203.

8. Ugolev B.N. Nanostrukturnye izmeneniya drevesiny kak prirodnogo «umnogo» materiala [Nanostructured changes in wood as a natural «smart» material] monograph: Nanotekhnologiiinanomaterialy v lesnomkomplekse [Nanotechnology and nanomaterials in the forest complex – monograph]. Moscow: MGUL, 2011. pp. 52-73.

9. Erin’sh P.P. Stroenie I svoystva drevesiny kak mnogokomponentnoy polimernoy sistemy [Structure and properties of wood as a multicomponent polymer system]. Khimiya drevesiny [Wood Chemistry]. Moscow: 1977. №1. pp. 8-25.

10. Gorbacheva G.A., OlkhovYu.A, Ugolev B.N., Belkovskiy S.Yu. Research of Molecular-Topological Structure at Shape-Memory Effect of Wood. Proc. of the 57-th Int. Convention of SWST «Sustainable Resources and Technology for Forest Products», Zvolen, Slovakia, 2014, pp. 187-195.

11. Jakes J.E., Nayomi N., Zelinka S., Stone D. Water-activated, Shape Memory Twist Effect in Wood Slivers as an Inspiration for Biomimetic Smart Materials. Proc. of Int. Conference on Nanotechnology for Renewable Materials.Quebec, Canada: 2012.

12. Olkhov Yu.A., Jurkowski B. On the more informative version of thermomechanical analysis at compression mode. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2005. V. 81. № 3. pp. 489-500.

13. Sisson A.L., Lendlein A. Advances in actively moving polymers. Macromol. Mater. Eng. 2012, 297. pp. 1135-1137.

14. Ugolev B. Gorbacheva G., Belkovskiy S. Quantification of wood memory effect/ B. Ugolev// Proc. 2012 IAWS «Wood the Best Material for Mankind» and the 5th International Symposium on the «Interaction of Wood with Various Forms of Energy». Zvolen, Slovakia: 2012. pp. 31-37.

15. Ugolev B.N. Wood as a natural smart material. Wood Science and Technology. Journal of the International Academy of Wood Science, (2014). V. 48, Number 3, pp. 553-568. DOI 10.1007/s00226-013-0611-2.

 

3

ВЛИЯНИЕ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И СОСТАВА НАСАЖДЕНИЙ НА АНАТОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПЛОТНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ И ЕЛИ

15-19

Д.А. ДАНИЛОВ, директор ФБГНУ «Ленинградский НИИСХ «Белогорка»», канд. с.-х. наук(1)

stown200@mail.ru
(1) ФБГНУ «Ленинградский НИИСХ «Белогорка»
188338, Ленинградская область, Гатчинский район, д. Белогорка, ул. Институтская, д.1

Влияние уходов за лесом на плотность древесины может иметь разнонаправленный характер в зависимости от породы и состава древостоя. Макроскопическое строение древесины, т. е. соотношение зон поздней и ранней древесины, может после таких воздействий меняться также в зависимости от вида ухода: интенсивность рубок, разреживающих древостой и меняющих его состав, внесение удобрений, осушительные мелиоративные мероприятия и т.д. Для сосны и ели на анатомическом уровне строения древесины это находит отражение в изменении количества и размера клеток поздней и ранней древесины в годичном приросте за длительный период после лесохозяйственного воздействия. В чистых и смешанных древостоях сосны плотность древесины увеличивается от меньших к большим по диаметру стволам насаждения. Еловые древостои отличаются большей вариабельностью плотности древесины по ступеням толщины древостоя. В разных лесотипологических условиях в зависимости от состава древостоя и преобладания сосны и ели плотность древесины этих пород может значительно варьировать. Зная тенденцию направленности процесса, можно формировать такими воздействиями к возрасту сплошной рубки древесину с повышенной плотностью. В плантационных культурах интенсивного выращивания сосны и ели, с коротким оборотом рубки, влияние густоты и видов воздействий на ювенильной стадии выращивания и при своевременном разреживании позволяет получать древесину с плотностью не ниже средних показателей для района исследования к возрасту 40 лет. Однако на уровне годичного кольца  в  составе преобладает ранняя древесина как у ели, так и у сосны за весь период выращивания.

Ключевые слова: плотность древесины сосны и ели, состав насаждения, ранняя и поздняя древесина, рубки ухода и внесение удобрений.

Библиографический список

1. Антонов, А.М. О взаимосвязи влияния топографии анатомических элементов на показатели плотности и прочности древесины / А.М. Антонов, Д.Ю. Коновалов, Д.Е. Чалых и др. // Известия Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии. – 2010. – № 190. – С. 25–34.

2. Данилов, Д.А., Скупченко В.Б. Изменения в строении древесины сосны и ели на анатомическом уровне в древостоях, пройденных рубками ухода, и комплексным уходом / Д.А. Данилов, В.Б. Скупченко // ИВУЗ «Лесной журнал». – 2014. – № 5. – С. 70–88.

3. Данилов, Д.А. Влияние комплексного ухода за лесом на плотность древесины в хвойных древостоях / Д.А. Данилов, В.П. Царенко, В.Б. Скупченко // Известия СПБГАУ. – 2013. – №30. – С. 48–53.

4. Данилов, Д.А., Степаненко С.М. Строение и плотность древесины ели и сосны в плантационных культурах Ленинградской области / Д.А. Данилов, С.М. Степаненко // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2013. – № 204. – С. 35–45.

5. Корчагов, С.А. Повышение качественной продуктивности насаждений на лесоводственной основе: автореф. дисс. …канд. с.-х. наук / С.А. Корчагов. – Архангельск, 2010. – 42 с.

6. Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесная пром-сть, 1976. – 259 с.

7. Смирнов, А.А. Влияние комплексного ухода на форму ствола и плотность древесины / А.А. Смирнов // Строение, свойства и качество древесины-2004. Труды IV Международного симпозиума I том. – СПб.: ЛТА, 
2004. – С. 131–133.

8. Степаненко, И.И. Лесоводственные основы целевого выращивания сосновых насаждений в подзоне южной тайги европейской части России: автореф. дисс. …д-ра c.-х. наук / И.И. Степаненко. – Архангельск: АГТУ, 2009. – 44 с.

9. Tuula Jyske The effects of thinning and fertilisation on wood and tracheid properties of Norway spruce (Picea abies) – the results of long-term experiments / Tuula Jyske // Department of Forest Resource Management, Faculty of Agriculture and ForestryUniversity of Helsinki , Academic dissertation 2008.–59 р.

10. Nutrition of trees. Lectures given at the 1989 Marcus Wallenberg Symposium in Falun, Sweeden, on September 14, 1989. – 85р

THE EFFECT OF SILVICULTURAL INFLUENCES AND FOREST STAND 
STRUCTURE ON ANATOMIC INDICATORS AND DENSITY OF PINE AND SPRUCE WOOD

Danilov D.A., Leningrad Scientific Research Institute of Agriculture «Belogorka», Ph.D. (Agriculture) (1)

stown200@mail.ru
(1) Leningrad Scientific Research Institute of Agriculture «Belogorka», 
188338, Leningrad region, Gatchina district, vill. Belogorka, Institutskaya b.1 Russia

The impact of stand care on the wood density can be different depending on the breed and stand composition. The macroscopic structure of wood, i.e., the ratio of the areas of late and early wood may vary after such impacts, depending on the type of stand care: the intensity of logging a stand and changing its composition, fertilizing, drainage reclamation activities, etc. For pine and spruce on the anatomical level of the wood structure it results in the change of the number and size of both late and early wood cells in the annual growth over a long period after certain forest impacts. In pure and mixed stands of pine the wood density increases from the smallest values to the largest ones depending on the trunk diameter within plantations. Spruce stands show more variability of wood density depending on the thickness of the stand. In different forest typology conditions depending on the composition of the forest stand and the predominance of either pine or spruce the wood density of these species can vary greatly . If one knows the tendency of the process orientation  it is possible to form commercial wood with high density by using such impacts up to the age of clear cutting. In plantation crops of intensive cultivation of pine and spruce with a short turnover both the stand density and species composition impacts on juvenile stages of a stand cultivation with timely applied thinning allows  to get the wood with a density of  not lower than the average one for the area under study by the age of 40 years. However, at the annual ring level the early wood prevails in  both spruce and pine wood during the entire period of cultivation.

Keywords: pine and spruce wood density , the plantation composition, early and late wood, thinning and fertilization application.

References

1.   Antonov A.M., Konovalov D.Yu., Chalykh D.E., Korchagov S.A. O vzaimosvyazi vliyaniya topografii anatomicheskikh elementov na pokazateli plotnosti i prochnosti drevesiny [On the relationship of the influence of the topography of the anatomical elements on the indices of density and strength of wood] S-Pb: Izvestiya Sankt-Peterburgskoy Gosudarstvennoy Lesotekhnicheskoy Akademii [S-Pb. Izvestia Saint-Petersburg State Forest Technical Academy] №190. 2010 – S.25-34.

2.   Danilov D.A., Skupchenko V.B. Izmeneniya v stroenii drevesiny sosny i eli na anatomicheskom urovne v drevostoyakh proydennykh rubkami ukhoda i kompleksnym ukhodom [ Changes in the structure of pine and spruce at the anatomic level in the stands passed by the thinning operations and comprehensive care]. Arkhangel’sk: SAFU im. Lomonosova, IVUZ Lesnoy zhurnal [Forest journal ], 2014, № 5. pp.70-88.

3.   Danilov D.A., Tsarenko V.P., Skupchenko V.B. Vliyanie kompleksnogo ukhoda za lesom na plotnost’ drevesiny v khvoynykh drevostoyakh [Effect of integrated care for wood on wood density in coniferous stands]. Izvestiya SPBGAU [Izvestia of Saint-Petersburg State Agriculture University] №30. 2013. pp. 48-53.

4.   Danilov D.A., Stepanenko S.M. Stroenie i plotnost’ drevesiny eli i sosny v plantatsionnykh kul’turakh Leningradskoy oblasti [Structure and density of wood of spruce and pine in forest plantation of the Leningrad region] Izvestiya Sankt-Peterburgskoy Lesotekhnicheskoy Akademii. № 204. 2013. pp. 35-45.

5.   Korchagov S.A. Povyshenie kachestvennoy produktivnosti nasazhdeniy na lesovodstvennoy osnove: diss. ... kand. s.-kh. nauk [Improving quality and productivity of plantation forestry on the basis of: author. Diss. ...candidate. ofagricultural Sciences]. Arkhangel’sk, 2010. 42 p.

6.   Poluboyarinov O.I. Plotnost’ drevesiny [Density of wood]. Moskow: Lesnaya promyshlennost’ [Timber industry], 1976. 259 p.

7.   Smirnov A.A. Vliyanie kompleksnogo ukhoda na formu stvola i plotnost’ drevesiny [Effect of comprehensive care on the shape of the trunk and density of wood]. Stroenie, svoystva i kachestvo drevesiny-2004. Trudy IV Mezhdunarodnogo simpoziuma I tom [Proceedings of the IV International Symposium volume I]. Sankt-Peterburg: LTA, 2004. pp. 131-133.

8.   Stepanenko I.I. Lesovodstvennye osnovy tselevogo vyrashchivaniya sosnovykh nasazhdeniy v podzone yuzhnoy taygi evropeyskoy chasti Rossii: diss. …d-ra c.-kh. nauk [Silvicultural basics of growing target pine stands in subzone of southern taiga in the European part of Russia: Diss. ...d-r c.-agricultural science.]. Arkhangel’sk, 2009. AGTU. 44 p.

9.   Tuula Jyske The effects of thinning and fertilisation on wood and tracheid properties of Norway spruce (Picea abies) – the results of long-term experiments Tuula Jyske Department of Forest Resource Management, Faculty of Agriculture and ForestryUniversity of Helsinki ,Academic dissertation 2008. 59 p.

10.   Nutrition of trees. Lectures given at the 1989 Marcus Wallenberg Symposium in Falun, Sweeden, on September 14, 1989. 85 p.

 

4

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ СТВОЛА РАСТУЩЕЙ БЕРЕЗЫ ПО ВЫСОТЕ

20-24

А.А. КОТОВ, проф., МГУЛ, д-р техн. наук(1),
Г.А. ИВАНОВ, доц., МГУЛ, канд. техн. наук(1)

kotov@mgul.ac.ru
(1) ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д.1

Целью работы является установление изменения модуля упругости по высоте ствола дерева при статическом изгибе. Изменение модуля упругости растущего дерева по его высоте практически не исследовалось. Авторы предприняли попытку выполнить это тремя способами: на растущей березе, на свежеспиленном цельном стволе и на свежеспиленном и разрезанном на части стволе. Для геометрического описания профиля ствола использована аппроксимирующая формула. Смоделированы стволы березы с помощью выполненных их замеров. Разработаны и описаны методики выполнения замеров ствола и определения его прогиба тремя способами. Величина модуля упругости в первом случае искажается за счет влияния деформации корневой системы дерева. Но этот способ является самым простым и не требует спиливания растения. При втором способе свежеспиленный ствол укладывался на две опоры. Между ними к нему прикладывалась статическая нагрузка и замерялся  прогиб. Расстояние между опорами дискретно изменялось от минимального до максимального значений. Модуль упругости вычислялся по формуле, полученной на основе интегрирования дифференциального уравнения упругой линии оси ствола. При третьем способе для вычисления модулей упругости отрезков стволов берез они разрезались на части длиной соответственно по 20 и 25 см. Затем эксперимент выполнялся аналогично второму способу при постоянной длине пролета балки. Результаты опытов позволяют отметить следующее: во-первых, с увеличением длины отрезка ствола модуль упругости возрастает; во-вторых, его увеличение носит нелинейный характер; в-третьих, темп нарастания уменьшается с увеличением длины испытуемого отрезка.

Ключевые слова: береза, статический изгиб, модуль упругости, ствол, корневая система, прогиб.

Библиографический список

1.   Боровиков, А.М. Справочник по древесине: справочник / А.М. Боровиков, Б.Н. Уголев; под ред. Б.Н. Уголева. – М.: Лесн. пром-сть, 1989. – 296 с.

2.   Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов.– М.: Лесн. пром-сть, 1976.– 160 с.

3.   Иванов, Г.А.. Уравнения образующей профиля кроны и дерева в целом / Г.А. Иванов. // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2000. – № 6. – С. 197–201.

4.   Котов, А.А. Результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств нежелательной древесной растительности на вырубках // Лесопользование и воспроизводство лесных ресурсов: сб. научн. тр. – Вып. 280. – М.: МГУЛ, 1995. – С. 190–199.

5.   Иванов, Г.А. Некоторые результаты исследования упругих свойств нежелательной древесной растительности / Г.А. Иванов, А.А. Котов // Технология и оборудование лесопромышленного производства: сб. научн. тр. – Вып. 356. – М.: МГУЛ, 2011. – С. 99–105.

6.   Котов, А.А. Совершенствование технологий и создание средств механизации для химического ухода в лесных питомниках и культурах: монография / А.А. Котов. – М.: МГУЛ, 2008. – 314 с.

7.   Иванов, Г.А. Изменение модуля упругости березы по высоте/ Г.А. Иванов, А.А. Котов// Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции, 8–10 декабря 2009 г. – Вологда, ВоГТУ, 2010. – С. 152–155.

8.   Иванов, Г.А. Коэффициент жесткости корневой системы дерева при статическом изгибе / Г.А. Иванов, А.А. Котов // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2011. – № 3. – С. 98–102.

9.   Иванов, Г.А. Приближенный способ определения модуля упругости древесных стволиков при изгибе / Г.А. Иванов, А.А. Котов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции, 8–10 декабря 2009 г. – Вологда, ВоГТУ, 2010. – С. 155–159.

10.   Беляев, Н.М. Сопротивление материалов / Н.М. Беляев. – М.: Наука, 1976. – 608 с.

11.   Работнов, Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела: уч. пособие для вузов / Ю.Н. Работнов. – 2-е изд., испр. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1988. – 712 с.

THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES OF THE VARIATION OF ELASTICITY MODULUS OF A GROWING BIRCH TRUNK ALONG ITS HEIGHT

Kotov A.A., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Ivanov G.A., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.) (1)

kotov@mgul.ac.ru
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moskow reg., Russia

The aim of this work is to establish the variation of the elasticity modulus of elasticity along the height of a tree trunk in static bending. The change in the elasticity modulus of a growing tree along its height has not virtually been studied. The authors have attempted to do this in three ways: along a growing birch, along a freshly felled trunk and along a freshly felled trunk cut into pieces. To make a geometric description of a trunk profile the approximation formula has been used. Using the measurements of birch trunks  their models have been developed. In addition, the authors have developed and described some methods of measuring a tree trunk and  those of quantitative determination of its deflection, produced in three ways. The value of the elasticity modulus, in the first case, is distorted due to the influence of  the tree root system deformation. But this method is the simplest one and it does notrequire  cutting a tree. In the second method a freshly felled trunk was placed on two supports. Some static load was applied to it between them   and its deflection was measured. The distance between the supports was discretely changed from the minimum value to the maximum one. The elasticity modulus was calculated by the formula derived by integrating the  differential equation of an elastic line of a trunk axis. In the third method, to calculate the elasticity modulus of some birch trunk segments the trunks were cut into pieces by a length of respectively 20 and 25 cm. Then the experiment was carried out similarly to the second method with a constant span length of the beam. The results of the experiments allow us to note the following: first, with the increasing length of a chump, the elasticity modulus increases; secondly, its increase is non-linear in nature; thirdly, the rate of the above increase decreases with increasing a tested chump length.

Keywords: a birch, a static bend, the elasticity module, a trunk, a  root system, a deflection.

References

1.   Borovikov A.M., Ugolev B.N. Spravochnik po drevesine [Handbook on wood]. Moscow, Lesn. prom-st’ Publ., 1989. 296 p.

2.   Poluboyarinov O.I. Plotnost’ drevesiny [The density of the wood]. Moscow, Lesn. prom-st’ Publ., 1976. 160 p.

3. Ivanov G.A. Uravneniya obrazuyushchey profilya krony i dereva v tselom [The equations of the generatrix of the profile of the crown and the tree as a whole]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik. 2000, no. 6, pp. 197-201.

4. Kotov A.A. Rezul’taty eksperimental’nykh issledovaniy fiziko-mekhanicheskikh svoystv nezhelatel’noy drevesnoy rastitel’nosti na vyrubkakh [The results of experimental researches of physical and mechanical properties of undesirable woody vegetation clearings]. Lesopol’zovanie i vosproizvodstvo lesnykh resursov. sb. nauchn. tr. [Forest use and reproduction of forest resources: Collected papers]. Moscow: MGUL, 1995, vol. 280, pp. 190-199.

5.   Ivanov G.A., Kotov A.A. Nekotorye rezul’taty issledovaniya uprugikh svoystv nezhelatel’-noy drevesnoy rastitel’nosti [Some results of study of the elastic properties of unwanted woody vegetation]. Tekhnologiya i oborudo-vanie lesopromyshlennogo proizvodstva: sb. nauchn. tr. [Technology and equipment of timber industry production: Collected papers]. Moscow: MGUL, 2011, vol. 356, pp. 99-105.

6.   Kotov A.A. Sovershenstvovanie tehnologiy i sozdanie sredstv mehanizacii dlya himicheskogo uhoda v lesnyh pitomnikah i kul’turah [Perfection of technologies and creation of means of mechanization for chemical care in forest farm and cultures]. Moscow, MGUL, 2008. 314 p.

7. Ivanov G.A, Kotov A.A.Izmenenie modulya uprugosti berezy po vysote [Change of the module of elasticity of a birch on height] Aktual’nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: materialy mezhduna-rodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii, 8-10 dekabrya 2009 g. [Actual problems of development of a forest complex: materials of the international scientific and technical conference, on December, 8-10, 2009.]. Vologda, VoGTU, 2010, pp. 152-155.

8.   Ivanov, G.A., Kotov, A.A. Koyefficient zhestkosti kornevoy sistemy dereva pri staticheskom izgibe [Stiffness coefficient of root system of a tree at a static bend]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik. 2011, no. 3, pp. 98–102.

9.   Ivanov G.A., Kotov A.A. Priblizhennyy sposob opredeleniya modulya uprugosti drevesnykh stvolikov pri izgibe [Approximate method of determining the modulus of elasticity of tree trunks when bending]. Aktual’nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: materialy mezhduna-rodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii, 8–10 dekabrya 2009 g. [Actual problems of development of a forest complex: materials of the international scientific and technical conference, on December, 8-10, 2009.]. Vologda, VoGTU, 2010, pp. 155–159.

10.   Belyaev, N.M. Soprotivlenie materialov [Resistance of materials]. Moscow, Nauka Publ., 1976. 608 p.

11.   Rabotnov Yu.N. Mekhanika deformiruemogo tverdogo tela [Mechanics of deformable solids]. Moscow, Nauka Publ., 1988. 712 p.

 

5

РОЛЬ ТКАНЕЙ КОРЫ В СОЗДАНИИ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ СТВОЛА BETULA PENDULA VAR. CARELICA

25-28

Н.Н. НИКОЛАЕВА, науч. сотрудник Института леса КарНЦ РАН, канд. биол. наук(1),
В.В. ВОРОБЬЕВ, мл. науч. сотрудник, Института леса КарНЦ РАН (1)

nnnikol@krc.karelia.ru, vorobiev70@mail.ru
(1) Институт леса Карельского научного центра РАН, гетрозаводск, ул. Пушкинская, 11.

Показано, что формирование рельефа ствола у карельской березы (Betula pendula var. carelica) ребристой и дискообразной форм происходит преимущественно за счет древесины нормального и свилеватого строения соответственно, тогда как у мелкобугорчатой формы – за счет тканей коры. Древесина аномального строения в сочетании с интенсивным развитием тканей коры определяет рельеф поверхности ствола шаровидно утолщенной и бугорчатых форм. Генеративные растения карельской березы по мощности и характеру развития тканей коры могут быть разделены на две большие группы. Первая группа – гладкокорые растения с относительно тонкой корой, кольцевая перидерма которых состоит из слоя феллогена, последовательно откладывающего слои феллемы (бересты) и феллодермы – ребристая, ледяная, мелкобугорчатая формы и бульшая часть безузорчатых особей. Вторая группа – растения с толстой продольно- или ромбовидно-трещиноватой корой, формирующие ритидом, состоящий из множества перидерм с включениями тканей непроводящей флоэмы – шаровидно утолщенная и бугорчатые формы, незначительное количество безузорчатых растений. В случае переходных форм участку ствола с конкретным рельефом поверхности соответствуют морфологические характеристики коры и древесины, свойственные данной форме поверхности ствола.

Ключевые слова: карельская береза, морфоформы, кора, аномальная древесина.

Библиографический список

1.   Соколов, Н.О. Карельская береза / Н.О. Соколов. – Петрозаводск: Госиздат Карело-Финской ССР, 1950. – 114 с.

2.   Николаева, Н.Н. Морфологические формы карельской березы / Н.Н. Николаева // Modern Phytomorphology. – 2014. – №6. – С. 161–166.

3.   Любавская, А.Я. Карельская береза: монография – 2-е изд. / А.Я. Любавская. – М.: МГУЛ, 2006. – 128 с.

4.   Hintikka T.J. Visakoivuista ja niiden anatomista / Helsinki. – 1941. – 346p.

5.   Saarnio R. The quality and development of cultivated curly-birch (Betula verrucosa f. carelica Sok.) stands in southern Finland. // Folia For. – 1976. – 263.  Р.1–28. (in Finnish with English summary)

6.   Евдокимов, А.П. Эколого-биологические свойства и обоснование методов выращивания карельской березы: дис... канд. биол. наук. / А.П. Евдокимов. – Л., 1978. – 283 с.

7.   Ермаков, В.И. Механизмы адаптации березы к условиям Севера. / В.И. Ермаков. – Л.: Наука, 1986. – 144 с.

8.   Новицкая, Л.Л. Карельская береза: механизмы роста и развития структурных аномалий / Л.Л. Новицкая. – Петрозаводск: Verso, 2008. – 144 с.

9.   Николаева, Н.Н. Морфология коры Betula pendula var. careliсa на прегенеративном этапе / Н.Н. Николаева, В.В. Воробьев // Modern Phytomorphology. – 2014. – №6. – С. 167–174.

10.   Nikolaeva N.N., Novitskaya L.L., Kushnir F.V. Peculiarities of parenchyma inclusions in the decorative wood of Karelian birch, burls and gnarls. // Wulfenia. – 2014. – 21. Р.103-110.

ROLE OF THE BARK TISSUES COMPLEX IN FORMATION OF THE TRUNK SURFACE RELIEF 
IN BETULA PENDULA VAR. CARELICA

Nikolaeva N.N., Ph.D., Forest Research Institute of KRC (RAS) (1); Vorobiev V.V., Junior Researcher, Forest Research Institute of KRC (RAS) (1)

nnnikol@krc.karelia.ru, vorobiev70@mail.ru
(1) Forest Research Institute Karelian Research Center, Petrozavodsk, Pushkinskaya St., 11.

Abstract. It is shown that the trunk surface relief of Karelian birch (Betula pendula var. carelica) in the ribbed and ice birch forms is mainly formed by the xylem with normal and curly texture, whereas in the small-knobbed form it is shaped by bark tissues. The xylem with abnormal texture and well developed complex of bark tissue are responsible for the trunk surface relief in the tubercular (with necks and muffs) and knobbed forms. Middle-aged reproductive plants of Karelian birch can be clustered into two big groups depending on the extent and type of bark development. The first group is smooth-barked plants with a relatively thin bark and a ring periderm with a single phellogen layer that consecutively forms phellem (cork) layers – ribbed, ice birch, small-knobbed, and a majority of non-patterned (straight-grained) plants. The second group is plants with a longitudinally–fissured or rhomb-fissured thick bark which forms the rhytidome made up of multiple periderms with non-conducting phloem inclusions – the tubercular and knobbed forms, and a minor part of non patterned (straight-grained) plants. In transitional forms the trunk section with a specific relief correlates with the bark morphology and wood characteristic of that form of the trunk surface.

Keywords: Karelian birch, morphophorms, bark, abnormal wood.

References

1.   Evdokimov A.P. Ekologo-biologicheskie svoystva i obosnovanie metodov vyrashchivaniya karel’skoy berezy. dis... kand. biol. nauk [Ecological and biological properties, and justification of methods of cultivation of Karelian birch. Diss.]. Leningrad 1978. 283 p.

2.   Ermakov V.I. Mekhanizmy adaptatsii berezy k usloviyam Severa. [Mechanisms of birch adaptations to conditions of the North]. Leningrad: Nauka. 1986. 144 p.

3. Lyubavskaya A.Ya. Karel’skaya bereza: monografiya. [Karelian birch]. Moscow: Moscow: MSFU, 2006. 128 p.

4.   Nikolaeva N.N. Morfologicheskie formy karel’skoy berezy [Morphological forms of Karelian birch] Modern Phytomorphology [Modern Phytomorphology] 2014. №6. pp. 161-166.

5.   Nikolaeva N.N., Vorob’ev V.V. Morfologiya kory Betula pendula var. carelisa na pregenerativnom etape [Morphology of Betula pendula var. carelica bark at the pre-reproductive stage] Modern Phytomorphology [Modern Phytomorphology] 2014. №6. pp. 167-174.

6.   Novitskaya L.L. Karel’skaya bereza: mekhanizmy rosta i razvitiya strukturnykh anomaliy [Karelian birch: mechanisms of growth and development of structural abnormalities] Ros.akad.nauk, Karel.nauch.tsentr, In-t lesa. [Russian academy of sciences] Petrozavodsk: Verso, 2008. 144 p.

7. Sokolov N.O. Karel’skaya bereza [Karelian birch] Petrozavodsk: Gosizdat Karelo-Finskoy SSR, 1950. 114 p.

8. Hintikka T.J. Visakoivuista ja niiden anatomista Helsinki. 1941. 346p.

9. Nikolaeva N.N., Novitskaya L.L., Kushnir F.V. Peculiarities of parenchyma inclusions in the decorative wood of Karelian birch, burls and gnarls. Wulfenia. 2014. 21. pp. 103-110.

10. Saarnio R. The quality and development of cultivated curly-birch (Betula verrucosa f. carelica Sok.) stands in southern Finland. Folia For. 1976. 263. pp. 1-28. (in Finnish with English summary).

 

6

КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ ПЛАНТАЦИОННЫХ КУЛЬТУР ЕЛИ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ КАРЕЛИИ

29-33

А.Н. ПЕККОЕВ, науч. сотрудник Института леса КарНЦ РАН, канд. с-х. наук(1),
В.А. ХАРИТОНОВ, вед. инж. Института леса КарНЦ РАН(1)

pek-aleksei@list.ru, haritonov@krc.karelia.ru
(1) Институт леса Карельского научного центра Российской академии наук
185910, Россия, Республика Карелия, Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11.

На Северо-Западе России, где располагаются крупные лесоперерабатывающие предприятия, запасы спелой хвойной древесины сильно истощены. В сложившихся условиях необходима интенсификация лесокультурного производства, в том числе за счет создания лесных плантаций. В данной статье приводится оценка качества древесины 41-летних плантационных культур ели разной густоты в условиях произрастания ельника черничного свежего. Установлено, что внесение минеральных удобрений и разреживания древостоев способствовали увеличению ширины годичных слоев за период эффективного действия мероприятий в зависимости от густоты культур на 14–49 %. Комплексные уходы наилучшим образом отразились на радиальном приросте культур с первоначальной густотой 3,0 тыс. шт./га. Древесина культур ели имела следующие качественные характеристики: количество годичных слоев в 1 см – 3,4–4,2 шт.; средняя ширина годичного слоя – 2,4–2,9 мм; процент поздней древесины – 21–28 %. С уменьшением первоначальной густоты культур, оставленных без ухода, происходило увеличение ширины годичных слоев и процента поздней древесины. После внесения минеральных удобрений и проведения разреживаний отмечено уменьшение плотности древесины ели на 1–10 % в течение 4–7 лет после каждого приема ухода. Плотность древесины за весь период выращивания в вариантах с одинаковой первоначальной густотой не имела существенных отличий и вне зависимости от проведенных мероприятий достигала высоких значений (365–379 кг/м3). По данному показателю древесина культур ели соответствовала средним значениям естественно произрастающих еловых древостоев таежной зоны.

Ключевые слова: ель, плантационные культуры, рубки ухода, внесение удобрений, качество древесины, плотность.

Библиографический список

1.   Нехайчук, О.Г. Влияние лесохозяйственных факторов на анатомическое строение древесины ели, сосны и лиственницы / О.Г. Нехайчук, В.Е. Москалева // Лесоведение. – 1979. – № 4. – С. 38–43.

2.   Пеккоев, А.Н. Влияние лесоводственных уходов на рост культур сосны и качество древесины в подзоне средней тайги / А.Н. Пеккоев // Проблемы лесоведения и лесоводства: материалы Всероссийской конференции «Четвертые Мелеховские научные чтения, посященные 105-летию со дня рождения И.С. Мелехова» (Архангельск, 10–12 ноября 2010 г.). – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. – С. 97–101.

3.   Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесн. пром-сть, 1976. – 160 с.

4.   Смирнов, А.А. Особенности влияния регулярного ухода за лесом на продуктивность древостоев и качество древесины ели: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / А.А. Смирнов. – Архангельск, 2007. – 20 с.

5.   Соколов, А.И. Ускоренное выращивание культур ели в среднетаежной подзоне Карелии / А.И. Соколов, А.Н. Пеккоев, В.А. Харитонов, Т.И. Кривенко // Лесной журнал. – 2013. – №5. – С. 96–105.

6.   Чибисов, Г.А. Влияние коридорного ухода на качество древесины ели / Г.А. Чибисов // Лесной журнал. – 1968. – № 4. – С. 137–138.

7.   Чибисов, Г.А. Влияние рубок ухода на технические свойства ели / Г.А. Чибисов, С.А. Москалева // Лесное хозяйство. – 1984. – № 4. – С. 12–14.

8.   Чибисов, Г.А. Влияние комплексных уходов на анатомические свойства древесины сосны / Г.А.Чибисов, С.А Москалева // Лесоводственно-экономические вопросы воспроизводства лесных ресурсов Европейского Севера. – Архангельск: СевНИИЛХ, 2000. – С. 74–82.

9.   Штукин, С.С. Ускоренное выращивание сосны, ели и лиственницы на лесных плантациях / С.С. Штукин. – Минск: ИООО Право и экономика, 2004. – 242 с.

10.   Шутов, И.В. Лесные плантации (ускоренное выращивание ели и сосны) / И.В. Шутов, Е.Л. Маслаков, И.А. Маркова и др. – М.: Лесная пром-сть, 1984. – 248 c.

THE WOOD QUALITY OF SPRUCE PLANTATION CROPS IN THE CONDITIONS 
OF THE MIDDLE TAIGA OF KARELIA

Pekkoev A.N., FRI KarRC RAS(1); Charitonov V.A., FRI KarRC RAS(1)

pek-aleksei@list.ru, haritonov@krc.karelia.ru
(1) Forest Research Institute of Karelian Research Centre Russian Academy of Sciences 
(FRI KarRC RAS), 185910, Russia, Petrozavodsc, Pushkinskaja, 11.

The ripe softwood stocks in the Northwest of Russia are severely depleted because of the activity of large wood-processing enterprises. The intensification of forest management is necessary in these circumstances, particularly, through the establishment of forest plantations. The paper evaluated of the wood quality for 41-year-old spruce plantation crops of different density in the growing conditions of spruce forests. It was established that the application of mineral fertilizers and cutting maintenance contributed to the increase in the annual ring width at 14–49 % during the period of the effective activities depending on the density of cultures. The comprehensive stand care had the best effect on the radial growth of crops with an initial density of 3.0 thousand. Pcs. / Ha. The wood of spruce cultures had the following qualitative characteristics: the number of annual rings – 1 cm – 3,4–4,2 pc .; the average width of an annual ring – 2,4–2,9 mm, the percentage of late wood – 21–28 %. It was noted that the smaller the density of crops without care was, the greater were the width of annual rings and the percentage of late wood. The decrease in the spruce wood density by 1–10 % is observed within 4-7 years after each care operation, i.e., the application of mineral fertilizers and thinning. The wood density in versions with the same initial density had no significant differences for the entire period of cultivation and reached high values (365–379 kg/m3), regardless of the measures. According to this indicator, the spruce wood cultures corresponded to the average values of naturally growing spruce forests of the taiga zone.

Keywords: spruce, plantation crops, thinning, mineral fertilizer, wood quality, density.

References

1.   Nehaychuk O.G., Moskaleva V.E. Vliyanie lesokhozyaystvennykh faktorov na anatomicheskoe stroenie drevesiny eli, sosny i listvennitsy [Forestry effects on the anatomical structure of spruce, pine and larch wood]. Lesovedenie [Silviculture]. 1979. № 4. pp. 38-43. (in Russ.)

2.   Pekkoev A.N. Vliyanie lesovodstvennykh ukhodov na rost kul’tur sosny i kachestvo drevesiny v podzone sredney taygi [Effects of sylvicultural treatments on the growth of pine crops and timber quality in the middle taiga subzone]. Problemyi lesovedeniya i lesovodstva [Challenges in Sylvics and Sylviculture: proceedings of the All-Russian Conference: Fourth Melekhov’s Scientific Readings devoted to I.S. Melekhov’s 105th anniversary (Arkhangelsk, November 10-12, 2010)]. Arhangelsk: Severnyiy (Arkticheskiy) federalnyiy universitet; 2010. pp. 97-101. (in Russ.)

3.   Poluboyarinov O.I. Plotnost’ drevesiny [Wood density]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Timber industry]. 1976. 160 p. (in Russ.)

4.   Smirnov A.A. Osobennosti vliyaniya regulyarnogo ukhoda za lesom na produktivnost’ drevostoev i kachestvo drevesiny eli [Specific effects of regular forest tending on stand productivity and timber quality in spruce]. Diss. ... kand. s.-h. nauk; [Diss. Ph.D. Agricultural Sci.]. Arkhangelsk. 2007. 20 p. (in Russ.)

5.   Sokolov A.I., Pekkoev A.N., Haritonov V.A., Krivenko T.I. Uskorennoe vyrashchivanie kul’tur eli v srednetaezhnoy podzone Karelii [Short-rotation cultivation of spruce crops in the mid-taiga subzone of Karelia]. IVUZ. «Lesnoi zhurnal» [JHEI «Wood Magazine»]; 2013. № 5. pp. 96-105. (in Russ.)

6.   Chibisov G.A. Vliyanie koridornogo ukhoda na kachestvo drevesiny eli [Effects of corridor thinning on spruce timber quality]. IVUZ. «Lesnoi zhurnal» [JHEI «Wood Magazine»]. 1968. № 4. pp. 137-138. (in Russ.)

7.   Chibisov G.A., Moskaleva S.A. Vliyanie rubok ukhoda na tekhnicheskie svoystva eli [Effects of thinning of the technical properties of spruce] Lesnoe hozyaystvo [Forestry]; 1984. № 4. pp. 12–14. (in Russ.).

8.   Chibisov G.A., Moskaleva S.A. Vliyanie kompleksnyih uhodov na anatomicheskie svoystva drevesinyi sosnyi [Effects of combined tending on the anatomical properties of pine wood]. Lesovodstvenno-ekonomicheskie voprosyi vosproizvodstva lesnyih resursov Evropeyskogo Severa [Sylvicultural-economic aspects of forest resource reproduction in the European North]. Arkhangelsk: SevNIILH. 2000. pp. 74-82. (in Russ.)

9.   Shtukin S.S. Uskorennoe vyiraschivanie sosnyi, eli i listvennitsyi na lesnyih plantatsiyah [Short-rotation cultivation of pine, spruce and larch in planted forests]. Minsk: IOOO Pravo i economika. 2004. 242 p. (in Russ.)

10.   Shutov I.V., Maslakov E.L., Markova I.A. Lesnye plantatsii (uskorennoe vyrashchivanie eli i sosny) [Planted forests (short-rotation cultivation of spruce and pine)]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Timber industry]. 1984. 248 p. (in Russ.)

 

7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЛАГОПРОВОДНОСТИ ПРИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СУШКЕ ДРЕВЕСИНЫ

34-39

И.В. САПОЖНИКОВ, доц., МГУЛ, канд. техн. наук(1),
Н.В. СКУРАТОВ, проф., МГУЛ, канд. техн. наук(1),
И.И. АЛЕКСЕЕВА, асп. МГУЛ(1),
Д.А. САМОЙЛЕНКО, асп. МГУЛ(1),
М.П. МАМОНТОВ, магистрант МГУЛ(1),
К.А. МАТВЕЕВА, магистрант МГУЛ(1)

gosha@mgul.ac.ru, skuratov@mgul.ac.ru, alexeeva@mgul.ac.ru, samoylenko@mgul.ac.ru, 
mamontov@
mgul.ac.ru, matveeva@mgul.ac.ru
(1)ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул 1-я Институтская, д. 1, МГУЛ

Особенности конвективной сушки древесины определяются, в основном, характером переноса воды. Внутреннее сопротивление переносу в древесине зависит от ее строения, температуры, влажности, направления потока воды и может характеризоваться коэффициентом влагопроводности. В данной работе эти коэффициенты определялись путем решения обратной задачи для уравнения влагопроводности. Распределения влажности в древесине определялись в процессе сушки методом послойной влажности, а также рентгеноскопии. После обработки результатов определения послойной влажности получена зависимость коэффициента влагопроводности древесины березы в радиальном направлении при температуре 65°С. Поля влажности в небольших образцах из древесины осины и сосны при их сушке в комнатных условиях были получены методом спектроскопии. Однако полученные данные позволили рассчитать лишь средние значения коэффициентов влагопроводности в радиальном направлении. Они оказались равными 1,64·10-10м2/с и 1,94·10-10м2/с для древесины осины и сосны соответственно.

Ключевые слова: сушка древесины, влажность, послойный метод, Библиографический список

1.   Лыков, А.В. Теория сушки / А.В. Лыков. – М.: «Энергия», 1968. – 472 с.

2.   Skaar, C. Analysis of methods for determining the coefficient of moisture diffusion in wood // Forest Products Journal. –1954.–Vol.4, N 12.–p. 403–410.

3.   Choong, E.T. Diffusion coefficients of softwoods by steady–state and theoretical methods Forest Products Journal.– 1965.–Vol.15, N.1.– p. 21–27.

4.   Siau, J.F. Transport processes in wood. – Berlin: Springer, 1984.

5.   Lee, H.W. Moisture transmission in wood. Moisture transfer and velocity of moisture transmission in a steady state/ H.W. Lee, T. Okano, M.Ohta // Mokuzai Gakkaishi.– 1991.–Vol. 37, №. 2.– p. 101–108.

6.   Comstock, G. L. Moisture Diffusion Coefficients in Wood as Calculated from Adsorption, Desorption and Steady–State Data// Forest Products Journal.– 1963.–Vol. 13,N. 3.– p. 97–103.

7.   Choong, E.T. Moisture movement in six wood species/ E.T. Choong, P.J. Fogg // Forest Product Journal.– 1968.– Vol. 13, No. 5.– p. 66–70.

8.   Шубин, Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины / Г.С. Шубин. – М.: Лесная пром-сть, 1973.– 248 с.

9.   Wadso, L. Studies of water vapor transport and sorption in wood. Doctoral Dissertation, Report TVBM–1013, Building Materials, Lund University, 1993.

10.   Hukka, A. The Effective Diffusion Coefficient and Mass Transfer Coefficient of Nordic Softwoods as Calculated from Direct Drying Experiments// Holzforschung.– 1999.–Vol. 53, N.5.– p. 534–540.

11.   Liu, J.Y. An Inverse Moisture Diffusion Algorithm for the Determination of Diffusion Coefficient/ J.Y. Liu, W.T. Simpson, S.P. Verrill // Drying Technology.– 2001.–Vol. 19, N. 8.– p. 1555–1568.

12.   Olek, W. The inverse method for diffusion coefficient identification during water sorption in wood/ W. Olek, J. Weres / Proceedings of the 3rd COST E15 Workshop on “Softwood drying to specific end–uses”. Helsinki, Finland, Paper No 27.– 2001.

13. Weres, J. Inverse finite element analysis of technological processes of heat and mass transport in agricultural and forest products/ J. Weres, W. Olek // Drying Technology. – 2005.– Vol.23.– p. 1737–1750.

14. Zhou, Q. Zhang, X. Determination of moisture diffusion coefficient of larch board with finite difference method/ Q. Zhou, Y. Cai, Y. Xu // Bioresources.– 2011.Vol. 6, N.2.– p. 1196–1203.

15.   Сапожников, И.В. Рентгеноструктурный анализ напряженного состояния нагруженной древесины: дис…канд. техн. наук: 05.21.05: защищена 2.04.1993 / Сапожников Игорь Витальевич. – М., 1993.– 168 с.

DETERMINATION OF DEFFUSION COEFFICIENTS AT LOW TEMPERATURE WOOD DRYING

Sapozhnikov I.V., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.)(1); Skuratov N.V., Prof. MSFU, Ph.D.(1); Alexeeva I.I., pg. MSFU(1); Samoylenko D.A., pg. MSFU(1); Mamontov M.P., MSFU(1); Matveeva K.A., MSFU(1)

gosha@mgul.ac.ru, skuratov@mgul.ac.ru, alexeeva@mgul.ac.ru, samoylenko@mgul.ac.ru, 
mamontov@mgul.ac.ru, matveeva@mgul.ac.ru
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moskow reg., Russia

Specific features of convective wood drying are mainly determined by the character of the internal moisture transfer. The internal resistance depends on wood structure, its temperature, moisture content, moisture flux direction and it can be described by the diffusion coefficient. The modified method of the inverse determination of the diffusion coefficients was used in this paper. Measuring the moisture content distributions in wood during the process of drying was carried out using slicing and x-ray techniques. After processing the moisture distribution data obtained by the slicing technique, the dependence of the diffusion coefficient of birch on moisture content was established in the radial direction at 65°C. With the help of X-ray technique the moisture content profiles in small aspen and pine samples during drying in roomed conditions were obtained. However, the obtained data allowed us to calculate only the average values of the diffusion coefficients in the radial direction. They were equal to 1.64·10-10m2 /s and 1.94·10-10m2 /s for aspen and pine, respectively.

Key words: wood drying, moisture content, slicing technique, x-ray technique, diffusion coefficient.

References

1.   Luikov A.V. Teoriya Sushki [Theory of Drying]. Moscow: Energiya [Energy], 1968, 472 p.

2.   Skaar C. Analysis of methods for determining the coefficient of moisture diffusion in wood. Forest Products Journal. 1954. Vol. 4, № 12. pp. 403-410.

3.   Choong E.T. Diffusion coefficients of softwoods by steady–state and theoretical methods Forest Products Journal. 1965. Vol. 15, № 1. pp. 21-27.

4.   Siau J.F. Transport processes in wood. Berlin: Springer, 1984.

5.   Lee H.W., Okano T., Ohta M. Moisture transmission in wood. Moisture transfer and velocity of moisture transmission in a steady state. Mokuzai Gakkaishi. 1991. Vol. 37, №. 2. pp. 101-108.

6.   Comstock G.L. Moisture Diffusion Coefficients in Wood as Calculated from Adsorption, Desorption and Steady–State Data. Forest Products Journal. 1963. Vol. 13, № 3. pp. 97-103.

7.   Choong E.T., Fogg P.J. Moisture movement in six wood species. Forest Product Journal. 1968. Vol. 13, № 5. pp. 66-70.

8.   Shubin G.S Fizicheskie osnovy i raschet protsessov sushki drevesiny [Physical basis and calculation processes of drying wood]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1973, 248 p.

9.   Wadso L. Studies of water vapor transport and sorption in wood. Doctoral Dissertation, Report TVBM–1013, Building Materials, Lund University, 1993.

10.   Hukka A. The Effective Diffusion Coefficient and Mass Transfer Coefficient of Nordic Softwoods as Calculated from Direct Drying Experiments. Holzforschung. 1999. Vol. 53. № 5. pp. 534-540.

11.   Liu J.Y., Simpson W.T., Verrill S.P. An Inverse Moisture Diffusion Algorithm for the Determination of Diffusion Coefficient. Drying Technology. 2001. Vol. 19, №. 8. pp. 1555-1568.

12.   Olek W., Weres J. The inverse method for diffusion coefficient identification during water sorption in wood. Proceedings of the 3rd COST E15 Workshop on “Softwood drying to specific end–uses”. Helsinki, Finland, № 27. 2001.

13.   Weres J., Olek W. Inverse finite element analysis of technological processes of heat and mass transport in agricultural and forest products. Drying Technology. 2005. Vol.23. p. 1737-1750.

14.   Zhou Q., Cai Y., Xu Y. Zhang, X. Determination of moisture diffusion coefficient of larch board with finite difference method. Bioresources. 2011. Vol. 6, №. 2. pp. 1196-1203.

15.   Sapozhnikov I.V. Rentgenostrukturnyy analiz napryazhennogo sostoyaniya nagruzhennoy drevesiny [X–ray diffraction analysis of the stress state of the loaded timber]: diss…kand. tekhn. nauk: 05.21.05: zashchishchena 2.04.1993. Moscow, 1993. 168 p.

 

8

АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

40-43

С.А. УГРЮМОВ, проф., КГТУ, д-р техн. наук(1),
А.В. ОСЕТРОВ, асп. КГТУ(1)

ugr-s@yandex.ru, mtd@kstu.edu.ru
(1)ФГБОУ ВО «Костромской государственный технологический университет»
156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, д. 17, КГТУ

Предложено использование олигомеров фуранового ряда, обладающих повышенной водостойкостью, хорошей химической стойкостью, высокой теплостойкостью и удовлетворительными механическими и диэлектрическими свойствами, в качестве модификатора фенолформальдегидных смол при производстве древесно-стружечных плит с повышенными физико-механическими характеристиками. Исследованы основные технологические свойства клеевых композиций на основе фенолформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 с добавкой в различном соотношении основного представителя фурановых олигомеров – фурфуролацетонового мономера ФА. Экспериментально установлено, что с увеличением доли фурфуролацетонового мономера повышается вязкость и снижается время желатинизации клеевого состава за счет уменьшения кислотности и начальных процессов отверждения. Представлены физико-механические свойства древесно-стружечных плит на основе модифицированных клеевых составов. Установлено значимое повышение прочности, снижение разбухания и водопоглощения плит при введении в фенолформальдегидный олигомер 2…4 масс. ч. фурфуролацетонового мономера ФА. Анализ результатов ИК-спектрометрии показал наличие изменений в структуре клея за счет введения фурфуролацетонового мономера ФА. В области высоких волновых чисел спектра происходит смещение максимумов в сторону большего значения волнового числа, характеризующего орто-пара-связи, образованные с участием фенольных структур в составе макромолекул, что свидетельствует об увеличении энергии связи молекул модифицированного связующего. Наряду с этим имеет место некоторое смещение максимумов в области малых волновых чисел спектра, характеризующих образование орто-орто-связи с участием фенольных структур, обусловленное перераспределением ОН-групп и увеличением внутримолекулярных связей, что приводит к увеличению молекулярной массы модифицированного связующего. Модификация приводит к ускорению процесса отверждения клея, повышению степени его отверждения, что приводит к повышению физико-механических характеристик готовых древесных плит.

Ключевые слова: фенолформальдегидная смола, фурфуролацетоновый мономер, модификация, ИК-спектрометрия, древесно-стружечная плита, физико-механические свойства.

Библиографический список

1.   Кондратьев, В.П. Синтетические клеи для древесных материалов / В.П. Кондратьев, В.И. Кондращенко. – М.: Научный мир, 2004. – 520 с.

2.   Азаров, В.И. Полимеры в производстве древесных материалов – 2-е изд. / В.И. Азаров, В.Е. Цветков. – М.: МГУЛ, 2006. – 236 с.

3.   Азаров, В.И. Химия древесины и синтетических полимеров – 2-е изд., испр. / В.И. Азаров, А.В. Буров, А.В. Оболенская. – СПб.: Лань, 2010. – 624 с.

4.   Угрюмов, С.А. Комплексные способы повышения физико-механических свойств древесно-стружечных плит / С.А Угрюмов, А.А. Федотов, А.В. Осетров // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. – 2015. – № 1 (25). – С. 34–44.

5.   Малышева, Г.В. Физическая химия адгезивных материалов / Г.В. Малышева // Материаловедение. – 2005. – № 6. – С. 38–40.

6.   Угрюмов, С.А. Применение теории адгезии и смачивания для модификации фенолформальдегидного олигомера, используемого для осмоления костры / С.А. Угрюмов, В.Е. Цветков // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2008. – № 2. – С. 104–106.

7.   Угрюмов, С.А. Модифицирование карбамидоформальдегидной смолы для производства костроплит / С.А. Угрюмов, В.Е. Цветков // Деревообрабатывающая промышленность. – 2008. – № 3. – С. 16–18.

8.   Федотов, А.А. Исследование свойств древесно-стружечных плит на основе синтетических смол с различной долей добавки фурановой смолы // А.А. Федотов, С.А. Угрюмов // Клеи. Герметики. Технологии. – 2012. – № 12. – С. 16–19.

9.   Маматов, Ю.М. Полимерные материалы на основе фурановых смол и их применение / Ю.М. Маматов. − М.: Химия, 1975. – 89 с.

10.   Угрюмов, С.А. Фурановые смолы в производстве клееных древесных материалов / С.А. Угрюмов. – Кострома: КГТУ, 2012. – 142 с.

ANALYSIS OF CHEMICAL COMPOSITION AND PROPERTIES OF WOOD BOARDS 
BASED ON MODIFIED ADHESIVE COMPOSITION

Ugryumov S.A., Prof. KSTU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Osetrov A.V., KSTU(1)

ugr-s@yandex.ru, mtd@kstu.edu.ru
(1) FGBOU VO Kostroma state university of technology , 156005, Kostroma, Dzerzhinsky str., 17, KSTU.

It is proposed to use  oligomers of furan series with a high water resistance, good chemical resistance, high heat resistance and satisfactory mechanical and dielectric properties, as a modifier of phenol-formaldehyde resins in the manufacture of wood particleboards with improved physical and mechanical characteristics. The basic technological properties of adhesive compositions based on phenol-formaldehyde resin of brand CFG-3014 with the additive in various ratios primary representative furan resin – furfuralcohol monomer FA have been studied. It was established experimentally that with the increase of the furfuralcohol monomer proportion the viscosity increases and the time of the adhesive composition gelation decreases by reducing pH and initial solidification processes. The article presents some physical-mechanical properties of chipboards produced on the basis of modified adhesive compositions. It is found that there is a significant increase in strength, a decrease of both swelling and water absorption of the plates when the furfuralcohol monomer FA has been introduced into phenol-formaldehyde oligomer 2...4 mass. h. . The analysis of the IR-spectrometry results showed certain changes in the structure of the adhesive due to the introduction of the furfuralcohol monomer FA. In the high wave numbers of the spectrum there is a shift of maxima towards larger values of the wave number characterizing ortho-pair-bonds formed with the participation of phenolic structures consisting of macromolecules, which indicates an increase in energy of the molecules of the modified binder. Along with this, there is a slight shift of the peaks in the region of small wave numbers of the spectrum characterizing the formation of ortho-ortho-linkages involving phenolic structures due to the redistribution of Oh-groups and an increase in intramolecular bonds, which results in an increase in molecular weight of modified binder. The modification brings about an acceleration of the curing process of the adhesive and  enhances the degree of curing, which results in  improving certain physical-mechanical characteristics of the finished wood panels.

Keywords: phenol-formaldehyde resin, furfuralcohol monomer, modification, IR-spectrometry, wood plates, physical-mechanical properties.

References

1.   Kondrat’ev V.P., Kondrashenko V.I. Sinteticheskie klei dlya drevesnykh materialov [Synthetic adhesives for wood materials]. Moscow, Scientific world, 2004. 520 p.

2.   Azarov V.I. Polimery v proizvodstve drevesnykh materialov [Polymers in the production of wood-based materials]. Moscow: MSFU, 2006. 236 p.

3.   Azarov V. I. Khimiya drevesiny i sinteticheskikh polimerov [Chemistry of wood and synthetic polymers]. St. Petersburg, Lan’, 2010. 624 p.

4.   Ugryumov S.A., Fedotov A.A., Osetrov A.V. Kompleksnye sposoby povysheniya fiziko-mekhanicheskikh svoystv drevesno-struzhechnykh plit [Complex methods of increasing the physico-mechanical properties of chipboard].Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga state technological University. Series: Forest. Ecology. Management], 2015, no. 1 (25), pp. 34-44 (in Russian).

5.   Malysheva G.V. Fizicheskaya khimiya adgezivnykh materialov [Physical chemistry of adhesive materials]. Materialovedenie [Materials Science], 2005, no 6, pp. 38-40 (in Russian).

6.   Ugryumov S.A. Tsvetkov V.E. Primenenie teorii adgezii i smachivaniya dlya modifikatsii fenolformal’degidnogo oligomera, ispol’zuemogo dlya osmoleniya kostry [Application of the theory of adhesion and wetting to the modification of phenol-formaldehyde oligomer used for fires oiled]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy vestnik, 2008, №. 2, pp. 104-106 (in Russian).

7.   Ugryumov S.A., Tsvetkov V.E. Modifitsirovanie karbamidoformal’degidnoy smoly dlya proizvodstva kostroplit [Modification of urea-formaldehyde resins for the production of plates on the basis of fires flax].Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Woodworking industry], 2008, № 3, pp. 16-18 (in Russian).

8.   Fedotov A. A.,Ugryumov S.A. Issledovanie svoystv drevesno-struzhechnykh plit na osnove sinteticheskikh smol s razlichnoy doley dobavki furanovoy smol [Study of the properties of wood particleboards based on synthetic resins with various additives proportion of furan resin]. Klei. Germetiki. Tekhnologii [Klei. Sealants. Technology]. 2012, № 12, pp. 16-19 (in Russian).

9.   Mamatov J. M. Polimernye materialy na osnove furanovykh smol i ikh primenenie [Polymeric materials based on furan resins and their applications]. Moscow, Chemistry, 1975. 89 p.

10.   Ugryumov S.A. Furanovye smoly v proizvodstve kleenykh drevesnykh materialov [Furan resins in the manufacture of laminated wood materials]. Kostroma, KGTU, 2012, 142 p.

 

9

ОЦЕНКА СВОЙСТВ ФУРАНОВЫХ ОЛИГОМЕРОВ И ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ НА ИХ ОСНОВЕ

44-47

С.А. УГРЮМОВ, проф., КГТУ, д-р техн. наук(1),
Д.А. СМИРНОВ, асп. КГТУ(1)

ugr-s@yandex.ru, mtd@kstu.edu.ru 
(1)ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет»
156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, д. 17, КГТУ

В статье представлены сравнительные результаты экспериментальной оценки свойств фуранового олигомера (фурфуролацетонового мономера ФА) и фенолоформальдегидной смолы, а также древесно-стружечных плит, изготовленных на их основе. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии определена энергия активации фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 и клеевого состава на основе фурфуролацетонового мономера ФА в смеси с отвердителем (n-толуолсульфокислотой). Установлено, что клеевой состав на основе фурфуролацетонового мономера ФА имеет более низкие значения энергии активации, что обусловлено присутствием отвердителя n-толуолсульфокислоты, которая обеспечивает быстрое отверждение. Исследование кинетики отверждения показало, что фенолоформальдегидная смола при нагревании имеет максимальный тепловой эффект, гораздо меньший тепловой эффект имеет клеевой состав на основе фурфурол-ацетонового мономера ФА, что свидетельствует о повышенной скорости реакции в нем в процессе отверждения, то есть клеевой состав на основе фурфуролацетонового мономера ФА отверждается более быстро и полно, что способствует повышению физико-механических свойств древесно-стружечных плит, изготовленных на ее основе. Для подтверждения данного аспекта в работе оценены сравнительные свойства древесных плит на основе фенолоформальдегидного олигомера марки СФЖ-3014 и фурфуролацетонового мономера марки ФА. Полученные результаты показали, что плиты на основе фурановых олигомеров обладают повышенной прочностью и водостойкостью. Таким образом, применение фурановых олигомеров, например, фурфуролацетонового мономера ФА, позволяет получать древесно-стружечные плиты с повышенной прочностью и водостойкостью, что позволят их эффективно использовать в строительстве и иных сферах в условиях с переменными температурно-влажностными воздействиями.

Ключевые слова: древесно-стружечная плита, фурановый олигомер, дифференциально-сканирующая колориметрия, отверждение, физико-механические свойства.

Библиографический список

1.   Кондратьев, В.П. Синтетические клеи для древесных материалов / В.П. Кондратьев, В.И. Кондращенко. – М. : Научный мир, 2004. – 520 с.

2.   Азаров, В.И. Полимеры в производстве древесных материалов – 2-е изд. / В.И. Азаров, В.Е. Цветков. – М.: МГУЛ, 2006. – 236 с.

3.   Угрюмов, С.А. Комплексные способы повышения физико-механических свойств древесно-стружечных плит / С.А Угрюмов, А.А. Федотов, А.В. Осетров // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2015. – № 1(25). – С. 34–44.

4.   Угрюмов, С.А. Фурановые смолы в производстве клееных древесных материалов / С.А. Угрюмов. – Кострома: КГТУ, 2012. – 142 с.

5.   Оробченко, Е.В. Фурановые смолы / Е.В. Оробченко, Н.Ю. Прянишникова. – Киев: Издательство технической литературы, 1963. – 166 с.

6.   Маматов, Ю.М. Полимерные материалы на основе фурановых смол и их применение / Ю.М. Маматов. − М.: Химия, 1975. – 89 с.

7.   Берштейн, В.А. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров / В.А. Берштейн, В.М. Егоров. – Л.: Химия. 1990. – 256 с.

8.   Чуднов, И.В. Особенности исследования свойств гибридных полимерных связующих методом дифференциально-сканирующей калориметрии / И.В. Чуднов, Э.Ш. Ахметова, Г.В. Малышева // Материаловедение. – 2013. – № 5. –С. 22–25.

9.   Кудрявцев, А.А. Составление химических уравнений / А.А. Кудрявцев. – М.: Просвещение, 1968. – 359 с.

10.   Малышева, Г.В. Физическая химия адгезивных материалов / Г.В. Малышева // Материаловедение. – 2005. – № 6. – С. 38–40.

11.   Берчфилд, Г.П. Газовая хроматография в биохимии / Г.П. Берчфилд, Е.Е. Сторрс. – М.: Мир, 1964. – 620 с.

THE ASSESSMENT OF PROPERTIES OF FURAN OLIGOMERS AND WOOD-BASED PANELS BASED ON THEM

Ugryumov S.A., Prof. KSTU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Smirnov D.A., KSTU(1)

ugr-s@yandex.ru, mtd@kstu.edu.ru
(1) FGBOU VO Kostroma state university of technology , 156005, Kostroma, Dzerzhinsky str., 17, KSTU

The article presents the comparative results of experimental evaluation of properties of furan oligomer (furfuralcohol monomer FA) and phenol-formaldehyde resin, as well as chipboards based on them. By the method of differential scanning the calorimetry energy of activation of a CFG-3014 phenol-formaldehyde resin and that of the adhesive composition on the basis of the furfuralcohol monomer (FA) in the mixture with the hardener (n-toluensulfonate) have been determined. It is found that the adhesive composition on the basis of the furfuralcohol monomer FA has lower values of activation energy due to the presence of hardener n-base, which provides fast curing. The study of curing kinetics showed that a phenol-formaldehyde resin, when heated, has a maximum heat effect, an adhesive composition based on a furfuralcohol monomer FA has a much less heat effect, which indicates the higher rate of reaction in the curing process, that is, the adhesive composition on the basis of the furfuralcohol monomer FA is cured more quickly and completely, which improves physical and mechanical properties of particleboards made on its basis. To confirm this conclusion the paper estimates the comparative properties of wood boards produced on the basis of CFG -3014 phenol-formaldehyde oligomer and those produced with the FA furfuralcohol monomer. The results showed that the boards produced with furan oligomers have higher strength and water resistance. Thus, the use of furan oligomers, for example, a FA furfuralcohol monomer, allows to produce particleboards with higher durability and resistance which makes it possible to apply them effectively in civil engineering  and other industrial areas under conditions of variable temperatures and high humidity.

Keywords: wood chipboard, phenol-oligomer, furan oligomer, chemical composition, differential scanning colorimetry, the cure, physical-mechanical properties.

References

1.   Kondrat’ev V.P., Kondrashenko V.I. Sinteticheskie klei dlya drevesnykh materialov [Synthetic adhesives for wood materials]. Moscow, Scientific world, 2004. 520 p.

2.   Azarov V.I. Polimery v proizvodstve drevesnykh materialov [Polymers in the production of wood-based materials]. Moscow: MSFU, 2006. 236 p.

3.   Ugryumov S.A., Fedotov A.A., Osetrov A.V. Kompleksnye sposoby povysheniya fiziko-mekhanicheskikh svoystv drevesno-struzhechnykh plit [Complex methods of increasing the physico-mechanical properties of chipboard].Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga state technological University. Series: Forest. Ecology. Management], 2015, №. 1 (25), pp. 34-44 (in Russian).

4.   Ugryumov S.A. Furanovye smoly v proizvodstve kleenykh drevesnykh materialov [Furan resins in the manufacture of laminated wood materials]. Kostroma: KGTU, 2012, 142 p.

5.   Orobchenko E.V., Pryanishnikova N.Yu. Furanovye smoly [Furan no-bake resin]. Kiev: Publishing house of technical literature, 1963, 166 p.

6.   Mamatov Yu.M. Polimernye materialy na osnove furanovykh smol i ikh primenenie [Polymeric materials based on furan resins and their applications]. Moscow: Chemistry, 1975, 89 p.

7.   Bershteyn V.A., Egorov V.M. Differentsial’naya skaniruyushchaya kalorimetriya v fizikokhimii polimerov [Differential scanning calorimetry in the physical chemistry of polymers]. Leningrad: Chemistry, 1990, 256 p.

8.   Chudnov I.V., Akhmetov E.S., Malysheva G.V. Osobennosti issledovaniya svoystv gibridnykh polimernykh svyazuyushchikh metodom differentsial’no-skaniruyushchey kalorimetrii [Features of the study properties hybrid polymer binder by the method of differential scanning calorimetry]. Materialovedenie [Materials Science], 2013. № 5. pp. 22-25 (in Russian).

9.   Kudryavtsev A.A. Sostavlenie khimicheskikh uravneniy [Compilation of chemical equations]. Moscow: Education, 1968, 359 p.

10.   Malysheva G.V. Fizicheskaya khimiya adgezivnykh materialov [Physical chemistry of adhesive materials]. Materialovedenie [Materials Science], 2005, № 6. pp.38-40 (in Russian).

11. Berchfild G.P., Storrs E.E. Gazovaya khromatografiya v biokhimii [Gas chromatography in biochemistry], Moscow: Mir, 1964, 620 p.

 

10

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ДРЕВЕСИНЫ НА КОРНЮ

48-51

В.И. ФЕДЮКОВ, проф., ПГТУ, д-р. техн. наук(1),
Е.Ю. САЛДАЕВА, доц., ПГТУ (1),
Е.М. ЦВЕТКОВА, асп., ст. преподаватель, ПГТУ (1)

fiv48@mail.ru, saldaevaey@volgatech.net, tsvetkovaem@volgatech.net
(1) ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет
Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина д. 3

Рассмотрена актуальная для лесной отрасли проблема лесовыращивания с прогнозируемым техническим качеством древесины, включающем высокие физико-механические свойства. В работе предложен алгоритм комплексных исследований биофизических и акустических исследований древесины в стволовой части дерева, кроне и сеянцах с целью установления  критериев  прогнозирования технического качества привойного и посадочного материала, который разделен на два больших этапа: полевые и лабораторные исследования. Подробно изложены основные этапы исследований, выполняемые операции и приемы, а также предложены технические средства для реализации данных работ. В качестве критериев оценки используются макроструктурные показатели (средняя ширина годичного кольца, процент поздней древесины, количество годичных колец), прочность, динамический модуль упругости, низшая собственная частота колебаний образца консольного крепления. На основе теоретического исследования и анализа объективных методов и средств диагностики предложены новое устройство Резонанс-4 для неразрушающей  ранней диагностики технического качества подроста, позволяющие оптимизировать процесс определения свойств древесиныазработано новое устройство УНДПС-1 для неразрушающей  диагностики физико-механических свойств древесины по величине сопротивления сверлению, непосредственно в лесных условиях  без рубки дерева с одновременным извлечением керна для дальнейших исследований. Устройства выполнены на базе аккредитованной на техническую компетентность в системе ГОСТ Р лаборатории квалиметрии резонансной древесины Поволжского государственного технологического университета. Предложенный метод позволяет с наименьшими трудовыми и материальными затратами произвести предварительную техническую паспортизацию древостоя без рубки модельных деревьев, их трелевки, перевозки, распиловки на доски и изготовления из них стандартных образцов.

Ключевые слова: техническое качество древесины, физико-механические свойства, комплексные исследования, неразрушающая диагностика, критерии оценки.

Библиографический список

1.   Федюков, В.И. Стандартизация резонансной древесины: необходимо совершенствование/ В.И. Федюков, Е.Ю. Салдаева, Е.М. Цветкова // Стандарты и качество. – 2014. – № 4 – С. 54–57.

2.   Федюков, В.И. Состояние и перспектива ранней диагностики технических свойств подроста и молодняков / В.И. Федюков // Лесное хозяйство. – 2013. – № 1. – С. 18–20.

3.   Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: Учебник для лесотехн. вузов 3–е издание, перераб. и доп. / Б.Н. Уголев. – М.: МГУЛ, 2001. – 340 c.

4.   Федюков, В.И. Ранняя диагностика технического качества подроста как важный элемент интенсификации лесопользования в России / В.И. Федюков, Е.Ю. Салдаева, Е.М. Цветкова // Лесной журнал. – 2012. – № 6. – С. 16–23.

5.   Шарапов, Е.С. Результаты экспериментальных исследований свойств древесины круглых лесоматериалов по радиусу ствола / Е.С. Шарапов, А.С. Торопов, В.Ю. Чернов // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2012. – №2. – С. 162–167.

6.   Yoshihara, H. Off–axis Young’s modulus and off– axis shear modulus of wood measured by flexural vibration tests. Yoshihara H, Holzforschung.2012.66,№2. – p.207–213.

7.   Салдаева, Е.Ю. Теоретическое обоснование способа оценки резонансных свойств древесины в раннем возрасте на корню / Е.Ю. Салдаева, Э.А. Анисимов, Е.М. Цветкова // Фундаментальные исследования. – 2015. – №4. – С. 135–139.

8.   Салдаева, Е.Ю, Предварительное диагностирование прочностных свойств древесины по показателю динамического модуля упругости вибрационным способом» / Е.Ю. Салдаева, Е.М. Цветкова // Вестник ПГТУ. Сер.: «Лес. Экономика. Природопользование». – 2014. – №2. – С. 53–63.

9.   Pavlovcs, Gunars. Relationship between the anatomical structure elements and physical properties in the trunk transverse and longitudinal direction for wood of Norway spruce growing in Latvia. Pavlovcs Gunars, Dolacis Janis, Antons Andis, Cirule Dace. Ann.Warsaw Univ.Life Sci.Forest. and Wood Technol.2010№72, p. 124–128.

10.   Пат. 2439561 РФ. МПК А 01 G 33/46. Способ ранней диагностики резонансных свойств древесины /Федюков В.И., Салдаева Е.Ю; заявитель и патентообладатель Марийский государственный технологический университет.–№2009111148:заяв. 26.03.09; опубл. 10.01.12 Бюл. №1– 5с.

INTEGRATED ASSESSMENT OF THE TECHNICAL QUALITY OF STANDING WOOD

Fedyukov V.I., Prof. VSUT, Dr. Sci. (Tech.)(1); Saldayeva E.Yu., Assoc. Prof. VSUT(1); Tsvetkova E.M., Senior Teacher VSUT(1)

fiv48@mail.ru, saldaevaey@volgatech.net, tsvetkovaem@volgatech.net
(1) Volga State University of Technology Russian Federation, the Republic of Mari El, Yoshkar-Ola, pl. Lenina 3

The article deals with a relevant for the forest sector problem of growing forests with predictable technical wood quality, i.e., with high physical and mechanical properties. In this paper we propose an integrated algorithm of biophysical and acoustic studies of wood in the stem area of a tree crown and that of seedlings to establish criteria for predicting the technical quality of graft material and planting material; the research has been divided into two major stages: field and laboratory studies. The main stages of the research, i.e., operations and techniques, have been described in detail and certain  technical means to carry out this work have also been  proposed. The  macro-structural indicators (the average growth ring width, the percentage of late wood, the density of annual rings), strength, dynamic modulus of elasticity, the lower natural frequency of a sample have been used as the evaluation criteria. On the basis of theoretical research and objective analysis of methods and means of diagnostics a new device Resonance-4 for non-destructive early diagnosis of the technical quality of undergrowth has been proposed to optimize the process of determining the wood properties. A new device UNDPS-1 has been developed to carry out non-destructive diagnostics of physical and mechanical wood properties by  measuring  the resistance to drilling, directly in the forest without felling a tree with simultaneous extraction of the core for further research. The device is made on the basis of accredited for technical competence in the GOST R system of the laboratory of Qualimetry resonant wood at Volga state technological University. The proposed method allows to produce advanced technical certification of forest without felling model trees, logging, transportation, sawing boards and making them standard samples with the lowest labor and material costs.

Keywords: technical quality of  wood; physical and mechanical properties; complex research, non-invasive diagnostics; evaluation criteria.

References

1.   Fedyukov V.I., Saldaeva E.Yu, Tsvetkova E.M. Standartizatsiya rezonansnoy drevesiny: neobkhodimo sovershenstvovanie [Standardization resonant wood: should be improved]. Standarty i kachestvo. [Standards and quality]. 2014. № 4. pp. 54-57.

2.   Fedyukov V.I. Sostoyanie i perspektiva ranney diagnostiki tehnicheskih svoystv podrosta i molodnyakov [Status and prospects of early diagnosis of technical properties of yuvenile and saplings]. Lesnoe hozyaystvo [Forestry].2013. № 1. pp. 18-20.

3.   Ugolev B.N. Drevesinovedenie s osnovami lesnogo tovarovedeniya [Wood–forest with the basics of merchandising]. Moscow: MGUL, 2001. pp. 340.

4.   Fedyukov V.I, Saldaeva E.Yu., Cvetkova E.M. Rannyaya diagnostika tehnicheskogo kachestva podrosta kak vazhnyy yelement intensifikacii lesopol’zovaniya v Rossii [Early diagnosis of the technical quality of regrowth as an important element of the intensification of forest management in Russia]. Lesnoy zhurnal [Forest Magazine]. 2012. № 6. рp. 16-23.

5.   Sharapov E.S., Toropov A.S., Chernov V.Yu. Rezul’taty yeksperimental’nyh issledovaniy svoystv drevesiny kruglyh lesomaterialov po radiusu stvola [The results of experimental studies of the properties of wood round timber at the radius of the barrel]. Moscow State Forest University bulletin – Lesnoy vestnik. 2012. № 2. pp. 162-167.

6.   Yoshihara H. Off–axis Young’s modulus and off– axis shear modulus of wood measured by flexural vibration tests. Yoshihara H, Holzforschung.2012. 66, №2. pp.207-213.

7.   Saldaeva E.Yu., Anisimov Ye.A., Cvetkova E.M. Teoreticheskoe obosnovanie sposoba ocenki rezonansnyh svoystv drevesiny v rannem vozraste na kornyu [Theoretical substantiation of a method for evaluating the resonance properties of wood at a young age on the vine]. Fundamental’nye issledovaniya [Basic research]. 2015. № 4. pp. 135-139.

8.   Saldaeva E.Yu, Cvetkova E.M. Predvaritel’noe diagnostirovanie prochnostnyh svoystv drevesiny po pokazatelyu dinamicheskogo modulya uprugosti vibracionnym sposobom [A preliminary diagnosis of the strength properties of wood in terms of dynamic elastic modulus of the vibration method]. Vestnik PGTU «Les. Yekonomika. Prirodopol’zovanie» [PSTU Bulletin «Les. Economy. Nature»] 2014. № 2. pp. 53-63.

9.   Pavlovcs Gunars. Relationship between the anatomical structure elements and physical properties in the trunk transverse and longitudinal direction for wood of Norway spruce growing in Latvia. Pavlovcs Gunars, Dolacis Yanis, Antons Andis, Cirule Dace. Ann. Warsaw Univ.Life Sci.Forest. and Wood Technol. 2010. №72, pp. 124-128.

10. Fedyukov V.I., Saldaeva E.Yu. Sposob ranney diagnostiki rezonansnyh svoystv drevesiny [The method early detection of the resonant properties of the wood]. Patent RF, № 2439561, 2012.

 

11

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ТОНКИМИ БУРОВЫМИ СВЕРЛАМИ

52-59

Е.С. ШАРАПОВ, доц., ПГТУ, канд. техн. наук(1),
В.Ю. ЧЕРНОВ, доц., ПГТУ, канд. техн. наук(1),
Е.В. СМИРНОВА, асп. ПГТУ(1)

sharapoves@volgatech.net, chernov.vas7936@yandex.ru, smirnovaev@volgatech.net
(1) Поволжский государственный технологический университет, 
424000, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, Российская Федерация, пл. Ленина д. 3

Одним из перспективных методов определения свойств древесины является метод, основанный на измерении усилия сопротивления древесины и древесных материалов просверливанию. При проектировании новых устройств для исследования свойств древесины сверлением, а также повышения точности измерений, достоверности получаемых результатов и износостойкости режущего инструмента первоначально необходимо остановиться на выборе рациональных скоростных характеристик, а процесс сверления следует рассматривать в кинематике. В работе представлены основные геометрические параметры используемых тонких буровых сверл, формулы определения угла движения при сверлении древесины. Основным критерием при выборе режимов процесса сверления древесины тонкими буровыми сверлами является положительный задний кинематический угол резания, который зависит от конструкции режущего инструмента, скоростей главного движения и подачи. В результате исследований получена математическая модель взаимосвязи скорости вращения тонкого бурового сверла, скорости подачи и расстояния от оси вращения сверла до точки на лезвии резцов с величиной кинематического заднего угла резания. С целью повышения точности измерений свойств древесины при использовании мобильного устройства для диагностики состояния древесины и древесных материалов сверлением, а также при увеличении скоростей подачи тонкого бурового сверла следует увеличить величину заднего контурного угла резания резцов до 20–30°. В работе также даны рекомендации по изменению конструкции тонкого бурового сверла для обеспечения высокой точности измерения свойств древесины сверлением с увеличением скорости подачи режущего инструмента.

Ключевые слова: неразрушающий контроль качества древесины, измерение сопротивления сверлению, углы резания, центровое сверло, резистограф; ResistYX.

Библиографический список

1.   Любченко, В.И. Резание древесины и древесных материалов: учебное пособие для вузов / В.И. Любченко. – М.: Лесная пром-сть, 1986. – 296 с.

2.   Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесная пром-сть, 1976. – 160 с.

3.   Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: учебник для лесотехнических вузов / Б.Н. Уголев. – М.: МГУЛ, 2001. – 340 с.

4.   Шарапов, Е.С. Исследование процесса сверления древесины с использованием устройства сбора данных NI USB 6008 / Е.С. Шарапов, В.Ю. Чернов // Изв. вузов. Лесн. журн. – 2012. – № 6. – С. 96–100.

5. Шарапов, Е.С. Обоснование конструкции устройства для исследования свойств древесины сверлением / Е.С. Шарапов, В.Ю. Чернов // Известия СПбГЛТА. – 2011. – № 195. – С. 134–142.

6.   Шарапов, Е.С. Результаты экспериментальных исследований свойств древесины круглых лесоматериалов по радиусу ствола / Е.С. Шарапов, А.С. Торопов, В.Ю. Чернов // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2012. – №2. – С. 162–167.

7. Mattheck, C. VTA – Visual tree defect assessment / С. Mattheck, К. Betghe // Proc. 9th Int. Mett. Non-destructive testing, Madison, September 1993.

8. Rinn, F. Ein neues verfahren zur direkten messing der holzdichte bei Laub– und Nadelhцlzern / F. Rinn, B. Becker, B. Kromer // Dendrochronologia. 1990. № 7 P. 159-168.

9. Rinn F., Schweingruber F.H., Schar E. Resistograph and X-ray density charts of wood comparative evaluation of drill resistance profiles and X-ray density charts of different wood species. Holzforschung. 1996. 50 (4), pp. 303-311.

10. Rinn, F. Resistographic visualization of tree-ring density variations / F. Rinn // Tree Rings, Environment and Humanity, Radiocarbon. 1996. P. 871-878.

11.   Wang X., Wiedenbeck J., Ross R.J., Forsman J.W., Erickson J.R., Pilon C., Brashaw B.K. Nondestructive evaluation of incipient decay in hardwood logs. Gen. Tech. Rep. FPL-GTR-162. Madison. WI: U.S. Department of Agriculture. Forest Service. Forest Products Laboratory. 2005. 11p.

KINEMATICS OF DRILLING PROCESS IN WOOD DRILLING RESISTANCE MEASUREMENTS

Sharapov E.S., Assoc. Prof. VSUT, Ph.D. (Tech.)(1); Chernov V.Y., Assoc. Prof. VSUT, Ph.D. (Tech.)(1); Smirnova E.V., pg. VSUT(1)

sharapoves@volgatech.net, chernov.vas7936@yandex.ru, smirnovaev@volgatech.net 
(1)
 Volga State University of Technology, 3 Lenin sq., Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, Russian Federation, 424000

One of the promising methods to determine both wood and wood-based material properties is a method based on measuring the drilling resistance. When designing new devices to study wood properties by drilling, as well as, to improve the measurement accuracy, the results reliability and the durability of a drilling tool,  it is necessary , first of all, to focus on the rational choice of speed characteristics, and the drilling process should be considered through the kinematics. The paper presents some results of the basic geometrical parameters of boring drill bits used and the equation model to determine the movement angle during the drilling process. The main criterion to choose a mode of drilling process with boring drill bits is a positive clearance angle in kinematic, which depends on the design of the drill bit cutting head, cutting speed and feed rate. As a result of this research, we got a regression model of interaction between rotation speed of a drill bit, a feed rate and the distance from the axis of rotation of the drill bit to the point on the cutting edge with the clearance angle in kinematic. In order to improve the accuracy of wood properties’ measurements with the use of the mobile device for wood and wood-based materials properties’ evaluation by drilling, as well as by increasing the feed rates of the boring drill bits it is necessary to increase the clearance angle in static up to 20-30 degrees. Also, it can be recommended to change the design of a drill bit cutting head to achieve higher accuracy of wood properties’ measurements by using conic sharpening of the cutting edges.

Keywords: non-destructive wood properties’ evaluation; drilling resistance; cutting angles; spade-type drill bit Resistograph; ResistYX.

References

1.   Lyubchenko V.I. Rezanie drevesiny i drevesnyh materialov [Wood and wood materials cutting]. Moscow, 1986. 296 p.

2.   Poluboyarinov O.I. Plotnost’ drevesiny [Wood density]. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1976. 160 p.

3.   Ugolev B.N. Drevesinovedenie s osnovami lesnogo tovarovedeniya: Uchebnik dlya lesotehnicheskih vuzov [The wood science with the basics timber merchandising]. Moscow, MGUL Publ., 2001. 340 p.

4.   Sharapov E.S., Chernov V.Y. Issledovanie processa sverleniya drevesiny s ispol’zovaniem ustroystva sbora dannyh NI USB 6008 [The research of wood drill process with using a data acquisition device NI USB 6008]. Izv. vuzov.Lesn. Zhurn [Bulletin of higher educational institutions. Lesnoy zhurnal], 2012, №. 6, pp. 96-100.

5.   Sharapov E.S., Chernov V.Y. Obosnovanie konstruktsii ustroystva dlya issledovaniya svoystv drevesiny sverleniem [Design of the drilling device for the wood properties researches substantiation]. Izvestiya SPbGLTA, 2011, №.195, pp. 134-142.

6.   Sharapov E.S., Toropov A.S., Chernov V.Y. Rezul’taty eksperimental’nykh issledovaniy svoystv drevesiny kruglykh lesomaterialov po radiusu stvola [Experimental researches results of wood properties along the round logs radius]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik, 2012, №. 2, pp. 162–167.

7.   Mattheck C., Betghe K. VTA – Visual tree defect assessment. Proc. 9-th Int. Mett. non-destructive testing. Madison. September 1993.

8.   Rinn F. et al. Ein neues Verfahren zur direkten Messung der Holzdichte bei Laub– und Nadelhцlzern, dendrochronologia 7-1989. pp. 159-169.

9.   Rinn F., Schweingruber F.H., Schar E. Resistograph and X-ray density charts of wood comparative evaluation of drill resistance profiles and X-ray density charts of different wood species. Holzforschung. 1996. 50 (4), pp. 303-311.

10. Rinn F. Resistographic visualization of tree-ring density variations. Tree Rings. Environment and Humanity. Radiocarbon. 1996. pp. 871-878.

11. Wang X., Wiedenbeck Y., Ross R.Y., Forsman Y.W., Erickson Y.R., Pilon C., Brashaw B.K. Nondestructive evaluation of incipient decay in hardwood logs. Gen. Tech. Rep. FPL-GTR-162. Madison. WI: U.S. Department of Agriculture. Forest Service. Forest Products Laboratory. 2005. 11 p.

 

12

ВЛИЯНИЕ ПОРОДЫ ДРЕВЕСИНЫ НА КАЧЕСТВО АКУСТИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ

60-63

С.В. ШЛЫЧКОВ, доц. ПГТУ, канд. техн. наук(1)

shlychkovsv@volgatech.net
(1) Поволжский государственный технологический университет, 
424000, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, Российская Федерация, пл. Ленина д. 3

В работе рассматриваются тонкостенные конструкции из древесины. В случае их использования для корректировки звуковых полей они называются акустическими панелями. Считается, что для эффективной корректировки акустических параметров помещений необходимо создание такой конструкции, которая имела бы максимально плотный спектр до граничной частоты. На этой частоте длина изгибной волны становится равной длине звуковой волны, перпендикулярно падающей на панель. Происходит волновое совпадение, при котором интенсивность изгибных колебаний резко увеличивается. Начиная с этой частоты происходит эффективное звукоизлучение от самой панели, что может негативно повлиять на акустику помещений. С целью анализа динамических свойств акустических панелей разработана расчетная модель на базе метода конечных элементов. Для дискретизации пластины используются шестиузловые оболочечные конечные элементы с шестью степенями свободы в узле. Данный конечный элемент способен достаточно корректно учитывать анизотропию физико-механических свойств древесины. Задача на собственные значения решается методом итераций в подпространстве собственных векторов. Исследуется акустическая панель, изготовленная из дощечек древесины, склеенных между собой вдоль волокон. Доски уложены вдоль короткой стороны. Для описания упругих свойств древесины используется модель ортотропного тела. Рассмотрены четыре конструктивных варианта, собранных из пяти одинаковых дощечек древесины ели, сосны, березы и дуба. Варьируя физико-механические свойства древесины в зависимости от ее породы,  получаем разные спектры колебаний. Анализ полученных результатов позволяет отметить, что панель, изготовленная из древесины дуба, содержит в два раза больше собственных частот в диапазоне до граничной частоты. Следовательно, данная панель будет более эффективна в качестве звукопоглощающей конструкции.

Ключевые слова: акустическая панель, спектр колебаний, граничная частота, конечный элемент.

Библиографический список

1.   Борьба с шумом на производстве. Справочник / Е.Я. Юдин и др. – М.: Машиностроение, 1985. – 400 с.

2.   Колесников, А.Е. Шум и вибрация: Учебник / А.Е. Колесников. – Л.: Судостроение, 1988. – 248 с.

3.   Звукоизоляция и звукопоглощение: Учеб. Пособие для студентов вузов / Л. Г. Осипов и др. – М.: ООО Изд–во АСТ , 2004. – 450 с.

4.   Рейхардт, В. Акустика общественных зданий / В. Рейхардт. – М.: Стройиздат, 1984. – 200 с.

5.   Акустика: Справочник / А.П. Ефимов и др. – М.: Радио и связь, 1989. – 336 с.

6.   Куликов, Ю.А. Механические колебания дек музыкальных инструментов: Научное издание / Ю.А. Куликов, С.В. Шлычков. – Йошкар–Ола: МарГТУ, 2006. – 188 с.

7.   Шлычков, С.В. Исследование динамических процессов в задачах сопряженного типа / С.В. Шлычков // Ansys Advantage. Русская Редакция. – 2011. – № 2. – Вып. 16. – С. 43–49.

8.   Шлычков, С.В. Исследование динамических свойств связанных систем / С.В. Шлычков // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4. – Ч. 4. – С. 1873–1875.

9.   Шлычков, С.В. Исследование резонансных свойств акустических панелей / С.В. Шлычков // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6; URL: www.science–education.ru/113–11560

10.   Ашкенази, Е.К. Анизотропия конструкционных материалов / Е.К. Ашкенази, Э.В. Ганов. – Л.: Машиностроение, 1980. – 247 с.

THE DEPENDENCE OF THE ACOUSTIC PANEL QUALITY ON WOOD

Shlychkov S.V., Assoc. Prof. VSUT, Ph.D. (Tech.)(1)

shlychkovsv@volgatech.net
(1) Volga State University of Technology, 3 Lenin sq., Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, Russian Federation, 424000

In this work the thin-walled structures made of wood are studieds. If they are used to adjust acoustic fields, they are called acoustic panels. It is believed that to provide the efficient adjustment of acoustic parameters of premises it is necessary to create such designs that would have the thickest acoustic spectrum up to the limit frequency. Within this frequency the flexural wave length becomes equal to the length of  sound waves, perpendicular to the incident on the Panel.The wave convergence occurs  and this makes the intensity of flexural vibrations increase sharply. Starting with this frequency, the effective sound emission occurs from the Panel that can adversely affect the acoustics of the space. To analyze the dynamic properties of acoustic panels the design model based on the finite element method has been developed. To discrete the plate, the six-node shell finite elements with six degrees of freedom per node have been used. The finite element is capable of correctly enough taking into account the anisotropy of physical and mechanical properties of wood. The task of the eigenvalues is solved using the method of iteration subspace eigenvectors. The acoustic Panel made of wood slats, which are glued along fibres, has been studied. Boards are stacked along the shortest side. To describe the elastic properties of wood, the  orthotropic body model has been used. There are four constructive variants under consideration which are made from five identical plates of spruce, pine, birch and oak wood. By varying the physical and mechanical properties of wood, depending on its species, one can  get different spectra. The analysis of the obtained results allows to note that the Panel made of oak wood contains twice as many as the eigenfrequencies within the range of the limit frequency. Therefore, this Panel will be more effective as a sound absorbing board.

Keywords: acoustic panel, spectrum of the vibrations, limit frequency, the finite element.

References

1.   Yudin E.Ya. [i dr.] Bor’ba s shumom na proizvodstve [The fight against noise in the workplace]. Moscow: Mashinostroenie [Engineering], 1985. 400 p.

2.   Kolesnikov, A.E. Shum i vibratsiya [Noise and vibration]. Leningrad: Sudostroenie [Shipbuilding], 1988. 248 p.

3.   Osipov L.G. [i dr.] Zvukoizolyatsiya i zvukopogloshchenie [Sound insulation and sound absorption]. Moscow: AST [Publishing House Ltd. AST], 2004. 450 p.

4. Reykhardt V. Akustika obshchestvennykh zdaniy [Acoustics of public buildings]. Moscow: Stroyizdat, 1984. 200 p.

5.   Efimov A.P. [i dr.] Akustika [Acoustics]. Moscow: Radio i svyaz’ [Radio and Communications], 1989. 336 p.

6.   Kulikov Yu.A., Shlychkov S.V. Mekhanicheskie kolebaniya dek muzykal’nykh instrumentov [Mechanical vibrations of musical instruments]. Yoshkar-Ola: MarGTU, 2006. 188 p.

7.   Shlychkov S.V. Issledovanie dinamicheskikh protsessov v zadachakh sopryazhennogo tipa [The study of dynamic processes in problems such as conjugated]. Ansys Advantage. Russkaya Redaktsiya. 2011, № 2, V. 16. pp. 43-49.

8.   Shlychkov S.V. Issledovanie dinamicheskikh svoystv svyazannykh system [A study of the dynamic properties of related systems]. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo [Bulletin of the Nizhny Novgorod University. N.I. Lobachevsky]. 2011, № 4, P. 4. pp. 1873-1875.

9.   Shlychkov S.V. Issledovanie rezonansnykh svoystv akusticheskikh paneley [Investigation of Resonance Characteristics of acoustic panels]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2013. № 6; URL: www.science–education.ru/113–11560

10.   Ashkenazi E.K., Ganov E.V. Anizotropiya konstruktsionnykh materialov [Anisotropy of construction materials]. Leningrad: Mashinostroenie [Engineering], 1980. 247 p.

 

13

ДРЕВЕСНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА НЕОРГАНИЧЕСКОМ СВЯЗУЮЩЕМ

64-68

А.Н. ОБЛИВИН, проф. МГУЛ, д-р техн. наук(1),
М.В. ЛОПАТНИКОВ, доц. МГУЛ, канд. техн. наук(1),
С.М. ТАРАСОВ, доц. МГУЛ, канд. техн. наук(1)

lopatnikov@mgul.ac.ru
(1) ФГБОУ ВО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул.1-я Институтская, д. 1, МГУЛ.

При решении задач, связанных с получением экологически чистых древесных композиционных материалов, возникает вопрос о возможности замены синтетического органического полимера как основного связующего компонента композита на более экологически чистые аналоги. Как частный случай авторы рассматривают возможность замены применяемых в производстве древесных композиционных материалов карбамидоформальдегидных смол на неорганическое связующее в виде жидкого стекла. Авторы отмечают, что при замене в технологии производства древесных композитов на основе синтетического органического полимера только на жидкое стекло, используемое в качестве связующего, не удается получить древесные композиционные материалы, обладающие достаточной влагостойкостью и предлагают использовать в качестве связующего жидкое стекло на натриевой основе, а в качестве отвердителя жидкого стекла – полиоксиалюминат натрия, который значительно повышает связующую способность жидкого стекла и устраняет многие его недостатки, что является достаточно обоснованным технологическим решением поставленной задачи. Приведенный в работе поход к получению древесных композиционных материалов на неорганическом связующем позволяет разработать математическую модель, описывающую изменение его свойств в процессе изготовления.

Ключевые слова: древесные композиционные материалы, карбамидоформальдегидная смола, неорганическое связующее, жидкое стекло, полиоксиалюминат натрия.

Библиографический список / References

1.   Обливин, А.Н. Длительная прочность композиционных материалов / Обливин, А.Н., Лопатников М.В. // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2012. – № 7 – С. 19–25.

      Oblivin A.N., Lopatnikov M.V. Dlitelnaya prochnost kompozitionnih materialov [Long-term strength of composite materials]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik, 2012, № 7. pp 19-25.

2.   Вьюнков, С.Н. Технология древесных плит с использованием связующего на основе жидкого стекла: дис. ... канд. техн. наук. – С-Пб., 1999. – 109 с.

      Vyunkov S.N. Technologiya drevesnih plit c ispolzovaniem svyazuyushego na osnove zhidkogo stekla: dis. ... kand. tehn. nauk [The technology of wood-based panels with a binder based on water glass. Dis. ... kand. tehn. nauk]. S-Pb., 1999. 109 pp.

3.   Тарасов, С.М. Полиоксихлорид алюминия в технологии целлюлозных композиционных материалов: дис. ... канд. техн. наук. Moscow: МГУЛ, 2004. – 163 с.

      Tarasov S.M. Polioksikhlorid alyuminiya v tekhnologii tsellyuloznykh kompozitsionnykh materialov: dis. ... kand. tekhn. nauk [Polyoxychloride of aluminium in technology of cellulose-content composite materials: Dis. ... kand. tehn. sci]. Moscow: MSFU, 2004. 163 pp.

4.   Non-organic/polymer fiber composite and method of making same: United States Patent 5091252, 1992. –10 р.

5.   Inorganic Polymers: © 2010 The Gale Group, Inc. All rights reserved. – 2 р.

6.   Multifunctional Silver Nanoparticles-Decorated Silica Functionalized with Retinoic Acid with Anti-Proliferative and Antimicrobial Properties / Madalina Tudose and other // Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. – 2016. – рр. 1–10.

7.   Investigation of Characterization and Mechanical Performances of Al2O3 and SiC Reinforced PA6 Hybrid Composites / S. Sathees Kumar, G. Kanagaraj // Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. – July 2016, Volume 26, Issue 4, pp 788-798.

8.   Synthesis of an Organic–Inorganic Alq3-Based Hybrid Material by Sol–Gel Method / Sina Modiri and other / Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. – July 2015, Volume 25 , Issue 4, pp 680-686.

9.   Synthesis of Multifunctional Silica Composites Encapsulating a Mixture Layer of Quantum Dots and Magnetic Nanoparticles / Wooyoung Park and other // Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. –January 2014, Volume 24, Issue 1, pp 78-86.

10.   Synthesis and Characterization of Copper(II)–Cysteine/SiO2–Al2O3 as an Efficient and Reusable Heterogeneous Catalyst for the Oxidation of Aromatic Alcohols / Farzad Zamani, Elham Izadi // Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. –November 2013, Volume 23, Issue 6, pp 1501-1510.

WOOD COMPOSITE MATERIALS OF INORGANIC BINDERS

Oblivin A.N., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Lopatnikov M.V., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.) (1); Tarasov S.M., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.) (1)

lopatnikov@mgul.ac.ru
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

When solving problems related to obtaining eco-friendly wood composite materials, there  arises a question about the possibility of replacing synthetic organic polymer used as a binder composite component with more environmentally-friendly counterparts. As a special case the authors consider the possibility of replacing urea-formaldehyde resins, used in the production of wood composite materials, with the inorganic binder in the form of liquid glass. The authors note that, when the synthetic organic polymer used in the wood composites production technology is replaced only with liquid glass applied as a binder, it is not possible to obtain wood composite materials with a sufficient moisture resistance; thus, they  suggest  using liquid sodium glass as a binder and poly-oxy sodium alluminate as a hardener of liquid glass, which significantly enhances the binding ability of liquid glass and eliminates many of its shortcomings; so, it becomes quite a reasonable technological solution of the problem. The approach to producing the wood composite materials with inorganic binders, considered in this article, allows us to develop a mathematical model describing the change of its properties during the manufacturing process.

Keywords: wood composite materials, urea-formaldehyde resin, an inorganic binder, liquid glass, poly-oxy sodium aluminate.

 

14

МЕЖОТРАСЛЕВАЯ ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА УСКОРЕННОГО ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЛЕСА С ВЫВОДОМ ИХ НА ЛИДИРУЮЩИЕ ПОЗИЦИИ В МИРЕ И ГИГАПРОЕКТ АЭРОКОСМОС-ЛЕС

69-80

В.Г. САНАЕВ, проф. МГУЛ, д-р. техн. наук(1),
И.М. СТЕПАНОВ, проф. МГУЛ, д-р. техн. наук(1),
В.И. ЗАПРУДНОВ, проф. МГУЛ, д-р. техн. наук(1),
М.С. УСАЧЕВ, доц. МГУЛ, канд. техн. наук(1),
П.А. ТАРАСЕНКО, доц. МГУЛ, канд. техн. наук(1),
А.А. МАЛАШИН, проф. МГУЛ, д-р. физ.-мат. наук(1),
П.В. НЕФЕДОВ, МГУЛ(1),
Т.В. КОЛЕСНИК, МГУЛ(1)

stepanim@mail.ru
(1) ФГБОУ ВО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул.1-я Институтская, д. 1, МГУЛ.

Показана необходимость и рассмотрены пути ускоренного инновационного развития технологий аэрокосмического мониторинга леса средствами российской космической системы ДЗЗ. Поставлена цель вывести эти технологии на лидирующие позиции в мире. Показано, что для достижения заявленной цели необходимо решить большой комплекс задач. В решении задач будут участвовать организации, представляющие различные отрасли (организации Роскосмоса и Рослесхоза, институты РАН, вузы). Для консолидации сил и ресурсов нескольких отраслей, для лучшей координации работ необходима Межотраслевая целевая программа. Полный комплект документов Межотраслевой целевой программы «Ускоренное инновационное развитие технологий аэрокосмического мониторинга леса и вывод их на лидирующие позиции в мире» разработан сотрудниками МГУЛ и выложен на сайте МГУЛ (Яндекс-адрес: АЭРОКОСМОС-ЛЕС).

Ключевые слова: аэрокосмический мониторинг леса, качество систем аэрокосмического мониторинга, потребительские качества систем аэрокосмического мониторинга.

Библиографический список

1.   Санаев, В.Г. Ускоренное инновационное развитие технологий аэрокосмического мониторинга леса средствами российской космической системы ДЗЗ и вывод их на лидирующие позиции в мире: решение проблемы / В.Г. Санаев, И.М. Степанов, В.И. Запруднов, В.И. Панферов, Ю.С. Галкин, В.Г. Бурков // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2012. – № 4(87) – С. 38–45.

2.   Райкунов, Г.Г. Стратегия развития космического сегмента системы дистанционного зондирования Земли в России до 2030 г. / Г.Г. Райкунов, Ф.Н. Любченко, А.В. Карелин // Космонавтика и ракетостроение. ЦНИИМАШ. – 2012. – № 3 (68).

3.   Райкунов, Г.Г. Вектора развития космической системы дистанционного зондирования земли в России / Г.Г. Райкунов, Ф.Н. Любченко, А.В. Карелин // Аэрокосмический курьер. – № 6. – 2012.

4.   Урличич, Ю.М. О приоритетах практической реализации развития космической системы дистанционного зондирования Земли / Ю.М. Урличич, В.A. Селин; К.С. Емельянов // Аэрокосмический курьер. – № 6(78). – 2011. – Интернет-ресурс: www.gisa.ru/file/file2154.doc..

5.   Лопота, В.А., Рыжков В.В., Вовк А.В., Улыбышев Ю.П., Донцов Г.А., Певцов С.Ф. Перспективные технологии выведут мониторинг поверхности Земли из космоса на совершенно новый уровень. // Геоматика. – №1. – 2013.

6.   Возможности непрерывной инвентаризации лесов России на основе дистанционных методов. Е.А.Лупян, С.А. Барталев, Н.В. Лукина. (Совещание по вопросам использования возможностей спутникового мониторинга в решении задач Государственной инвентаризации лесов. Рослесхоз, 17 мая 2013 г.  http://www.rosleshoz.gov.ru/activity/inventory/news/0.

7.   Геопортал Роскосмоса. Сервис космических снимков.  http://geoportal.ntsomz.ru/index.php/welcome/about).

8.   Степанов, И.М. Глобальная сеть аэрокосмического мониторинга леса// Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2007. – №4 (53). – С. 157–161.

9.   Санаев, В.Г., Степанов И.М., Запруднов В.И., Панферов В.И. Создание отраслевой Глобальной мониторинговой аэрокосмической системы леса (ГЛОМАС-ЛЕС) – прорывное направление критических технологий // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2014. – № 2(101).

10.   Санаев, В.Г., Степанов И.М., Запруднов В.И., Панферов В.И., Третьяков А.Г., Манович В.Н. Межотраслевой объединенный национальный исследовательский центр «Технологии аэрокосмического мониторинга леса» – инновационная форма интеграции науки, производства и образования в целях ускоренного развития технологий аэрокосмического мониторинга леса // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2013. – № 2(94).

11.   Инновационный образовательный проект в области аэрокосмического мониторинга леса. Степанов И.М., Галкин Ю.С., Корольков А.В., Костылев А.Г., Платонов А. А. (Доклад на 1-ой Международной конференции МАА – РАКЦ «Космос для человечества», 21–23 мая 2008, г. Королев, Моск. обл.).

12.   Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве: Доклады V Всероссийской конференции, посвященной памяти выдающихся ученых-лесоводов В.И. Сухих и Г.Н. Коровина (Москва, 22-24 апреля 2013 г.) – М.: ЦЭПЛ РАН, 2013 г. 348 с.

THE INTERSECTORAL TARGET PROGRAM Of RAPID DEVELOPING THE INNOVATION TECHNOLOGIES OF AEROSPACE FORESTS MONITORING WITH BRINGING THEM TO THE WORLD LEADING POSITION AND “AEROCOSMOS-FOREST” MEGAPROJECT

Sanaev V.G., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)(1); Stepanov I.M., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.) (1); Zaprudnov V.I., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.) (1); Usachev M.S., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.) (1); Tarasenko P.A., Assoc. Prof. MSFU, Ph.D. (Tech.) (1); Malashin A.A., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Physics and Mathematics) (1); Nefedov P.V., MSFU(1); Kolesnik T.V., MSFU(1)

stepanim@mail.ru
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

The article shows the necessity and the ways of the accelerated development of innovative technologies of aerospace forests resources monitoring by means of the Russian space remote sensing system. At the same time a goal to bring these technologies to the leading positions in the world is set. It is shown that in order to achieve the stated objective a large complex of tasks must be solved. Solving these problems will involve certain organizations representing various sectors (Roskosmos organization and the Federal Forestry Agency, Russian Academy of Sciences, some institutes and universities). To consolidate the efforts and resources of several branches and  to coordinate better the work, the  Intersectoral target program is necessary. A complete set of documents within the Intersectoral target program «Accelerated development of innovative aerospace forest monitoring technology and bringing them to a leading position in the world» has been developed by MSFU staff and posted on the website MSFU (Yandex address: AEROCOSMOS– FOREST)

Keywords: aerospace forest monitoring, technical qualities of aerospace monitoring systems, consumer qualities of aerospace monitoring systems.

References

1.   Sanaev V.G., Stepanov I.M., Zaprudnov V.I., Panferov V.I., Galkin Y.S., Burkov V.D. Uskorennoe innovacionnoe razvitie tekhnologiy aehrokosmicheskogo monitoring lesa sredstvami rossiyskoy kosmicheskoy sistemy dzz I vyvod ih na lidiruyushchie pozicii v mire reshenie problemy [Accelerated innovation development of technologies aerospace monitoring of forest by means of the russian space systems sensing and displays them on the world leader : solution of the problem]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoi Vestnik, 2011, № 4, pp.38-45.

2.   Raikunov G.G., Lubchenco F.N., Karelin A.V. Strategiya razvitiya kosmicheskogo segmenta sistemy distancionnogo zondirovaniya zemli v Rossii do-2030 goda [Space Segment Development Strategy remote sensing system in Russia up to 2030], cosmonautics and rocket engineering, 2012, № 3 (68).

3.   Raikunov G.G., Lubchenco F.N., Karelin A.V. Vektora razvitiya kosmicheskoy sistemy distancionnogo zondirovaniya zemli v Rossii [Vectors of space system of remote sensing in Russia], «Aerospace Courier», Moscow: 2012, № 6.

4.   Urlichich Y.M., Cйline B. Emelyanov K.S. O prioritetah prakticheskoy realizacii razvitiya kosmicheskoy sistemy distancionnogo zondirovaniya zemli [On the priorities of the practical implementation of the development of space remote sensing system], Internet resource www.gisa.ru/file/file2154.doc.

5.   Lopota V.A., Ryzhkov V.V., Vovk A.V., Ulybyshev Y.P., Dontsov G.A., Pevtsov S.F. Perspektivnye tekhnologii vyvedut monitoring poverhnosti zemli iz kosmosa na sovershenno novyy uroven [Advanced technologies will lead the monitoring of the Earth’s surface from space to a whole new level], Geomatics, Moscow, 2013, № 1.

6.   Lupyan E.A., Bartalev S.A., Lukin N.V. Vozmozhnosti nepreryvnoy inventarizacii lesov rossii na osnove distancionnyh metodov [Features continuous inventory of forests of Russia on the basis of remote sensing methods].Meeting on the use of satellite monitoring capabilities in solving the problems of the State forest inventory. The Forest Service, May 17, 2013. (Internet resource http://www.rosleshoz.gov.ru/activity/inventory/news/0.

7.   Geoportal roskosmosa. Servis kosmicheskih snimkov [Roscosmos Geoportal. Service space images], Internet resource http://geoportal.ntsomz.ru/index.php/welcome/about

8.   Stepanov I.M. Globalnaya set aehrokosmicheskogo monitoring lesa [The global network of aerospace monitoring of forests], Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy vestnik, 2007, № 4, pp. 157-161.

9.   Sanayev V.G., Stepanov I.M. Zaprudnov V.I. Panferov V.I. Sozdanie otraslevoy globalnoy monitoringovoy aehrokosmicheskoy sistemy lesa glomas les proryvnoe napravlenie kriticheskih tekhnologiy [Creation of branch global monitoring space system of the wood (glomas-les) – the breakthrough direction of critical technologies]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy vestnik, 2014, № 2, pp. 140-147.

10.   Sanaev V.G., Stepanov I.M., Zaprudnov V.I., Panferov V.I., Tretyakov A.G., Manovich V.N. Mezhotraslevoy obedinennyy nacionalnyy issledovatelskiy centr tekhnologii aehrokosmicheskogo monitoring lesa – innovacionnaya forma integracii nauki proizvodstva I obrazovaniya v celyah uskorennogo razvitiya tekhnologiy aehrokosmicheskogo monitoring lesa [Interbranch unaited «national research center «aerospace technology monitoring forest» – an innovative form of integration of science, production and education to enhance the development aerospace technology forest monitoring]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy vestnik, 2013, № 2, pp. 183-188.

11.   Stepanov I.M., Galkin Y.S., Korol’kov A.V., Kostylev A.G., Platonov A.A. Innovacionnyy obrazovatelnyy proekt v oblasti aehrokosmicheskogo monitoring lesa [The innovative educational proyect in the field of aerospace monitoring of the forest]. Report on the 1st International Conference of the IAA – RACT «Space for Humanity», 21 – May 23 2008 Korolev.

12.   Aehrokosmicheskie metody I geoinformacionnye tekhnologii v lesovedenii I lesnom hozyaystve [Aerospace methods and GIS technology in forestry and forestry], Report V All-Russian Conference dedicated to the memory of outstanding scientists foresters V.I. Suhih and G.N. Korovin (Moscow, 22-24 April 2013)]. Moscow: CEPF RAS, 2013 pp. 348.

 

15

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДУЛЯ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В LUCENE.NET

81-84

М.В. ЖЕРДЕВА, асп. ГБОУ ВО МО «Технологический университет»(1),
В.М. АРТЮШЕНКО, проф, ГБОУ ВО МО «Технологический университет», д-р техн наук(1)

masha8908@rambler.ru
(1) ГБОУ ВО МО «Технологический университет», 141070 Московская область, г. Королев, ул. Гагарина, д. 42

Рассматривается использование морфологического анализа в Lucene.Net. Актуальность данной статьи не вызывает сомнения, т.к. разработчик, реализующий какой-либо проект, сталкивается с потребностью реализовать поиск в своем веб-приложении. Автор рассматривает понятия стемминга и лемматизации. Выделена цель стемминга и лемматизации. Показано применение модуля морфологического анализа в Lucene.Net. Lucene.Net – это перенесенный с платформы Java поисковый движок в lucene. В lucene – это высокопроизводительная, масштабируемая библиотека для полнотекстового поиска. Полнотекстовый поиск документов относится к процессу поиска, информации в документах или метаданных о документах. В lucene позволяет добавлять возможности поиска в различные приложения. Главной особенностью библиотеки является то, что требуется малый объем памяти, наличие ранжированного поиска, возможность одновременного поиска и обновления индекса. Введение в настоящее время и на протяжении уже несколько лет является самой популярной свободной библиотекой полнотекстового поиска. Рассмотрены цели, которые нужно достичь при реализации операций, выполняемых модулем морфологического анализа. Предложена идея модификации модуля лемматизации Lucene.Net для быстрого и релевантного поиска ключевых слов.

Ключевые слова: полнотекстовый поиск, стемминг, лемматизация, лемма, стоп-слова, токен.

Библиографический список

1.   Нистратова, М.В. Алгоритмы поиска, используемые в Lucene.Net / М.В. Нистратова // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – № 6. – 2016. – Т. 19.

2.   Нистратова, М.В. Алгоритмы поиска релевантной информации в полнотекстовых базах данных / М.В. Нистратова // Естественные и технические науки. – 2015. – № 10.

3.   Нистратова, М.В., Кулагин В.Г. Оценка эффективности поиска документальной информации в системах единой авторизации / М.В. Нистратова, В.Г. Кулагин // Двойные технологии. – № 1. – 2016.

4.   Полнотекстовый поиск в веб-проектах: Sphinx, Apache Lucene, Xapian. – Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/30594/

5.   Стемминг и лемматизация. – Режим доступа http://delaem-krasivo.ru/programmirovanie/234-stemming-i-lemmatizaciya.html

6.   Стемминг. – Режим доступа: http://gruzdoff.ru/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0% BC%D0%B8%D0%BD%D0%B3

7.   Стратегии поиска и выдачи информации. – Режим доступа: http://studall.org/all-130662.html

8.   Тихонов, В. Поисковые системы в сети Интернет / В. Тихонов. – Режим доступа: http://www.citforum.ru/internet/search/searchsystems.shtml

9.   Шарапов, Р.В. Модели информационного поиска / Р.В. Шарапов, Е.В. Шарапова, Е.А. Саратовцева. – Режим доступа: http://vuz.exponenta.ru/PDF/FOTO/kaz/Articles/sharapov1.pdf.

10.   Язык запросов Lucene.NET. – Режим доступа: https://pavelbelousov.wordpress.com/2011/03/23/язык-запросов-lucene-net/

 

USE OF THE MODULE OF THE MORPHOLOGICAL ANALYSIS IN LUCENE.NET

Zherdeva M.V., pg. «University of Technology»(1); Artyushenko V.M., Prof. «University of Technology», Dr Sci. (Tech.)(1)

masha8908@rambler.ru, 
(1) «University of Technology», 141070 Moscow region, Korolev, ul.
 Gagarin, 42

In this article the use of the morphological analysis in Lucene.Net is considered. The relevance of this article doesn’t raise any doubts since the developer realizing any project faces a need to carry out a search in the web application. In this article the author considers concepts of a stemming and a lemmatization. The purpose of a stemming and a lemmatization is selected. The use of the module of the morphological analysis is shown in Lucene.Net. Lucene.Net is the retrieval engine postponed from a platform Java in lucene. In lucene – it is high-performance, scalable library for full-text query search. Full-text query search for documents belongs to process of search, information in documents ormeta data on documents. In lucene it is allowed to add  a search capability in different applications. The principal feature of library is that the small memory size, the existence of the ranged search, a possibility of simultaneous search and up-dating of an index are required. An introduction now and throughout already several years has been the most popular free library of full-text query search. The purposes which need to be reached in case of implementation of the operations executed by the module of the morphological analysis are considered. The idea of modification of algorithm of full-text search Lucene.Net for quick and relevant keywords search engine has been suggested.

Keywords: a full text search, stemming, lemmatization, lemma, stopwords,a token.

References

1.   Zherdeva M.V. Algoritmy poiska, ispol’zuemye v Lucene.Net [Search algorithms used in lucene.net]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik. № 6. 2016. T. 19.

2.   Nistratova M.V. Algoritmy poiska relevantnoy informacii v polnotekstovyh bazah dannyh [Search algorithm relevant information in the full-text databases]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2015, № 10) [Natural and technical science], 2015, No. 10).

3.   Nistratova M.V., Kulagin V.G. Ocenka ehffektivnosti poiska dokumental’noy informacii v sistemah edinoy avtorizacii [Оценка эффективности поиска документальной информации в системах единой авторизации]. Dvoynye tekhnologii [Двойные технологии ]. № 1. 2016.

4.   Polnotekstovyy poisk v veb-proyektakh: Sfinks, Apache Lucene, Xapian [Full-text search in web proyects: Sphinx, Apache Lucene, Xapian.] Available at: http://habrahabr.ru/post/30594/

5.   Stemming i lemmatizaciya [Stemming and lemmatization]. Available at: http://delaem-krasivo.ru/programmirovanie/234-stemming-i-lemmatizaciya.html

6.   Stemming [Stemming]. Available at: http://gruzdoff.ru/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D0% BD%D0%B3

7.   Strategii poiska i vydachi informacii [Strategy of search and issue of information]. Available at: http://studall.org/all-130662.html

8.   Tihonov V. Poiskovye sistemy v seti Internet [Search engines on the Internet]. Available at: http://www.citforum.ru/internet/search/searchsystems.shtml

9.   Sharapov R.V., Sharapova E.V., Saratovceva E.A. Modeli informacionnogo poiska [Models of information search]. Available at: http://vuz.exponenta.ru/PDF/FOTO/kaz/Articles/sharapov1.pdf

10.   Yazyk zaprosov Lucene.NET [Language of inquiries Lucene.NET]. Available at: https://pavelbelousov.wordpress.com/2011/03/23/yazyk-zaprosov-lucene-net/.

 

16

О НЕКОТОРЫХ ВОЗМОЖНЫХ ПРИМЕНЕНИЯХ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ

85-87

А.И. РУБИНШТЕЙН, проф. МГУЛ, д-р ф.-м. наук(1),
О.М. ПОЛЕЩУК, проф. МГУЛ, д-р ф.-м. наук(1),
Т.А. ГОРОДЕЦКАЯ, ст. преподаватель МГУЛ(1),
Т.В. ЧЕРНОВА, ст. преподаватель МГУЛ(1)

rubinshtein_aleksandr@mail.ru, caf-math@mgul.ac.ru
(1) ФГБОУ ВО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул.1-я Институтская, д. 1, МГУЛ.

Многие математические модели реальных явлений таковы, что описывают реакцию детерминированного объекта на стороннее воздействие. При этом информация об этом стороннем воздействии оказывается неполной. Поэтому и о реакции приходится говорить как  о не полностью определенной. Очевидным образом попадаем в сферу действия теории нечетких множеств. Таким образом, приходим к рассмотрению действия каких-то операторов на элемент известного пространства, заданного неточно (имеется в виду элемент). Если ничего не требовать от оператора, то задача оказывается неразрешимой. Однако, если рассматривать пространства числовых функций и ограничиться положительными операторами, то можно получить конкретные результаты. Напомним, что оператор, действующий в каком-то пространстве, элементами которого является функции, а образы элементов пространства – действительные числа, то положительным оператором называется оператор, сопоставляющий положительным функциям положительные числа. Такими операторами являются, например, ньютоновский потенциал поля тяготения, удовлетворяющий уравнению Пуассона; функция, являющаяся гармонической в круге с центром в начале координат (то есть являющаяся решением уравнения Лапласа); решение уравнения теплоемкости, непрерывное при неотрицательных значениях времени и принимающее в начальный момент положительные (неотрицательные) значения. Решение линейного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами и нулевыми начальными условиями, задаваемое интегралом Дюамеля также описываются положительным оператором. Положительные операторы часто встречаются в теории тригонометрических рядов. Таковыми являются операторы Фейера, Валле-Пуссена, Пуассона, Бернштейна. Положительны и операторы Э. Ландау и Вейерштрасса. С помощью операторов Вейерштрасса и Бернштейна можно доказать фундаментальную теорему Вейерштрасса о возможном приближении с любой степенью точности произвольной непрерывной на отрезке функции многочленом (высокой степени).

Ключевые слова: положительный оператор, дифференциальное уравнение, нечеткое множество.

Библиографический список/ References

1.   Годунов, С.К. Уравнения математической физики / С.К. Годунов. – М., Наука, 1971.

      Godunov S.K., Uravneniya matematicheskoy fiziki [Equations of mathematical physics], Moscow: Nauka, 1971.

2.   Рубинштейн, А.И. Об одном случае точного вычисления нормы оператора / А.И. Рубинштейн // Вестник МГУЛ – Лесной Вестник. – № 2. – 2008. – С. 110–111.

      Rubinstein, A. I., Ob odnom sluchae tochnogo vychisleniya normy operatora [On one occasion the accurate calculation of the norm of the operator]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik, № 2, 2008, pp. 110-111.

3.   Понтрягин, Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения / Л.С. Понтрягин. – М., Наука, 1965.

      Pontryagin L.S., Obyknovennye differencial’nye uravneniya [Ordinary differential equations], Moscow: Nauka, 1965.

4.   Коровкин, П.П. Линейные операторы и теория приближений / П.П. Коровкин. – М., Наука, 1959.

      Korovkin P.P., Lineynye operatory i teoriya priblizheniy [Linear operators and approximation theory], Moscow: Nauka, 1959.

5.   Poleshchuk O., Komarov E. A nonlinear hybrid fuzzy least-squares regression model// Annual Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society - NAFIPS 2011. С. 5751909.

6.   Poleshchuk O. The determination of students’ fuzzy rating points and qualification levels // International Journal of Industrial and Systems Engineering, 2011. -vol. 9, № 1, pp. 3-20.

7.   Poleshchuk O., Komarov E. A fuzzy linear regression model for interval type-2 fuzzy sets // Proceedings of the 31st International Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society. - NAFIPS’2012- Berkeley, California, August 6-8, 2012.

8.   Ashraf Darwish and Olga Poleshchuk Fuzzy Models for Educational Data Mining // Jоuгnal of Telecommunications.- 2012.- vol. 15, № 2, pp. 8-22.

9.   Olga Poleshchuk and Ashraf Darwish New models for monitoring and clustering of the state of plant species based on sematic spaces // Journal of Intelligent and Fuzzy Systems.- 2014.- vol. 26, № 3, Pp. 1089–1094.

10.   Poleshchuk O., Komarov E. A fuzzy nonlinear regression model for interval type-2 fuzzy sets // International Journal of Electrical, Robotics, Electronics and Communications Engineering, 2014, V. 8, № 6, Pp. 817 - 821.

ON SOME POSSIBLE APPLICATIONS OF FUZZY SETS THEORY

Rubinshtein A.I., Prof., MSFU, Dr. Sci. (Physics and Mathematics)(1); Poleshchuk O.M., Prof., MSFU, Dr. Sci.(Tech.)(1); Gorodetskaya N.A., MSFU(1); Chernova T.V., MSFU(1)

caf-math@mgul.ac.ru, rubinshtein_aleksandr@mail.ru, 
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

Many mathematical models of real phenomena are those that describe the response of a deterministic object on the side effect. The information about the exterior effects is not complete. Taking this into account, one has to speak about a response as not fully defined. So, one gets in touch with the theory of fuzzy sets. Thus, we come to the consideration of the action of some operators on an element of known space identified inaccurately (meaning element). If there is nothing to demand from the operator, then the problem is unsolvable. However, if we consider the space of numerical functions and get restricted to positive operators, we can obtain some concrete results. It must be kept in mind thatif  there is an operator acting in some space which contain some elements as a function, and the images of the elements of the space are real numbers, then a positive operator is the operator that maps positive functions to positive numbers. Such operators are, for example, the Newtonian potential of the gravitational field satisfying the Poisson equation; a function that is harmonic in the circle with center at the coordinates origin (that is, a solution to the Laplace equation); the solution of the equation of heat propagation, continuous with non-negative values of time, and which at the initial moment is a positive ( nonnegative) value. Solution of linear differential equations with constant coefficients and zero initial conditions, set by the integral of Duhamel also describes a positive operator. Positive operators occur frequently in the theory of trigonometric series. These are operators of Fejйr, Vallee-Poussin, Poisson, and Bernstein. Positive are operators of E. Landau and Weierstrass. With the help of Weierstrass and Bernstein operators it is possible to prove the fundamental theorem of Weierstrass about the possible approximation of an arbitrary continuous function on a random interval with a polynomial (of high degree) with any degree of accuracy .

Keywords: a positive operator, a differential equation, careless multitudes, fuzzy sets

 

17

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ИНТЕГРАЛА В СМЫСЛЕ ГЛАВНОГО ЗНАЧЕНИЯ И ВАРИАНТ СВЕДЕНИЯ ИНТЕГРАЛА ЛЕБЕГА-СТИЛТЬЕСА К ИНТЕГРАЛУ РИМАНА-СТИЛТЬЕСА

88-92

Н.В. ШИПОВ, доц., МГУЛ, канд. физ.-мат. наук(1),
О.М. ПОЛЕЩУК, проф., МГУЛ, д-р техн. наук(1),
А.В. ШМАКОВ, доц., МГУЛ, канд. физ.-мат. наук(1)

rubinshtein_aleksandr@mail.ru, caf-math@mgul.ac.ru
(1) ФГБОУ ВО «Московский государственный университет леса»
141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул.1-я Институтская, д. 1, МГУЛ.

Найдена в явном виде альтернативная формула представления функционала – обобщенной функции P(1/x) (и всех его производных) в пространстве обобщенных функций медленного роста. Наиболее широким классом производящих функций для меры множеств в интеграле Лебега-Стилтьеса, а также производящих функций в интеграле Римана-Стилтьеса, является множество функций с ограниченной вариацией. Функции с ограниченной вариацией представляются, как известно, в виде разности двух монотонных неубывающих функций. Каждая из этих двух монотонных неубывающих функций является в общем случае разрывной функцией (разрывной как слева, так и справа). Для целей изложения свойств меры Лебега-Стилтьеса и соответствующих свойств интеграла Лебега-Стилтьеса удобно считать, что монотонная производящая функция является непрерывной слева (или непрерывной только справа). При использовании интеграла Лебега-Стилтьеса в ряде случаев предлагается переопределить, в случае необходимости, каждую из двух монотонных неубывающих функций так, чтобы они стали непрерывными слева, что снижает общность изложения и применения. Разрывная производящая функция с ограниченным изменением представлена на отрезке в виде суммы непрерывной функции с ограниченным изменением, непрерывной слева функции скачков и непрерывной справа функции скачков. Обусловленная этими тремя функциями мера Лебега-Стилтьеса множества, а также соответствующий интеграл Лебега-Стилтьеса для разрывной (как справа, так и слева) производящей функции представлены в виде суммы трех слагаемых, каждое из которых определяется одной из указанных выше функций. Исходный интеграл Лебега-Стилтьеса оказывается независящим от значений производящей функции в точках разрыва. В методическом плане проиллюстрировано, что из полученных разложений непосредственно следует, что если подынтегральная функция непрерывна на отрезке [a, b], то интеграл Лебега-Стилтьеса по отрезку [a, b] совпадает с соответствующим интегралом Римана-Стилтьеса по отрезку [a,b]. Ранее этот факт был доказан на полуинтервале [a, b) для непрерывной слева производящей функции.

Ключевые слова: функционал обобщенная функция P(1/x) функции скачков, интеграл Лебега-Стилтьеса, интеграл Римана-Стилтьеса.

Библиографический список

1.   Колмогоров, А.Н. Элементы теории функций и функционального анализа / А.Н. Колмогоров, С.В. Фомин. – М.: Физматлит, 2006. – 542 с.

2.   Натансон, И.П. Теория функций действительной переменной / И.П. Натансон. М.: Гостехиздат, 1957. – 552 с.

3.   Свешников, А.Г., Альшин А.Б., Корпусов М.О. Нелинейный функциональный анализ и его приложения к уравнениям в частных производных / А.Г. Свешников, А.Б. Альшин, М.О. Корпусов. – М.: Научный мир, 2008. – 399 с.

4.   Богачев, В.И. Основы теории меры. В 2 т. Т. 2 Основы теории меры / В.И. Богачев. – М.: Научный мир, 2003. – 520 с.

5.   Фихтенгольц, Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. В 3 т. Т. 3. Курс дифференциального и интегрального исчисления / Г.М. Фихтенгольц. – М.: Наука, 1970. – 656 с.

6.   Никольский, С.М. Курс математического анализа. В 2 т. Т.2 Курс математического анализа / С.М. Никольский. – М.: Наука, 1973. – 391 с.

7.   Никольский, С.М. Приближение функций многих переменных и теоремы вложения / С.М. Никольский.. – М.: Наука, 1969. – 480 с.

8.   Владимиров, В.С. Уравнения математической физики / В.С. Владимиров. – М.: Наука, 1971. – 512с.

9.   Владимиров, В.С. Обобщенные функции в математической физике / В.С. Владимиров. – М.: Наука, 1971. – 318с.

10.   Шипов, Н.В. О свойствах функционала P(1/x) в пространстве обобщенных  функций медленного роста / Н.В. Шипов // Вестник МГУЛ – Лесной Вестник. – 2010. – Т. 75. – Вып. 6. – С. 183–185.

11.   Покорный.В. Осцилляционная теория Штурма-Лиувилля для импульсных задач / Ю.В. Покорный, М.Б. Зверев, С.А. Шабров // Успехи мат. наук. – 2008. – Т. 63. – Вып. 1. – С. 111–153.

ADDITIONAL PROPERTIES OF THE FUNCTIONAL P(1/x) AMD LEBESGUE–STIELTJES INTEGRAL CONNECTION WITH RIEMANN–STIELTJES INTEGRAL

Shipov N.V., Assoc. Prof., MSFU, Ph.D. (Physics and Mathematics)(1); Poleshchuk O.M., Prof., MSFU, Dr. Sci.(Tech.) (1); Shmakov A.V., Assoc. Prof., MSFU, Ph.D. (Physics and Mathematics) (1)

caf-math@mgul.ac.ru, nvshi@mail.ru
(1) Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

The functional P(1/x) and its derivatives are represented in the alternative form. The most wide class of generating functions for the Lebesgue – Stieltjes measure of the set and for the Lebesgue – Stieltjes Integral is the class of bounded variation functions. It is known, that the function of bounded variation can be written in the form of difference of two discontinuous monotone nondecreasing functions. It is convenient to explain the properties of Lebesgue – Stieltjes Integral and the properties of Lebesgue – Stieltjes measure in the case, when the monotone nondecreasing generating function is continuous from the left. It is offered sometimes to overdetermine the discontinuous generating function (discontinuous from the left and discontinuous from the right). Then the resulting generating function is turned out to be continuous from the left. Discontinuous generating function of bounded variation over the segment [a, b] is decomposed in the sum of continuous function of bounded variation, jump function (continuous from the left) and jump function (continuous from the right). Lebesgue – Stieltjes measure of the set with respect to these three functions and appropriate Lebesgue – Stieltjes Integral decomposition are represented by relevant three terms in the sum. Lebesgue – Stieltjes Integral does not depend on the values of generating function at the jump dots. It follows from these decompositions that if the function under integral is continuous over the segment [a, b], then the appropriate Lebesgue – Stieltjes Integral over the segment [a, b] is the same as the appropriate Riemann– Stieltjes Integral over the segment [a, b], not only over the half–interval [a, b).

Key words: Functional P(1/x), Lebesgue – Stieltjes measure, Lebesgue – Stieltjes Integral, Riemann– Stieltjes Integral.

References

1.   Kolmogorov A.N., Fomin S.V. Elementy teorii funktsiy i funktsional`nogo  Analiza. [Elements of the theory of functions and functional analysis]. Moscow: Nauka Publ., 1976. 542 p.

2.   Natanson I.P. Teoriya funktsiy deystvitel’noy peremennoy [Theory of functions of the valid variable]. Moscow: Gostekhizdat Publ., 1957. 552 p.

3.   Sveshnikov A.G., Al’shin A.B., Korpusov M.O. Nelineynyy funktsional’nyy analiz i ego prilozheniya k uravneniyam v chastnykh proizvodnykh [The nonlinear functional analysis and its annexes to the equations in private derivatives]. Moscow, Nauchnyy mir Publ., 2008. 399 p.

4.   Bogachev V.I. Osnovy teorii mery. V 2 t. T. 2 Osnovy teorii mery. V.I. Bogachev [Bases of the theory of a measure. In 2 t. T. 2 Bases of the theory of a measure. V.I. Bogachev ], Moscow, Nauchnyy mir Publ., 2003. 520 p.

5.   Fikhtengol’ts G.M. Kurs differentsial’nogo i integral’nogo ischisleniya. V 3 t. T. 3. Kurs differentsial’nogo i integral’nogo ischisleniya. [Course of differential and integral calculus. In 3 t. T. 3. Course of differential and integral calculus]. Moscow, Nauka Publ., 1970. 656 p.

6.   Nikol’skiy S.M. Kurs matematicheskogo analiza. V 2 t. T.2 Kurs matematicheskogo analiza [Course of the mathematical analysis. In 2 t. T.2 Course of the mathematical analysis]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 391 p.

7.   Nikol’skiy S.M. Priblizhenie funktsiy mnogikh peremennykh i teoremy vlozheniya [Approach of functions of many variables and theorem of an investment]. Moscow: Nauka Publ., 1969. 480 p.

8.   Vladimirov V.S. Uravneniya matematicheskoy fiziki [Equations of mathematical physics]. Moscow, Nauka Publ., 1971. 512 p.

9.   Vladimirov V.S. Obobshchennye funktsii v matematicheskoy fizike [The generalized functions in mathematical physics]. Moscow, Nauka Publ., 1971. 318 p.

10.   Shipov N.V. O svoystvakh funktsionala P(1/x) v prostranstve obobshchennykh funktsiy medlennogo rosta. [About properties of functionality of P(1/x) in space of the generalized functions of slow growth] Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik. 2010. Vol. 75, № 6. pp. 183 – 185.

11.    Pokornyy Yu.V., Zverev M.B., Shabrov S.A. Ostsillyatsionnaya teoriya Shturma-Liuvillya dlya impul’snykh zadach [The oscillation theory of Storm Liouville for pulse tasks]. Usp. Mat. Nauk [Achievements of Mathematical Sciences], 2008, vol. 63, № 1, pp. 111-153.

 

18

ПАМЯТИ ЗАСЛУЖЕННОГО ДЕЯТЕЛЯ НАУКИ РФ, ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОРА ВИКТОРА НИКОЛАЕВИЧА ХАРЧЕНКО

93-94

 

Ректор МГУЛ, проф., д-р техн. наук В.Г. Санаев

Президент МГУЛ, проф., д-р техн. наук А.Н. Обливин

Профессор, д-р техн. наук Ю.П. Семёнов

Завафедрой физики, проф., д-р техн. наук Н.П. Полуэктов

[an error occurred while processing this directive]