Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2015, № 7 (18-3)

DOI 10.12737/issn.2308-8877                                                             ISSN 2308-8877

АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ 

ИССЛЕДОВАНИЙ XXI ВЕКА: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно
практической конференции

2015 г. № 7 часть 3 (18-3)

(Volume 3, issue 7, part 3)

Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Воронежский государственный 

лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ)

Главный редактор
В.М. Бугаков
Заместитель главного редактора
И.М. Бартенев
Члены редакционной коллегии
Д.Н. Афоничев
Т.Л. Безрукова
М.В. Драпалюк
В.К. Зольников
Н.Н. Матвеев
С.М. Матвеев
В.С. Петровский
А.Д. Платонов
А.И. Сиволапов
А.В. Скрыпников
С.И. Сушков
О.В. Трегубов
Н.А. Харченко
М.П. Чернышов
Ответственный секретарь
И.И. Шанин
Компьютерная верстка
Л.А. Уточкина

Сборник 
зарегистрирован 

Федеральной службой по надзору в 
сфере 
связи, 
информационных 

технологий 
и 
массовых 

коммуникаций.
Свидетельство о регистрации
ПИ № ФС77-54416 от 10.06.2013 г.

Материалы 
настоящего 

сборника могут быть воспроизведены 
только с письменного разрешения 
редакционной коллегии

Сборник 
включен 
в 

Российский 
индекс 
научного 

цитирования 
(РИНЦ). 
Сборник 

реферируется в ВИНИТИ РАН.
Включен в «Ulrich's Periodicals
directory».

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»
394087, г. Воронеж,ул. Тимирязева, 8,
телефон (473) 253-72-51,
факс (473) 253-76-51,
e-mail: conf_vglta@mail.ru
www.conf.vglta.vrn.ru
© 
ФГБОУ 
ВО 
«ВГЛТУ», 
2015

МОЛОДЁЖНЫЙ ФОРУМ:

ТЕХНИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

YOUTH FORUM:

TECHNICAL AND MATHEMATICAL SCIENCE

9-12 НОЯБРЯ 2015 ГОДА, ВОРОНЕЖ

November 9-12, 2015, Voronezh

Международная научно-практическая конференция 

«Молодёжный форум: технические и математические науки»

проведена при финансовой поддержке 

Российского фонда фундаментальных исследований 

(грант № 15-37-10426) 9-12 ноября 2015 года.

В настоящий сборник включены материалы 

Международной научно-практической конференции 

«Молодёжный форум: технические и математические науки», 

посвященной освещению вопросов анализа состояния и перспектив развития 
научно-исследовательской работы студентов, аспирантов, молодых ученых и 

молодежного инновационного предпринимательства; поиску решений по 

актуальным проблемам развития современной  техники и технологий; 

обмену научными результатами и исследовательским опытом.

Сборник может быть использован преподавателями, аспирантами, 
магистрантами и студентами при изучении различных дисциплин.

К 85-ЛЕТИЮ ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

К 65-ЛЕТИЮ КАФЕДРЫ МАТЕМАТИКИ

СЕКЦИЯ «АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И МЕХАНИЗМОВ»

Соломатин А.В., Искалиев А.И. Анализ эффективности 

применения шумопоглощающих материалов для уменьшения 

внутреннего шума НТТМ
14

Стородубцева Т.Н. Оптимизация состава древесного композита 
18

Стородубцева Т.Н., Аксомитный А.А. Уменьшение 

водопоглощения древесины  с помощью пропитки и защитной 

поверхности полимера
22

Стородубцева Т.Н., Аксомитный А.А. Влияние степени 

фрагментированности древесины на прочностные свойства 

древесного полимер-песчаного композита (ДППК)
26

Суков А.В., Суков С.Ф. Применение микромеханических датчиков 

для построения САУ балансирующим роботом
30

Сулейманлы У.О. Каталитическое алкилирование 2-метиланилина 

этанолом
33

Сухорукова И.В., Ходыревская С.В. Статистический анализ 

технологического процесса производства подшипников
36

Сычикова Я.А. Моделирование наноструктур на поверхности 

фосфида индия методом электрохимического травления для 

использования их в качестве электрода суперконденсатора
40

Тележный А.Е., Лукин А.Е., Куницкая Д.Е. О классификации 

математических моделей процесса очистки круглых лесоматериалов 

от коры
43

Темукуев Х.М., Темукуева Ж.Х. Снижение себестоимости 

как эффективный механизм оптимизации прибыли
47

Терещенко Е.А. Имитационное моделирование при исследовании 

динамики вибромашин с гидроимпульсным приводом
51

Ткачёв М.С. Моделирование распределения пропускной 

способности сети MPLS-TE DiffServ при полной загруженности 

каналов передачи данных
54

Ткаченко А.Е. Обоснование критерия управления рациональным 

режимом работы группы котлоагрегатов низкотемпературного 

кипящего слоя 
58

Токарев Д.А., Погрей А.А. Моделирование судового 

теплообменного аппарата с управляемой газожидкостной 

интенсификацией
62

Токарев О.В., Неежмаков С.В. Автоматизация управления 

процессом розжига топки низкотемпературного кипящего слоя
65

Торопова А.В. Анализ согласованности данных в модели оценки 

интенсивности социально-значимого поведения
69

Труш А.М., Шаламов Р.В. Изучение и анализ мельницы нового 

поколения
73

Тунцев Д.В., Касимов А.М., Хайруллина Э.К., Романчева И.С., 

Савельев А.С. Математическое моделирование  газификации 

жидкого продукта термокондуктивного  пиролиза древесины
76

Тунцев Д.В., Хайруллина М.Р., Хайруллина Э.К., Савельев А.С., 

Романчева И.С. Математическое моделирование стадии 

термического разложения процесса пиролиза отработанных 

деревянных шпал 
81

Турейко А.В. Исследование поведения потребителей мобильных 

телефонов на основе экономико-математических моделей
85

Тырникова Ю.В., Зажигаева К.В. Расчет температурных полей 

поверхностей нагрева котлов на тепловых электростанциях
89

Тюрин И. В., Кузнецова М.С., Татаринцев А.Н., Клементьев Д.С.

Cинтез оптимального управления многозонными тепловыми 

объектами
92

Тюрин И.В., Кузнецова М.С., Татаринцев А.Н., Клементьев Д.С.

Моделирование динамических процессов в многозонных тепловых 

объектах
96

Фастовец В.И., Фастовец Е.Г., Шуляков В.Н. Кинематическое 

моделирование рабочего оборудования кран-манипуляторной 

установки
100

Федоровская Н.К. Оптимальная температура теплоносителя 

промежуточного контура системы охлаждения энергоустановки
103

Федоровский А.Г., Рублева О.А. Оценка уровня качества 

арболитовых блоков
107

Федоровцев Д.И. Разработка термоэлектрического преобразователя 

энергии для питания средств электрохимзащиты газо-, 

нефтепроводов
110

Федоровцев Д.И., Писарев П.В., Аношкин А.Н. Сравнительный 

анализ моделей по расчету напряженно-деформированного 

состояния фланца из полимерных композиционных материалов с 

дефектом в виде расслоения
114

Фомин Н.И., Воронина О.А. Анализ этапов создания АСУ

для установок первичной переработки нефти
118

Фролков Н.А. Анализ процесса производства пара с целью 

совершенствования системы управления котлоагрегатом
122

Фурса Н.В. Анализ конструкций и перспективы развития 

лесовозного транспорта
125

Халецкая О.А. Математическая модель сушки древесных 

твердотопливных пеллетных гранул
129

Хальзев Н.В., Тарасова Е.В., Юдина Н.Ю. Создание 

информационной системы «Мониторинг концентрации выбросов 

загрязняющих веществ автотранспортных средств  в экосистемах»
132

Хачиков А.А., Жукова Н.В. Исследование динамики сау кислотно
щелочным балансом водных растворов в условиях производства 

хлора и каустической соды
136

Хвостов А.А., Журавлев А.А., Богер А.А., Соколов А.А.

Интенсификация работы теплообменника мобильной 

азотокислородо-добывающей станции
140

Хвостов А.А., Журавлев А.А., Магомедов М.Г., Богер А.А.

Условие отсутствия застойных зон при обработке вязко-пластичных 

сред в коаксиальных зазорах смесителей
144

Хованская В.В.,  Парфенчик Е.А. Экономико-математические 

модели сетевого планирования и управления
148

Хорошевский М.Д., Иванков П.С. Анализ известных 

виброконтактных средств измерения внешних и внутренних 

размеров деталей
152

Хрисаненкова Т.М. Исследование деформаций стенок 

цилиндрических резервуаров
156

Худасова О.Г. Реализация программы «Кредитный калькулятор»
160

Хусаинов И.Г.  Моделирование опрессовки полости
163

Хусаинов И.Г. Исследование отражения волн от препятствия
166

Хусаинова Г.Я. Разработка информационной системы для 

автосервиса
170

Хусаинова Г.Я. Разработка базы данных для цветочного магазина 

“Sendflower”
177

Cheranev A.A. Modeling of rocket targeting
179

Чернышевич В.Е. Взаимодействие струйных течений жидкости

с преградами
182

Чешинский М.А. Моделирование процесса абсорбции хорошо 

растворимых газов 
186

Човнюк Ю.В. Анализ вынужденных крутильных колебаний

и возможных резонансов во вращающемся вале с нестационарной 

нагрузкой. I.: постановка задачи
188

Човнюк Ю.В. Анализ вынужденных крутильных колебаний 

и возможных резонансов во вращающемся вале с нестационарной 

нагрузкой. II.: точные решения
191

Човнюк Ю.В. Анализ вынужденных крутильных колебаний 

и возможных резонансов во вращающемся вале с нестационарной 

нагрузкой. III.: взаимодействие вынужденных и параметрических 

колебаний
195

Човнюк Ю.В. Анализ вынужденных крутильных колебаний 

и возможных резонансов во вращающемся вале с нестационарной 

нагрузкой. IV.: характерные особенности волновых явлений
199

Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Экономико-математическое 

моделирование оптимальных бизнес-процессов предприятия
201

Шацкий В.П., Спирина Н.Г. О моделировании аэродинамических 

процессов в водоиспарительных охладителях
205

Шекихачев Ю.А. Математическое моделирование процесса работы 

плющильного агрегата
208

Шекихачева Л.З. Математическое моделирование процесса 

обмолота початков кукурузы
212

Шелуденко А.С., Филер З.Е. Методы финитизации критерия 

Михайлова
215

Шинтар А.В., Савостеев Ю.И., Пискун Г.А., Алексеев В.Ф.

Исследование и классификация типов разряда статического 

электричества 
219

Шкарин А.Н. Применение аппроксимационных методов для 

параметризации поверхности поперечного профиля горячего проката
223

Шлимас Д.И., Козловский А.Л. Влияние ионизационного 

излучения на медные нанотрубки
227

Шманев С.А. Моделирование движения абразивной частицы в 

фокусирующей трубке сопла гидроабразивной установки
231

Щербаков М.С., Котенко А.А. Определение оптимальной цены

при трёх поставщиках в квадратичном случае
234

Щербинин Е.С. Исследование систем автоматического 

управления, с нечеткими регуляторами
237

Юрченко А.Н. Особенности моделирования систем 

с использованием GRID-технологий
241

Яловая Ю.С. Моделирование классов технического состояния 

строительной конструкции в среде MatLab
245

Яшин Д.С. Лабораторный стенд для исследования влияния 

вибрационного воздействия на конструктивные элементы 

электронных средств
248

СЕКЦИЯ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Luchev D.M. Multimedia digital library for fashion objects. Functional 

architecture and content creation service
253

Ziangirova L.F. Technologies of cloud computing
257

Абдуллаев Э.А. Интеллектуальная система проектировщика 

для автоматизации комплексного проектирования технических 

систем 
261

Абзалова Р.И. Информационная поддержка процесса выбора 

поставщиков 
264

Абилдаева Г.Б., Жумагулова С.К. Разработка программы контроля 

знаний по математике
268

Абуфанас А.С. Коррекция алгоритма фильтрации системой 

нечеткой логики
271

Авдеев А.А. Использование компьютерной  программы DIALux

в расчётах освещённости помещений
274

Авекиева С.П. Роль информационных технологий в организации 

учебной деятельности на уроках изобразительного искусства 
278

Аджиева А.А. Обзор автоматизированных систем обработки, 

хранения, представления и распространения радиолокационной 

информации
281

Адибиет Д. Решение физических задач с помощью  Mathcad
285

Алексеев А.А., Лазарева И.М. Морфологический анализ учебных 

текстов
289

Алханов А.А. Знания и системы на основе знаний
293

Альбекова З.М., Журбина Ю.О. Уязвимость мобильных платформ 

ANROID, IOS
296

Ангелова С.П.,  Абаджиев М.З., Симов М.И., Тончев Ц.Л. 

Требования к лабораторным моделям со съемными пни при работе  

с CAD-CAM
300

Андриянов Д.В. Проектирование информационной системы 

для выборки словарных статей по стилистическим пометам 
304

Аникина О.В. Имитационное моделирование  спиральных автоволн 

в электронных таблицах  с помощью клеточных автоматов
307

Аносова О.И., Немтинов К.В., Родина А.А., Немтинов В.А. 

Проектирование гальванических линий с использованием  

информационных технологий
310

Антипова С.А., Назаров Д.И. Разработка и эксплуатация 

программного обеспечения «Дизель-генератор»
313

Антоник И.А., Тарасова Л. Г., Казакова А. Е, Свичкарёва Е.П., 

Бандурко Р.А. Устройство для измерения комплексного 

сопротивления участка цепи
317

Архипов П.А., Росляков А.В. Оценка производительности и 

качества обслуживания в сетях стандарта IEEE 802.11 
320

Атабаев Р.Р., Беляков Н.В., Ольшанский В.И. Интерактивное 

руководство по ремонту металлорежущих станков 
323

Ахмедова К.А., Фандрова Л.П. Анализ совместимости линейки 

нотаций IDEF и стандарта UML
327

Аюпов Р.Ф., Давлетшина М.Р. Использование современных 

информационных технологий в теплоэнергетике
331

Балабашина Ю.В., Козлов В.В. Автоматизированная 

информационная система (АИС) кадрового учета преподавателей 

ВУЗа
334

Баранова В.О. Определение программно-аппаратной архитектуры 

информационно-коммуникационного комплекса  с транспортным 

порталом 
338

Барышева В.В., Ситник В.В. Использование методики

формализованного представления предметной области UML
моделями в разработках на платформе «1С:Предприятие»

в сфере туристического бизнеса
342

Бедняк С.Г., Симакова В.Е. Информационные технологии.

виртуализация платформ и ресурсов
346

Безрукова Т.Л., Кириллова С.С., Субхонбердиев А.Ш., Забудьков 

В.А. Информационные технологии как инструмент эффективного 

менеджмента
350

Белан Н.В. Анализ рисков корпоративной сети программным 

средством Microsoft Security Assessment Tool
353

Белова О.П., Казнин А.А., Березовская Ю.В. Особенности 

механизмов распознавания в маркерной технологии дополненной 

реальности
356

Белоглазов И.Ю. Выбор схем кредитования предприятия 

на основе моделирования
360

Белозерских А.В., Кузнецова И.С. Решение  матричной игры 

средствами Microsoft Excel
363

Бельков Д.В., Едемская Е.Н. Анализ видео-трафика в среде 

MATLAB
366

Благинин В.А., Мухранов Р.Н. Имитационная модель 

функционирования инновационного малого бизнеса
371

Бобрышева Г.В., Дурин А.В. WEB-приложение для IT
соревнований олимпиадного характера «IT-RACE»
374

Богатенкова Д.В., Фандрова Л.П. Методы тестирования 

программных продуктов
378

Богданов Е.П., Суханов А.В. О прогнозировании успеваемости 

студентов по результатам ЕГЭ и атрибутам социального статуса 
382

Бондаренко А.В. Программные комплексы для 

автоматизированного расчета тепловой защиты оболочки здания
386

Борзилова Ю.С. Применение нейросетевых информационных 

технологий в социально-экономической сфере
390

Борисова А.А. Информационная открытость в РФ, как один из 

способов борьбы с коррупцией 
394

Бруханский Д.В. Система повышения безопасности дорожного 

движения для мобильной платформы «Android»
397

Бубырь Д.С. Раннее предупреждение в системе управления 

водоочисткой
401

Будовская В.А., Ерёмина А.Р. Социальные сети как инструмент 

политики позиционирования ВУЗа
404

Бурукина И.П. Система потребительского мониторинга 

удовлетворенности образовательными услугами
408

Валиева Д.Г., Валиева А.Г. Учебное информирование в теории и 

практике электронного обучения
412

Валиева Д.Г., Муханмедина К.Т. Применение метода анализа 

иерархий в методике преподавания курса «Защита информации»
415

Варламов А.А., Долженкова И.А., Ильина Е.А. Автоматизация 

оценки профессиональных компетенций выпускников по 

направлению 090401 – Информатика и вычислительная техника
419

Василекина О.М. Визуализация данных в ГИС панорама
423

Васюкова Е.О., Пеливан М.А. Динамическое моделирование 

клиент-серверного взаимодействия в информационных системах на 

основе сетей Петри
426

Вашуров А.Ю. , Гуревич О.В. Синтез пленок диоксида кремния из 

ионных пучков тетраэтоксисилана и кислорода
430

Веремейчик О.И., Ерёмина А.Р. Реализация проектов в сфере 

информационной безопасности как результат выполнения 

государственных программ информатизации России и Беларуси
433

Ветрова  Т.А., Королёв М.Е. Автоматизация  модели «Бродячий  

торговец»
437

Видная К.А., Тарасова Л.Г., Казакова А.Е., Кирилина А.С.

Оптимизация транспортно-логистических потоков на базе 

экспертной системы
440

Витевский В.Д., Росляков А.В. Проблема «Виртуальных сетевых 

вложений» и алгоритмы предназначенные для её решения
442

Гадирова А.C. Звуковые волны как источник альтернативной 

энергии
445

Гапоненко В.О., Ткачёв В.И. Применение современных технологий 

моделирования  информационно-измерительных систем  при  

диагностировании  ВВТ
450

Гапоненко В.О., Ткачёв В.И. Применения современных 

информационных технологий для подготовки специалистов
метрологов
453

Гареева А.Д., Хусаинова Г.Я. Автоматизированное рабочее место 

продавца-консультанта
458

Гафаров Н.Ф., Хусаинова Г.Я. Разработка и создание интернет
магазина «Уют»
462

Гивойно А.А. Защита информации при использовании устройств 

биометрического пароля вместо классических ключей и паролей в 

бытовых приборах
465

Гиш Т.А., Дунин А.В. Применение структур данных при 

вычислении символа Лежандра
468

Гладышев А.Р., Новосельцев А.Д., Попова А. В., Афонин А.Н., 

Алейников А.Ю. Разработка и изготовление прототипа 

установщика SMD компонентов
472

Гладышев А.Р., Новосельцев А.Д., Попова А. В., Афонин А.Н.,

Алейников А.Ю. Разработка и изготовление прототипа устройства

для помощи слепым в ориентировании в пространстве
476

Голева А.И., Стороженко Н.Р. Оценка систем информационной 

безопасности
479

СЕКЦИЯ «АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И МЕХАНИЗМОВ»

УДК: 629. 114. 2. 011. 5

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 

ШУМОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ 

ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ШУМА НТТМ

Соломатин А.В., Искалиев А.И.

DOI: 10.12737/15109

Аннотация. В статье описаны результаты применения шумопогло
щающего материала на основе латекса в качестве облицовки панелей кабины 
колёсного трактора МТЗ-82. Для оценки эффективности использования данного 
материала были проведены экспериментальные и расчётные исследования 
внутреннего шума в кабине. Было выявлено, что наличие данного 
шумопоглощающего материала способствует снижению общего уровня шума в 
кабине на рабочем месте оператора используемого трактора на 2-3 дБ.

Ключевые слова: шум, уровень шума, кабина трактора, воздушный шум, 

источник шума, расчёт, латекс, шумопоглощающий материал.

Использование шумопоглощающих материалов на основе латекса 

является сравнительно дешёвым, доступным и нетрудоёмким. При этом 

реализуется основной принцип работы шумопоглощающих материалов по 

преобразованию акустической энергии в тепловую энергию в наземных 

транспортно-технологических 
машинах 
(НТТМ) 
с 
большим 
сроком 

эксплуатации. Задачей данного исследования является анализ возможности 

снижения шума на рабочем месте оператора НТТМ за счёт применения 

шумопоглощающих материалов из латекса в качестве облицовки панелей 

кабины. Методами решения задачи является экспериментальное и расчётное 

получение данных об уровнях шума на рабочем месте оператора колёсного 

трактора МТЗ-82 до и после облицовки латексом панелей кабины, используя 

стандартизированные методики проведения эксперимента [4] и ранее 

разработанные методики расчёта внутреннего шума наземных тягово
транспортных средств, реализованных в программе Microsoft Excel [1, 2]. 

Новизна работы заключается в том, что исследования способов снижения шума 

до нормативно допустимого на рабочем месте оператора НТТМ с большим 

сроком эксплуатации недостаточно отражены в литературе. Практическая 

значимость 
работы 
заключается 
в 
возможности 
применения 

шумопоглощающих материалов на основе латекса для сравнительно простого и 

дешёвого способа уменьшения вредного воздействия шума на рабочем месте 

оператора НТТМ и для обеспечения комфортных условий работы [2].

Для снижения шума на рабочем месте оператора колёсного трактора 

предложено облицевать внутренние непрозрачные поверхности кабины (двери, 

передняя стенка кабины со стороны двигателя и потолок) шумопоглощающим 

материалом из латекса. Толщина панелей составляется около 8 см.

Экспериментальная часть заключалась в замере уровня шума на рабочем месте 

в двух вариантах облицовки панелей кабины: без и с шумопоглощающим 

материалом. Полученные данные приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Уровни шума в кабине НТТМ до и после проведения 

мероприятий по шумопоглощению

В ходе анализа полученных данных было выявлено, что при облицовке 

панелей кабины шумопоглощающим материалом шум в диапазоне частот 

20...250 Гц практически не снижается. Это связано, прежде всего, с тем, что 

материалы из латекса плохо поглощают шум в диапазоне низких частот. 

На рисунке 2 приведены результаты расчёта шума в кабине с учётом

шумопоглощающего материала и эксперимента с учётом и без этого материала. 

Эти данные сравниваются с нормативными уровнями звукового давления по 

СанПиН [3].

Рисунок 2 - Уровень шума на рабочем месте оператора НТТМ

По графику видно, что расчётные и экспериментальные данные довольно 

близки. В рассматриваемом диапазоне их разность не превышает нескольких 

децибел. А на частоте 2000 Гц совпадает. Незначительные расхождения можно 

сосчитать на неточности методик расчёта, так как они не учитывают отражение 

звуковых волн от панелей кабины. Сравнивая уровни шума с нормативными 

видно, что облицованная кабина в целом удовлетворяет этим нормам.

Наличие шумопоглощающих материалов из латекса в качестве облицовки 

панелей, как показал рисунок 3, существенно влияет на уровень шума в кабине 

трактора. При полной облицовке поверхностей кабины уровень шума в полосе 

частот со среднегеометрическим значением 500 Гц равен 77 дБ, в то время как 

по результатам, полученным при измерении в кабине без облицовки панелей

латексом, уровень шума равен 90 дБ. Исходя из этого, эффективность снижения 

уровня шума в данном диапазоне частот равна 13 дБ.

Таким образом, можно сделать вывод, что снизить уровень шума на 

рабочем месте оператора НТТМ с большим сроком эксплуатации можно, 

используя предложенный шумопоглощающий материал на основе латекса в 

качестве облицовки панелей кабины. Наиболее эффективно снижается шум в 

диапазоне частот 125 – 2000 Гц.  Хотя и в полосах высоких частот она 

показывает неплохие результаты.

Список литературы

1. Иванов, Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с 

шумом.- М.: Университетская книга, Логос,2008.- 421с.

2. Победин, А.В. Проектирование виброшумоизоляции тракторной 

кабины [Текст] : учеб. пособие / А. В. Победин ; ВолгГТУ. - Волгоград : 
ВолгГТУ, 1994. - 92,[1] с.

3. СанПиН 1102-73 Санитарные нормы и правила по ограничению 

вибрации и шума на рабочих местах тракторов, сельскохозяйственных 
мелиоративных, строительно-дорожных машин и грузового автотранспорта.

4. Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.1.050-86 «Система стандартов 

безопасности труда. Методы измерения шума на рабочих местах».

5. Соломатин, А.В. Исследование влияния шумопоглощающих матери
алов на уровень шума в кабине транспортного средства [Электронный ресурс] / 
А.В. Соломатин, А.В. Победин // Будущее машиностроения России : электрон. 
сб. тр. 7-й всерос. конф. молодых учёных и специалистов (Москва, 24-27 сент. 
2014 г.) / МГТУ им. Н.Э. Баумана, Союз машиностроителей России. - Москва, 
2014. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). - C. [1-6].

Соломатин Артем Владимирович, аспирант кафедры «Транспортные 

машины и двигатели» ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», г. Волгоград, РФ

Искалиев Азамат Ибрагимович, аспирант кафедры «Транспортные 

машины и двигатели» ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», г. Волгоград, РФ

Научные руководители:
Победин Аркадий Викторович, кандидат технических наук, профессор

кафедры «Транспортные машины и двигатели» ФГБОУ ВПО «Волгоградский 
государственный технический университет», г. Волгоград, РФ

Ляшенко Михаил Вольфредович, доктор технических наук, профессор, 

заведующий кафедрой  «Транспортные машины и двигатели» ФГБОУ ВПО 
«Волгоградский государственный технический университет», г. Волгоград, РФ

УДК 674.81:630*37

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ДРЕВЕСНОГО КОМПОЗИТА 

Стородубцева Т.Н.

DOI: 10.12737/15110

Аннотация. Получены составы и характеристики композита в результате 

использования уравнений регрессии, практически адекватные найденным, с 
помощью предложенной аналитико-графической методики, основанной на 
применении полиномов третьей степени.

Ключевые слова: композит, древесина, отходы, уравнения регрессии. 
В соответствии с принятой концепцией исследований созданы на уровне

изобретения новые древесные композиционные материалы в которых 

использованы местное сырье и отходы промышленности, лесного комплекса и 

сельского хозяйства, отходы химической промышленности.

Нами исследовались зависимости пределов прочности –
чи

и 
cж

, 

модулей упругости –
чи

, 
сж

и предельной растяжимости р от конкретного 

содержания 
компонентов, 
вводимых 
в 
состав 
матрицы 
древесного 

стекловолокнистого композита 1. Так, испытывали серии образцов вводя 1; 2; 

3; 4; 5 и 6 % графитовой муки от ее массы, кроме того – контрольную серию без 

нее. Число образцов серии на каждую экспериментальную точку при всех видах 

испытаний равнялось трем, затем подсчитывалось среднее арифметическое 

значение характеристик. Таким образом, был испытан 21 образец. Результаты 

экспериментов обрабатывали на ЭВМ, используя разработанную для этого 

программу, представляя зависимости полиномами третьей степени и выявляя 

границы 
«зоны 
благоприятных 
свойств» 
получаемых 
промежуточных 

композитов при введении этого модифицирующего наполнителя [2].

Было выявлено, что введение модифицирующих наполнителей – муки из 

графита и пиритовых огарков либо повышает значение характеристик, в 

особенности предельную растяжимость – до 0,53…0,57 % и прочность при изгибе 

до 24 МПа, либо сохраняет их на уровне характеристик песчаной матрицы. 

Введение замедлителя реакции кристаллизации уменьшает значения модулей 

упругости композита, что приближает полученный материал к эталонному –

древесине. При  армировании  полимерраствора  только кусковыми отходами 

лесопиления – щепой, ее влияние положительно  сказывается  на  прочности  при   

изгибе этого вида древесного композита (16,7 МПа), но предельная растяжимость 

низкая – 0,17 %. 

Для сравнения с изложенным выше методом был применен статистический 

метод планирования активного эксперимента [1], который является одним из 

эмпирических способов получения математического описания статики сложных 

объектов исследования, т.е. уравнения связи отклика объекта Y и независимых 

управляемых нормированных входных переменных (факторов – Xi, i=1, 2,…, N). 

При этом математическое описание представляется в виде полинома – отрезка ряда 

Тейлора, в который разлагается исследуемая зависимость в окрестности оптимума. 

В качестве критерия оптимизации принимали пределы прочности –
чи

, 

cж

и модули упругости –
чи

, 
сж

, которые представляли функциями Y1; Y2; 

Y3; Y4; в качестве факторов Х1 – содержание графитовой муки (Гр); Х2 –

содержание пиритовой муки (ПО); Х3 – содержание стеклосетки (СС); Х4 –

содержание кусковых отходов лесного комплекса (Щ) в композите, которые 

вводили в принятый постоянный состав полимерной песчаной матрицы [2].

Каждая из функций Y1; Y2; Y3; Y4 описывается некоторой зависимостью 

от факторов Х1, Х2, Х3, Х4. Анализ показывает, что данная зависимость может 

быть представлена в виде полинома второго порядка, с достаточной точностью 

описывающие поведение объекта в окрестности экстремальной точки (в «почти 

стационарной» области). Для получения квадратичных моделей использовали 

результаты эксперимента, проведенного по плану второго порядка. Так как 

выполняли условия: ошибки наблюдений распределены по нормальному закону 

с нулевым средним и конечной дисперсией; входные переменные измеряли без 

ошибок; наблюдения независимы, поэтому для обработки экспериментальных 

данных применяли метод регрессионного анализа, причем вычислительная 

процедура оценивания неизвестных коэффициентов уравнения регрессии 

основана на методе наименьших квадратов. 

В практике постановки подобных исследований наиболее широкое 

применение получили ортогональные, ротатабельные и  D-оптимальные планы. 

Для нашего случая был выбран ротатабельный план, так как он позволяет получать 

уравнения регрессии, предсказывающие значения выходной величины объекта с 

одинаковой точностью во всех направлениях на одинаковом расстоянии от центра 

плана.

Проверку адекватности математического описания производили с 

использованием F-критерия  Фишера. Критерий Фишера позволяет проверить 

гипотезу об однородности двух выборочных дисперсий Sад2 и Sвос2, где Sад2 –

дисперсия адекватности, а Sвос2 – дисперсия воспроизводимости. 

При уровне значимости равной 0,05 для степеней свободы v1=16 – 4=12 и 

v2= 16(3 – 1) = 32 критическое значение критерия Фишера равно 2,26. 

Эмпирическое значение для функций Y1, Y2, Y3 и Y4
соответственно равно 

2,11, 2,21, 1,98 и 1,95. Так как эмпирическое значение меньше критического, то 

данная гипотеза является адекватной.

Используя стандартные методы определения коэффициентов уравнения 

регрессии, получили: 
чи

= f(Х1, Х2, Х3, Х4) =  30 МПа;  
cж

= f(Х1, Х2, Х3, Х4) = 

=48 МПа; 
чи

∙10-4= f(Х1, Х2, Х3, Х4) = 1,42∙104 МПа; 
сж

∙10-4= f(Х1, Х2, Х3, Х4)= 

=2,23∙104
МПа.  Используя стандартные методы исследования полиномов 

получили максимальные значения целевых функций, значения аргументов 

приведены в таблице. В результате использования уравнений регрессии 

получены составы и характеристики композита, практически адекватные 

найденным с помощью предложенной аналитико-графической методики, 

основанной на применении полиномов третьей степени. 

Для подтверждения полученных результатов был применен метод 

планирования  активного  эксперимента,  а  именно  ротатабельный  план  для 

четырех факторов, т.е. тех же модулей упругости и пределов  прочности. 

Установлено, что полиномы третьей степени дают большую точность, чем 

второй, хотя некоторые  варианты  адекватны  характеристикам древесного 

композита, полу
ченным ранее с помощью графоаналитических моделей. Таким образом, 

введение модифицирующих и армирующих компонентов в состав полимерной 

песчаной матрицы, а также их гидрофобизация, повысили прочность при 

изгибе в два раза, снизили величины модулей упругости материала и его массы 

в 1,5 раза, предельная растяжимость повысилась до 0,52 % [3].

Таблица 

Составы и характеристики композита, полученные по уравнениям регрессии*)

№ состава
Содержание компонентов, %
Характеристика Yi, МПа

Х1 (Гр)
Х2 (ПО)
Х3 (СС)
Х4 (Щ)

1
2
3
4
5
6

1
4,0
5,0
4,0
7,5
Y1=
чи

= 30 

2
3,0
5,0
4,0
1,0
Y2= 
cж

= 48 

3
3,0
5,0
4,0
3,0
Y3=
чи

=1,42∙104

4
3,0
4,5
4,0
4,0
Y4=
сж

=2,23∙104

*)Примечание: при анализе регрессий учитывали составы, позволяющие получить положительные 
значения характеристик в виде полиномов второго порядка

Характеристики разрабатываемых композитов с позиций получены с 

применением формул науки о сопротивлении материалов, т.е. в пределах 

справедливости закона Р. Гука, на который эта наука опирается.

Список литературы

1. Стородубцева Т.Н. Композиционный материал на основе древесины для 

железнодорожных 
шпал: 
Трещиностойкость 
под 
действием 
физических  

факторов: Моногр. / Т.Н. Стородубцева. – Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 
2002.– 216 с.

2. Стородубцева, Т.Н. Полимерные композиционные строительные 

материалы на основе отходов лесного комплекса / Т.Н. Стородубцева // Вестник 
Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2005.– № 
017.– С. 6-11.

3. Стородубцева, Т.Н. Моделирование физико-механических свойств 

древесины вследствие ее увлажнения / Т.Н. Стородубцева, А.И. Томилин, А.А. 
Аксомитный // Моделирование систем и процессов. - 2014. - Вып. 1. - С. 79-83.

Стородубцева Тамара Никаноровна –
доктор технических наук, 

профессор кафедры промышленного транспорта, строительства и геодезии 
ФГБОУ  ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет 
имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж,  РФ