Крохмаль є важливою сировиною для різних галузей промисловості, зокрема харчової, хімічної, фармацевтичної, текстильної тощо. Аналіз науково-технічних публікацій вказує на перевагу термічної обробки серед різноманітних методів модифікації крохмалів. Перевагою процесу є те, що зміною його умов можна одержувати декстрини з різними функціональними властивостями, тобто розширювати асортимент модифікованих крохмалів на ринку, підлаштовуючись під конкретні потреби користувачів.В результаті проведення мікроскопічних досліджень показано, що середній розмір частинок крохмалю після термообробки зменшується. Зменшення розмірів частинок пояснюється їх дегідратацією та зміною ступеню упаковки макромолекул біополімерів внаслідок їх деструкції та реполімеризації.Дослідження термічними методами аналізу і Фурьє-ІЧ-спектроскопії показали, що конденсація гідроксильних груп полісахаридів відбувається в широкому температурному діапазоні і не виявляється окремими ендоефектами на кривих ДСК. Вперше встановлена лінійна кореляція між значеннями енергій активації процесів дегідратації і декстринізації картопляного та кукурудзяного крохмалів, що свідчить про незалежність таких процесів від ботанічного походження крохмалів.Дослідження РФА показали, що в процесі термообробки крохмалю спостерігаються зростання інтенсивностей рефлексів в області 2=10-20, що свідчить про переорієнтацією кристалітів та збільшення ступеню упорядкованості макромолекул полісахаридів під час нагрівання.Встановлено, що кінетичні криві вилуговування амілози з крохмалю найкраще описуються рівнянням Крюгера-Циглера, що описує гетерогенні хімічні процеси із змінним у часі коефіцієнтом дифузії. Уявна енергія активації процесу гідротермічного вилуговування амілози з підвищенням температури знижується. Зроблено висновок, що зменшення енергії активації обумовлено переходом процесу з кінетичного в дифузійний режим. Вперше запропоновано розглядати вилуговування амілози як гетерогенний псевдохімічний процес.Встановлено, що з ростом кислотності розчинів клейстерів знижується енергія активації процесу вилуговування амілози, що обумовлено впливом іонів гідрогену на міцність водневих зв’язків. Механізм такого впливу вивчено методом квантово-хімічного моделювання.Для аналізу ММР амілозних клейстерів використовували тонкошарову хроматографію із скануванням хроматографічних плям та визначенням координат кольору в системі CIELab. Профілі зміни повної колірної відмінності хроматографічних плям в напрямку руху фронту елюенту дозволили охарактеризувати зміни молекулярної маси амілози після декстринізації крохмалю. Вперше запропоновано поділяти термічно оброблені крохмалі на дві окремі групи – з підвищеним та зі зниженим ступенем полімеризації амілози.Вимірювання динамічної в'язкості клейстерів показали, що з ростом швидкості зсуву в'язкість клейстерів спочатку швидко збільшується, а потім при швидкостях 9-12с-1 починає плавно знижуватися, що пояснюється переходом ньютонівського режиму течії до псевдопластичної течії.Вперше встановлена залежність ефективності і механізму декстринізації крохмалів від ступеню їх гідратації: чим менше початковий вміст води в крохмалі, тим більше ступінь зшивання його полісахаридів в процесі термообробки. Вперше досліджено процес модифікації крохмалю інкорпорацією наночасток ортофосфатів кальцію. Встановлено, що інкорпорація крохмалю дозволяє зменшити температуру і час нагрівання крохмалів для досягнення необхідних показників в’язкості їх клейстерних розчинів.Розроблена технологічна схема виробничої дільниці одержання інкорпорованих декстринів, що пропонується впровадити на підприємствах з виробництва крохмалю. В якості сировини запропоновано використовувати вологий крохмаль. Встановлено, що запропонований нами спосіб одержання інкорпорованого декстрину є економічно вигідним.Від ТОВ «Корса» отримано акт випробувань, в якому підтверджується ефективність запропонованого способу синтезу інкорпорованого декстрину та його відповідність до вимог ДСТУ 4380:2005.^UStarch is an important raw material for various industries, including food, chemical, pharmaceutical, textile, etc. Analysis of scientific and technical publications indicates the advantage of heat treatment among various methods of modification of starches. The advantage of the process is that by changing its conditions, it is possible to obtain dextrins with different functional properties, that is, to expand the range of modified starches on the market, adapting to the specific needs of users.As a result of microscopic studies, it was shown that the average size of starch particles decreases after heat treatment. The decrease in particle size is explained by their dehydration and a change in the degree of packing of biopolymer macromolecules due to their destruction and repolymerization.Research using thermal methods of analysis and FTIR-spectroscopy showed that the condensation of hydroxyl groups of polysaccharides occurs in a wide temperature range and is not manifested by separate endo-effects on DSC curves. For the first time, a linear correlation was established between the values of the activation energies of the processes of dehydration and dextrinization of potato and corn starches, which indicates the independence of such processes from the botanical origin of starches.X-ray diffraction studies showed that in the process of heat treatment of starch, there is an increase in the intensity of reflexes in the region of 2=10-20, which indicates the reorientation of crystallites and an increase in the degree of order of polysaccharide macromolecules during heating.It was found that the kinetic curves of amylose leaching from starch are best described by the Kruger-Ziegler equation, which describes heterogeneous chemical processes with a time-varying diffusion coefficient. The apparent activation energy of the hydrothermal amylose leaching process decreases with increasing temperature. It was concluded that the decrease in the activation energy is due to the transition of the process from the kinetic to the diffusion mode. It was proposed for the first time to consider amylose leaching as a heterogeneous pseudochemical process.It was established that the activation energy of the amylose leaching process decreases with increasing acidity of paste solutions, which is due to the effect of hydrogen ions on the strength of hydrogen bonds. The mechanism of such influence was studied by the method of quantum-chemical modeling.To analyze MMR of amylose pastes, thin-layer chromatography with scanning of chromatographic spots and determination of color coordinates in the CIELab system was used. Profiles of changes in the total color difference of chromatographic spots in the direction of movement of the eluent front made it possible to characterize changes in the molecular weight of amylose after starch dextrinization. For the first time, it was proposed to divide heat-treated starches into two separate groups - with an increased and with a reduced degree of amylose polymerization. The study of the dynamic viscosity of the pastes showed that with increasing liquidity, the viscosity of the pastes initially increases, and then at a liquidity of 9-12 s-1 it begins to gradually decrease, which is explained by the transition of tonal flow regime to pseudoplastic flow. For the first time, the dependence of the efficiency and mechanism of starch dextrinization on the degree of their hydration was established: the lower the initial water content in starch, the greater the degree of cross-linking of its polysaccharides during heat treatment. For the first time, the process of starch modification by incorporation of calcium orthophosphate nanoparticles was investigated. It was established that the incorporation of starch allows reducing the temperature and time of heating starches to achieve the required viscosity indicators of their paste solutions.The technological scheme of the production site for obtaining incorporated dextrins, which is proposed to be implemented at starch production enterprises, was developed. It is proposed to use wet starch as raw material. It was established that the method of obtaining incorporated dextrin proposed by us is economically beneficial.A test report was received from Korsa LLC, which confirms the effectiveness of the proposed method of synthesis of incorporated dextrin and its compliance with the requirements of DSTU 4380:2005.

Грицевіч М.Ю. «Удосконалення технології низькобілкового печива» - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертаційна робота на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 181 «Харчові технології» - Національний університет харчових технологій, Міністерство освіти і науки України, Київ 2023.Дисертаційна робота присвячена удосконаленню технології низькобілкового печива яке змогли б споживати хворі на фенілкетонурію.У цій науковій роботі розглянута проблематика фенілкетонурії, включаючи її розповсюдження, симптоматику та методи лікування, особливо дієтотерапію. Дієтотерапія визнана найефективнішим методом лікування, і робота містить рекомендації щодо низькобілкової дієти та добової норми споживання фенілаланіну для пацієнтів. Окремий аспект присвячено аналізу ринку низькобілкових продуктів для людей із фенілкетонурією та дослідженню складу традиційного печива з акцентом на зменшення вмісту фенілаланіну.Літературний огляд вказує на відсутність докладних публікацій щодо рецептур низькобілкового печива та його властивостей. Вибрано компоненти для подальших досліджень технології низькобілкового печива, зокрема гідроколоїди та крохмалі. Розроблено блок-схему досліджень для вдосконалення технологій виробництва.Розроблено ряд рецептур низькобілкового печива та розраховано модель ідеального продукту для дітей різного віку хворих на фенілкетонурію.Дослідження реологічних властивостей низькобілкових емульсій показало, що кривим в'язкості характерна поведінка зсувного потоншення, що є характерним для псевдопластичних рідин. Наявність камеді ксантану збільшує в’язкість емульсій, а заміна вершкового масла кукурудзяною олією призвела до зниження в'язкості. Емульсії з вищою в'язкістю потребують потужнішого обладнання.Бульбашки диспергованої фази емульсії без структуроутворювачів характеризуються неоднорідністю за розміром, рекомендується збільшити швидкість збивання для отримання більш однорідної консистенції.В ході дослідження реологічних властивостей тіста з’ясовано, що модулі в'язкості низькобілкового тіста нижчі порівняно з традиційним здобним тістом, криві модулей пружності і в’язкості не пересікаються, що свідчить про відсутність текучості тіста. Всі зразки низькобілкового тіста рекомендовано формувати виїмним методом. Комплексні в'язкості низькобілкових виробів в одному діапазоні з тістом для традиційного печива, що підтверджує можливість виробництва на існуючому обладнанні.Аналіз альвеографічних досліджень підтверджує відсутність еластичності у низькобілковому тісті, а додавання тапіокового крохмалю збільшує розтяжність, що полегшує формування тіста.Зразки низькобілкового та традиційного тіста мають виражені пластичні властивості. Додавання мальтодекстрину та тапіокового крохмалю підвищує пружність тіста. Зразки низькобілкового тіста та тіста для виробництва традиційного здобного печива деформуються під дією сили і не повністю відновлюють свою форму. Коефіцієнти відновлення зворотної деформації для низькобілкового тіста знаходяться в діапазоні від 0,385 до 0,525, а для тіста для традиційного здобного печива - 0,490.Тісто для низькобілкового печива має аналогічні реологічні властивості до тіста для традиційного печива, що підтверджує можливість виробництва низькобілкового печива на існуючому обладнанні.В результаті термічного аналізу проведеного шляхом термогравіметрії та диференціальної скануючої калориметрії визначено температуру втрати низькобілковими зразками всієї розрахункової вологи, та доведено термічний розклад досліджуваних зразків при подальшому нагріванні.Встановлено, що раціональна тривалість випікання-сушіння низькобілкового печива становить на 40% більше порівняно з традиційним здобним печивом. Визначено, що для термічної обробки традиційного здобного печива необхідна менша кількість енергії ніж для термічної обробки низькобілкового печива. (ΔH=124,05Дж/г та ΔH=199,46 - 268,33 Дж/г відповідно). Додавання мальтодекстрину до рецептур низькобілкового тіста не суттєво зменшує кількість енергії необхідної для термічної обробки печива, в той час як заміна 20% кукурудзяного крохмалю на тапіоковий знижує кількість енергії необхідної на термообробки печива на 25,7%. Визначено, що органолептичні характеристики низькобілкового печива відповідають вимогам діючої норматичної документації, а термічна обробка впливає на геометричні розміри виробів, вимагаючи налаштування обладнання для формування. Фізико-хімічні показники розроблених низькобілкових виробів відповідають діючої нормативної документації, а вміст фенілаланіну робить їх безпечними для споживання пацієнтами з фенілкетонурією.Низькобілкове печиво проявляє полімолекулярну адсорбцію зі змінами вологоутримування, впливаючи на його термін зберігання. Рівноважна вологість при відносній вологості повітря 75% розробленого низькобілкового печива становить 11,5 … 12,7% Розроблені вироби рекомендовано упаковувати герметично для запобігання впливу навколишнього середовища.^UHrytsevich M. “ Improving the technology of low-protein cookies" - Qualifying scientific work on the rights of the manuscript.Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the speciality 181 "Food Technologies" - National University of Food Technologies, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv 2023.The dissertation is devoted to the improvement of low-protein cookies technology that could be consumed by patients with phenylketonuria.The thesis discusses the issue of phenylketonuria, including its prevalence, symptoms and treatment methods, especially dietary therapy. Dietary therapy is recognised as the most effective treatment, and the scientific work provides recommendations on a low-protein diet and daily intake of phenylalanine for patients. A separate aspect is devoted to the analysis of the market for low-protein foods for people with phenylketonuria and the study of the composition of traditional biscuits with a focus on reducing the phenylalanine content.The literature review indicates that there are no detailed publications on low-protein cookies formulations and their properties. The components for further research of low-protein cookies technology, in particular hydrocolloids and starches, were selected. A research flowchart for improving production technologies was developed.A number of low-protein cookies recipes have been developed and a model of an ideal product for children of different ages with phenylketonuria has been calculated.The study of the rheological properties of low-protein emulsions showed that the viscosity curves exhibit shear thinning behaviour, which is typical of pseudoplastic liquids. The presence of xanthan gum increases the viscosity of the emulsions, and the replacement of butter with corn oil led to a decrease in viscosity. Emulsions with higher viscosities require more powerful equipment.The bubbles of the dispersed phase of the emulsion without structuring agents are characterised by heterogeneity in size, it is recommended to increase the whipping speed to obtain a more uniform consistency.The study of the rheological properties of the dough revealed that the viscosity moduli of low-protein dough are lower than those of traditional butter dough, and the elasticity and viscosity curves do not intersect, indicating that the dough does not flow. All low-protein dough samples are recommended to be moulded using the notching method. The complex viscosities of low-protein products are in the same range as the dough for traditional cookies, which confirms the possibility of production using existing equipment.The analysis of alveographic studies confirms the absence of elasticity in low-protein dough, and the addition of tapioca starch increases the extensibility, which facilitates dough moulding.The samples of low-protein and traditional dough have pronounced plastic properties. The addition of maltodextrin and tapioca starch increases the elasticity of the dough. Samples of low-protein dough and dough for the production of traditional butter biscuits are deformed under force and do not fully restore their shape. The recovery coefficients for low-protein dough are in the range of 0.385 to 0.525, and for traditional butter biscuit dough - 0.490.The dough for low-protein cookies has similar rheological properties to the dough for traditional cookies, which confirms the possibility of producing low-protein cookies using existing equipment.As a result of the thermal analysis carried out by thermogravimetry and differential scanning calorimetry, the temperature of loss of all calculated moisture of low-protein samples was determined, and the thermal decomposition of the studied samples during further heating was proved.It has been established that the rational duration of baking and drying of low-protein cookies is 40% longer than that of traditional butter cookies. It was determined that less energy is required for the heat treatment of traditional butter cookies than for the heat treatment of low-protein cookies (ΔH=124.05 J/g and ΔH=199.46-268.33 J/g, respectively). The addition of maltodextrin to low-protein dough formulations does not significantly reduce the amount of energy required for cookies heat treatment, while the replacement of 20% corn starch with tapioca starch reduces the amount of energy required for cookies heat treatment by 25.7%.It has been determined that the sensory characteristics of low-protein cookies meet the requirements of current regulatory documents, and heat treatment affects the geometric dimensions of products, requiring adjustment of moulding equipment. The physicochemical characteristics of the developed low-protein products comply with the current regulatory documents, and the phenylalanine content makes them safe for consumption by patients with phenylketonuria.Low-protein cookies exhibit polymolecular adsorption with changes in moisture retention, affecting their shelf life.

Дисертація присвячена створенню науково–практичних засад зневоднення кам’яновугільної смоли шляхом визначення закономірностей формування сукупності чинників, що визначають стійкість системи «кам'яновугільна смола–надсмольна вода», а також розробки методів реагентного впливу і спрямованого зниження в'язкості системи^UThe dissertation is devoted to the creation of scientific and practical principles of coal tar dewatering by determining the principles of formation of a set of factors that determine the stability of the coal tar- water system, as well as the development of methods of reagent treatment and controlled lowering of the viscosity of the system

Дисертація присвячена використанню цілого та подрібненого насіння високоліноленових жовтонасіневих сортів льону «Золотистий» та «Світлозір» у виробництві хлібобулочних виробів з метою збагачення виробів його фізіологічно-функціональними речовинами. «Золотистий» та «Світлозір» - сорти льону з білоквітковим генотипом (білий льон). Доведено, що насіння льону цих сортів, завдяки високому вмісту α-ліноленової кислоти, водорозчинних полісахаридів, вітаміну Е та повноцінному за амінокислотним складом білку, здатне покращити склад хлібобулочних виробів та надати йому функціональних властивостей.Рекомендовано ціле насіння включати у рецептуру виробів у кількості до 15 % до маси борошна, подрібнене насіння льону – у кількості до 20 % до маси борошна.Для збагачення пшеничного хліба насінням льону у подрібненому стані доцільно його використовувати крупністю частинок, що пройшли крізь сито з розміром чарунок 1мм. Це впливає на водопоглинальну здатність тіста, тому рекомендовано при замішуванні тіста з додаванням подрібненого насіння льону підвищувати вологість тіста на 1 %. Зменшення крупності подрібненого насіння льону негативно позначається на стані м'якушки виробів.Відзначено, що подрібнене насіння льону технологічно можливо застосовувати у рецептурі листкових хлібобулочних виробів. При цьому дозування подрібненого насіння льону у кількості 15 % до маси борошна дозволяє не лише підвищити харчову цінність виробів, а й знизити рецептурну кількість маргарину на шарування.Доведено, що застосування технологічних заходів сприяє покращанню якості виробів з насінням льону. Встановлено, що виготовлення виробів на густій та рідкій опарі з внесенням в неї насіння льону зумовлює збільшення питомого об'єму виробів відповідно на 24 та 29 %, порівняно з виробами на густій та рідкій опарі, в яких насіння додано у другу фазу – тісто. Встановлені режими замішування тіста з цілим та подрібненим насінням льону. Оптимальною тривалістю замішування тіста з цілим насіння є 5 хв на першій швидкості та 15 хв на другій швидкості. Оптимальним режимом замішування тіста за умови внесення подрібненого насіння льону є 5 хв на першій швидкості та до 10 хв – на другій швидкості.Доведена ефективність застосування операції попереднього замочування цілого та подрібненого насіння льону для покращання якості хліба. Оптимізацією технологічного процесу було встановлено, що у разі використання цілого та подрібненого насіння льону у виробництві пшеничного хліба доцільно застосовувати операцію замочування за таких параметрів: гідромодуль насіння льону та води 1:2 або 1:3, температура води на замочування 60 °С, тривалість замочування 90…120 хв. Припущення, що водорозчинні полісахариди насіння льону, у разі попереднього замочування насіння, при замішуванні тіста утворюють білково-полісахаридні комплекси, змінюючи білковий склад тіста, підтверджено підвищенням у зразках із замочуванням на 60% (для цілого) та 49 % (для подрібненого) вмісту проміжної фракції білків, порівняно зі зразками без замочування. У разі замочування насіння льону, як цілого, так і подрібненого спостерігається зменшення кількості клейковини, порівняно з відповідними зразками без замочування на 32 % та 45 %.Застосування замочування і цілого і подрібненого насіння зумовлює значне скорочення тривалості утворення тіста.Встановлено, що внесення цілого та подрібненого насіння льону здійснює значний вплив на динаміку виділення діоксиду вуглецю під час бродіння. Зокрема, збагачення рідкої фази тіста розчинами полісахаридів льону, водорозчинними білковими речовинами сприяє інтенсивнішому виділенню діоксиду вуглецю та зміні характеру динаміки виділення вуглекислого газу на одностадійне бродіння для зразків з подрібненим сухим і замоченим насінням льону та цілим замоченим. При цьому рекомендовано скоротити тривалість бродіння тіста для зразку з цілим насінням льону до 90 хв, а для зразків з подрібненим та замоченими лляними продуктами до 60 хв.Відзначено, що додавання насіння льону зумовлює підвищення в'язкості системи, що в подальшому зумовлює більш повільне прогрівання тістових шарів під час випікання та подовжує тривалість випікання тістових заготовок та 3…6 хв порівняно з контролем.Гравіметричним аналізом доведено, що в хлібі з замоченим насінням льону збільшується вміст зв'язаної вологи, зменшується ретроградація крохмалю, внаслідок уповільнення під дією слизів утворення асоціатів з амілозою і амілопектином клейстеризованого крохмалю, що сприяє уповільненню процесів черствіння хліба.На основі результатів досліджень розроблено рецептури та технологічні інструкції на нові хлібобулочні вироби: хліб «Льонок», хлібець «Бутербродний з льоном», булочка «Лляна» із додаванням високоліноленових жовтонасіневих сортів льону в цілому та подрібненому вигляді.Ключові слова: хліб, насіння льону олійного, α-ліноленова кислота, тісто, клейковина, замочування, мікроструктура м'якушки, листкові булочні вироби, черствіння.^UThe work focuses on the use whole and crushed of seeds of high-linolenic yellow-seed varieties of flax seeds "Zolotystyi" and "Svitlozir" in the production of bakery products in order to enrich the products with physiological and functional substances. "Zolotystyi" and "Svitlozir" are varieties of flax with white-flowered genotype (white flax).It has been proven that flax seeds of these varieties due to the high content of α-linolenic acid, water-soluble polysaccharides, vitamin E and complete amino acid proteins can improve the composition of bakery products and give it functional properties.It is recommended to dose whole seeds up to 15% by weight of flour, crushed flax seeds - up to 20% by weight of flour.To enrich wheat bread with crushedflax seeds, it is advisable to use thecrushed seeds size of the particles that have passed through sieve the size of the cells 1 mm. This affects the water-absorbing ability of the dough, so it is recommended to increase the humidity of the dough with crushed flax seedsby 1%. Reducing the size of crushed flax seeds has a negative effect on the quality of the crumb of the products.It is noted that crushed flax seeds can be used in the recipe of puff pastry products. At the same time, the dosage of crushed flax seeds in the amount of 15% by weight of flour allows not only to increase the nutritional value of the products, but also to reduce the prescribed amount of margarine per layer.It has been proven that the application of technological measures helps to improve the quality of products with flax seeds. It was found that the production of products on sponge mixing methodwith the addition of flax seeds in to the first phase leads to an increasing in the specific volume of products by 24 and 29%, respectively, compared to products, in which seeds are added to the dough. Еhe optimal modes of dough kneading with whole and crushed flax seeds were studied. The optimal duration of kneading the dough with whole seeds is 5 min at first speed and 15 min at second speed. The optimal mode of kneading the dough with the addition of crushed flax seeds is 5 min at the first speed and up to 10 min at the second speed.The effectiveness of the operation of pre-soaking whole and crushed flax seeds to improve the quality of bread has been proven. Optimization of the technological process revealed that when using whole and crushed flax seeds in the production of wheat bread, it is advisable to use the soaking operation on the following parameters: ratio of flax seeds and water 1: 2 or 1: 3, water temperature for soaking 60°C, pre-soaking duration 90…120 min. It was suggested that water-soluble polysaccharides of flax seeds, in the case of pre-soaking the seeds during kneading the dough form protein-polysaccharide complexes, changing the protein composition of the dough. This is confirmed by an increasing in samples with soaking of proteins of lower molecular weight by 60% (for whole) and 49% (for crushed) compared to samples without pre-soaking. When soaking both whole and ground flax seeds, the amount of gluten is reduced by 32% and 45% compared to the corresponding samples without soaking.The use of soaking both whole and crushed seeds causes a significant reduction in the duration of the formation of wheat dough.The results of research have shown that the addition of whole and crushed flax seeds has a significant effect on the dynamics of carbon dioxide releasing and changes in the nature of the dynamics of carbon dioxide releasing.In particular, enrichment of the liquid phase of wheat dough with solutions of flax polysaccharides, water-soluble protein substances promotes more intensive release of carbon dioxide and changes the nature of the dynamics of carbon dioxide release in one-stage fermentation for samples with crushed dry and pre-soaked and dryflax seeds.It is recommended to reduce the fermentation time for the sample with whole seeds to 90 minutes, and for samples with crushed and pre-soaked flax products to 60 minutes.It was noted that the addition of flax seeds increases the viscosity of the system, which causes a slower heating of the layers of wheat dough during baking and prolongs the baking time by3…6 minutes compared to the control.Gravimetric analysis has shown that bread with soaked flax seeds increases the content of bound moisture, reduces the retrogradation of starch, due to slowing formation of associations with amylose and amylopectin of gelatinized starch under the action of the slime-forming flax polysaccharides, which slows down the hardening process.Based on the results of research, recipes and technological instructions for new bakery products have been developed such us «Lonok» bread, «Buterbrodnyi» bread, «Lliana» bun which contain high-linolenic yellow-seed flax varieties in whole and crushed form. Key words: bread, flax seeds, α-linolenic acid, wheat dough, gluten, soaking, crumb microstructure, bakery products, staling.

Дисертація присвячена дослідженню особливостей процесів плазмо-дуговогозварювання різнополярним асиметричним струмом (ПДЗ) алюмінієвих сплавів.Встановлено, що крім основних параметрів, характерних для зварюванняпостійним струмом, таких як сила зварювального струму, швидкість зварювання тавитрати плазмоутворюючого газу, при плазмо-дуговому зварюваннірізнополярним струмом додатковими засобами збільшення глибини проплавленняє частота різнополярного струму та баланс дуги (тривалість протікання струму припрямій полярності). Збільшення частоти різнополярного струму з 50 до 200 Гцдозволяє збільшити глибину проплавлення швів у 2 -2,5 рази. Шви алюміній-літієвих сплавів, отримані плазмо-дуговим зварюванням різнополярним струмоммають, на 30% вищі показники міцності та ударної в'язкості при позацентровомурозтягуванні у порівнянні зі швами, отриманими звичайним аргонодуговимзварюванням неплавким електродом. Розроблено заходи боротьби з газовоюпористістю при зварюванні алюміній-літієвих сплавів за рахунок зміни тиску нарідкий метал внаслідок модуляції зварювального струму або імпульсногоподавання плазмоутворюючого газу. Встановлено, що більш ефективним,порівняно з модуляцією струму, є імпульсне подавання (з частотою 4-6 Гц)плазмоутворюючого газу із співвідношенням максимальних витрат до мінімальних10:1 при рівні мінімальних витрат порядку 0,1 л/хв. При цьому зі збільшеннямшвидкості зварювання до 200 см/хв не спостерігається погіршення формуванняповерхні шва, яке притаманне зварюванню з модуляцією струму. Визначено вплившвидкості на показники міцності зварних з'єднань алюмінієвих сплавів з різнимхімічним складом. Виявлено ефект «пікової» швидкості зварювання – зростанняпоказників міцності з ростом швидкості зварювання до певної величини швидкостізварюванні. Після досягнення «пікової» швидкості спостерігається зниженняпоказників міцності. Для термічно зміцнюваних сплавів товщиною 2,0 мм цявеличина знаходиться в діапазоні від 120 до 200 см/хв. При цьому зменшеннякількості міді в основному металі збільшує значення «пікової» швидкостізварювання. Запропоновано комбіноване використання плазмо-дуговогозварювання та зварювання плавким електродом для зварювання алюмінієвихсплавів товщиною до 16 мм за один прохід з розробкою крайок. Виконанопромислове впровадження результатів роботи при виготовленні ПДЗ елементівелектричної арматури на ПАТ «Мотор-Січ» (Україна), а також у серійномувиробництві в ТОВ «НВЦ «ПЛАЗЕР» (Україна) обладнання для ручного,автоматичного (роботизованого) плазмо-дугового зварювання, із яких двакомплекси в даний час експлуатуються на підприємствах та організаціях КНР.Ключові слова: плазмо-дугове зварювання асиметричним різнополярним^UThe thesis is devoted to research features of processes of plasma - arc welding bymultipolar asymmetrical current (PAW) of aluminum alloys. It is established that inaddition to the basic parameters that are typical for DC welding, such as welding current,welding speed and plasma gas flow, in plasma-arc welding with multipolar current,additional means of increasing the penetration depth are the frequency of multipolarcurrent and arc balance (flow duration of direct polarity). Increasing of the frequency ofmultipolar current from 50 to 200 Hz allows to increase the penetration depth of the weldsin 2 -2.5 times. Welds of aluminum-lithium alloys obtained by plasma arc welding withmultipolar current have 30% higher strength and toughness in eccentric tensile comparedto the welds obtained by conventional tungsten inert gas welding. Measures to eliminategas porosity in the welding of aluminum-lithium alloys were developed by changing thepressure on the liquid metal due to modulation of the welding current or pulsing supplyof plasma gas have been developed. It was found that pulse supply (with a frequency of4-6 Hz) of plasma gas with a ratio of maximum flow to minimum 10: 1 at a level ofminimum flow of the order of 0.1 l / min is more efficient than current modulation. In thiscase, with the increase of welding speed up to 200 cm / min, there is no deterioration inthe formation of the weld surface, which is inherent in welds with current modulation.The influence of welding speed on the strength of welded joints of aluminum alloys withdifferent chemical composition is determined. The effect of "peak" welding speed isrevealed, consist in the increasing of strength indexes with increasing welding speed to acertain value. After reaching the "peak" speed, there is a decrease in strength. For heatstrengthenedalloys with a thickness of 2.0 mm, this value is in the range from 120 to 200cm / min. The decrease in the amount of copper in the main metal increases the value ofthe "peak" welding speed. The combined usage of plasma arc welding and gas metal arcwelding for joining aluminum alloys up to 16 mm of thickness at one pass with thetreatment of edges is proposed. The industrial implementation of the results of work inthe manufacture of plasma arc welding of elements of electrical fittings at PJSC "Motor-Sich" (Ukraine), as well as in serial production in LLC "RPS "PLAZER" (Ukraine)equipment for manual, automatic (robotic) plasma arc welding, including two complexeswhich are currently operated by enterprises and organizations of the PRC.

У дисертації вирішено актуальне науково-технічне завдання – встановлення основних закономірностей корозійно-водневої деградації ферито-перлітних сталей у пластовій воді та розроблення методу їх захисту від корозії і корозійно-механічного руйнування за допомогою екологічно безпечного інгібітору. Об'єкт дослідження – корозійно-механічне руйнування ферито-перлітних сталей у вихідному стані та після тривалої експлуатації. Мета роботи – встановити основні закономірності корозійно-водневої деградації ферито-перлітних сталей з урахуванням складу модельних пластових вод та виду експлуатаційного навантаження, а також вивчити можливості підвищення їх корозійної тривкості та опору корозійно-механічному руйнуванню застосуванням екологічно безпечного інгібітору. Методи досліджень: електрохімічні методи; гравіметричний метод; визначення характеристик міцності і пластичності, ударної в'язкості, статичної, циклічної та корозійно-циклічної тріщиностійкості, опору корозійно-статичному руйнуванню, опору втомному та корозійно-втомному руйнуванню; металографічний аналіз; фрактографічний аналіз; методи математичної статистики. Встановлено, що на початковій стадії корозійного руйнування ферито-перлітних сталей у кислому хлоридному розчині, який моделює пластові води, переважає розчинення структурно-вільного фериту, частка якого у мікроструктурі сталі є домінуючим чинником інтенсифікації корозії. Виявлено вплив особливостей мікроструктури ферито-перлітних сталей обсадних труб на їх опір водневій крихкості за умов попереднього електролітичного наводнювання: сталь вищої міцності з дисперснішою мікроструктурою менш схильна до водневої крихкості, ніж сталь з грубозернистою мікроструктурою нижчої міцності. Вперше оцінено ступінь деградації низьколегованих сталей насосних штанг після їх тривалої експлуатації за зниженням їх опору корозії, корозійно-статичному, втомному та корозійно-втомному руйнуванню на стадіях зародження та росту тріщини у кислому хлоридному розчині та запропоновано їх ефективний інгібіторний захист екологічно безпечним таніном від корозії та корозійно-втомного руйнування. Розроблено електрохімічний метод прогнозування ефективності інгібіторного захисту сталей штанг від корозійно-втомного руйнування у пластовій воді. Встановлено, що наводнювання та тривала експлуатація посилюють анізотропію характеристик опору крихкому руйнуванню вальцьованих трубних сталей. Результати дисертаційної роботи у вигляді розроблених методик та рекомендацій впроваджено в УМГ “Прикарпаттрансгаз”, НГВУ “Долинанафтогаз” та ТОВ Фірма “Діалаб” ЛТД.^UAn actual scientific and technical task has been resolved in this work devoted to establishment of the main regularities of corrosion-hydrogen degradation of ferritic-pearlitic steels in formation water and development of the method for their protection against corrosion and corrosion-mechanical fracture with environmentally friendly inhibitor. The object of the study is corrosion-mechanical fracture of ferritic-pearlite steels in the as-received state and after long-term operation. The purpose of the research was to establish the basic regularities of corrosion-hydrogen degradation of ferritic-pearlitic steels taking into account composition of model formation waters and type of operational loading, as well as to study the possibilities of increasing their corrosion resistance and resistance to corrosion-mechanical fracture with environmentally friendly inhibitor. Research methods: electrochemical methods; gravimetric method; determination of characteristics of strength and plasticity, impact toughness, fracture toughness, resistance to stress corrosion cracking, fatigue and corrosion-fatigue crack growth; metallographic analysis; fractographic analysis; methods of mathematical statistics. It has been established that the initial stage of corrosion of the ferritic-pearlitic steels in an acid chloride solution modelling formation water consists in the predominant dissolution of structural-free ferrite, the fraction of which in the steel microstructure is the dominant factor of corrosion intensification. The influence of microstructure features of ferritic-pearlitic steels of casing pipes on resistance to hydrogen embrittlement under preliminary electrolytic hydrogenation has been revealed: the steel with higher strength and with more dispersed microstructure is less susceptible to it than the steel with lower strength and with coarse-grained microstructure. For the first time, degradation degree of the low-alloyed steels of pump rods after their long-term operation has been estimated by reducing their corrosion resistance, resistance to stress corrosion cracking, fatigue and corrosion-fatigue crack growth and durability in an acid chloride solution and their effective inhibitory protection against corrosion and corrosion-fatigue with environmentally friendly tannin has been proposed. An electrochemical method for predicting the effectiveness of inhibitory protection of rod steels against corrosion and fatigue failure in formation water has been developed. It has been established that hydrogenation and long-term operation increase the anisotropy of brittle fracture resistance characteristics of rolled pipeline steels. The results of the work in the form of developed methods and recommendations were implemented in Affiliate "Prykarpattransgaz", Firm "Dolynaftogaz" and LLC Firm "Dialab" LTD.

Робота присвячена вивченню відгуку систем феромагнітних наночастинок зважених у рідині на зовнішнє періодичне магнітне поле. Зокрема, вивчається вплив термостату та міжчастинкової взаємодії на потужність втрат а, також вплив термостату на транспортні властивості частинок, що знаходяться під синхронізованою дією періодичної сили та магнітного поля, що здійснює коливання. Аналітично і чисельно продемонстровано, що дія термостату призводить до зниження потужності втрат, при цьому для малих частот це зниження є суттєвим, а для великих – практично ні. Моделюванням установлено, що взаємодія ж завдяки декільком механізмам коригує дію термостату як у сторону збільшення, так і у сторону зменшення потужності втрат. З використанням розробленої методології чисельно верифікується побудована статистична теорія дрейфу наночастинок, в якій враховується як температурна залежність динамічної в'язкості рідини, так і теплові флуктуації.^UThe research is devoted to the response of ensembles of ferromagnetic nanoparticles suspended in a liquid to an external periodic field. In particular, the effect of the thermal bath and inter-particle interaction on the power loss is studied in detail, and also the effect of the thermal bath on the transport properties of particles under the synchronized action of a periodic force and field, whose vector oscillates. It is analytically and numerically demonstrated that the action of the thermostat leads to a decrease in power losses, while for low frequencies this decrease is significant, and for large - almost no. The simulation shows that the interaction due to several mechanisms corrects the action of the thermostat both in the direction of increase and in the direction of decrease in power losses. Using the developed methodology, the developed earlier statistical theory of nanoparticle drift is numerically verified, which takes into account both the temperature dependence of the dynamic viscosity of the liquid and thermal fluctuations.

Продемонстровано шляхи мініатюризації структури мікросмужкових НВЧ резонаторів з використанням щільно упакованих фрактальних топологій. Виготовлено серію мініатюрних фрактальних YBCO мікросмужкових резонаторів з експериментальних НВЧ характеристик яких визначено частотні залежності поверхневого опору YBCO плівок, які добре описуються у рамках дво-рідинної моделі надпровідності. Наведено результати експериментальних досліджень динаміки руху вихорів Абрікосова у вигляді магніто-польових, температурних та кутових залежностей електродинамічних параметрів– коефіцієнтів в'язкості та пінінгу. Показано реалізацію режиму індивідуального двовимірного пінінгу вихорів у тонких YBCO плівках в значному діапазоні зміни полів та температури. Виявлено вплив вигинів топології мікросмужкових Nb, MoRe, YBCO резонаторів на нелінійний відгук. Визначено домінування нелінійного теплового відгуку, який реалізується у слабких місцях границь зерен MoRe та Nb плівок. Продемонстровано практичну реалізацію широкосмугового та вузькосмугового НВЧ надпровідних фільтрів, виготовлених з високотемпературних надпровідних YBCO плівок. Виявлена нелінійна залежність зміни втрат у смузі пропускання вузькосмугового YBCO фільтра від прикладеної потужності НВЧ сигналу.^UIn the dissertation, the scientific problem of microwave electrodynamics of superconducting films Nb, MoRe, YBCO and their application in passive devices of superhigh - frequency (microwave) electronics has been solved. The use of superconductors in microwave electronics is very promising, as it allows to meet needs of more advanced devices compared to existing ones based on normal metals (copper, silver) and to create devices with much better parameters - high-quality resonators, filters and antennas with high signal sensitivity and selectivity, etc. However, there are problems specific to superconducting materials. In particular, it is necessary to reduce the residual surface resistance of the superconducting material in the microwave range, high-frequency energy losses associated with oscillations of magnetic flux trapped or induced by the microwave field associated with Abrikosov vortices, and the nonlinearity of the microwave response inherent in a superconducting material. Superconducting YBCO films on sapphire and LaAlO3 substrates were obtained by pulsed laser deposition. Superconducting niobium films on sapphire substrates have been obtained by magnetron DC sputtering with the addition of a small component of a radio-frequency current. Superconducting films of the MoRe alloy on polycortical substrates were obtained by magnetron sputtering. The studied microstrip structures were fabricated using standard photolithography and subsequent etching, and then placed in a cryostat. The frequency response of the samples was measured using a vector circuit analyzer that operated in an automatic mode in the range from 300 kHz to 3.6 GHz and had a dynamic power change range of 40 dB. During the frequency response experiment, the values of the loaded Q factor and the resonant frequency have been calculated. Numerical calculations (the method of moments) were used to obtain the frequency response of microstrip resonators with different topologies, and copper with a thickness of 10 μm greater than the thickness of the skin layer was chosen as the material. Using the resulting dependence of the quality factor on the frequency and calculating the value of the surface resistance of the copper microstrip, the frequency dependences of the frequency-normalized geometric factor were obtained. It has been shown that the geometric factor increases significantly with increasing frequency for all topologies in the form of a meander, and takes fixed values for topologies in the form of segments and fractals Using approximations of the surface resistance of YBCO film and the calculation of the copper film surface resistance, the frequency dependences of the surface resistance of YBCO and copper films in a wide frequency range were constructed and it was estimated that the studied HTSC films should be used as a replacement for traditional materials.Experimental studies of magnetic-field and temperature dependences of electrodynamic parameters of thin YBCO films were performed at the minimum possible microwave signal power of -40 dBm. It was the way for achieving a linear mode of the microwave response of superconducting films. The measured dependences of the change in the real and imaginary parts of the complex resistance on the magnitude of the magnetic field induction B were linear, i.e., the change in the complex resistance was proportional to the magnetic field induction . This indicated that there were no weak links in the samples. It was shown that the dependence of the Labush parameter kp and the viscosity coefficient on the magnetic field to large values of the magnetic field (~ 1T) was not observed. This indicates that the individual pinning mode was implemented, even near the critical temperature, which may be due to the presence of a large number of long linear and planar defects formed in YBCO films during the deposition. The angular dependences viscosity and kp showed the presence of maxima for the parallel plane of the film of the magnetic field orientation 0o, which may show the presence of internal pinning due to the layered structure of YBCO films. Practical implementations of broad-band and narrow-band microwave superconducting filters made of high-temperature superconducting YBCO films is considered. An experimental comparison of the characteristics of superconducting and copper filters showed significant advantage in the use of superconductors in realizing filters with unique characteristics. Dependence of the variations in the bandwidth loss of a narrow-band YBCO filter on the applied microwave signal power was measured while the presence of a nonlinear response in superconducting filters has been demonstrated. According to the results of the research, we conclude that it is possible to apply superconducting YBCO filters with only small values of the microwave input signal power.

Дисертація присвячена експериментальному дослідженню впливу заміщення атомів водню атомами фтору в молекулах одноатомних аліфатичних спиртів на їх фізичні властивості, зокрема дослідженню зв'язку реологічних та акустичних властивостей фторзаміщених спиртів із їх молекулярною будовою. Експериментально досліджено швидкість поширення ультразвуку, коефіцієнт поглинання ультразвуку, кінематичну в'язкість, густину та показник заломлення у фторзаміщених одноатомних спиртах в інтервалі температур (293–363) К. Розраховано термодинамічні параметри в'язкої течії, модуль пружності, коефіцієнт об'ємної в'язкості, часи акустичної релаксації та коефіцієнт класичного поглинання ультразвуку. Спостерігається різке зростання густини фторзаміщених спиртів, а зсувна в'язкість зростає тим відчутніше, чим більше атомів водню заміщено атомами фтору в молекулі спирту. У фторзаміщених спиртах змінюється коефіцієнт поглинання, швидкість поширення ультразвуку і модуль адіабатичної стисливості. Аналіз акустичних властивостей фторзаміщених спиртів свідчить про те, що, як і в аліфатичних спиртах, механізм поглинання звуку у фторзаміщених спиртах здебільшого зумовлений структурною релаксацією, тобто процесами перебудови асоційованих комплексів переважно завдяки перерозподілу водневих зв'язків.^UThis thesis is devoted to the experimental study of the effect of the substitution of hydrogen atoms by fluorine atoms in the molecules of monoatomic aliphatic alcohols on their physical properties, in particular the connection of rheological and acoustic properties of fluorine-substituted alcohols with their molecular structure. The speed of ultrasonic propagation, ultrasonic absorption coefficient, kinematic viscosity, density and refractive index in fluorine-substituted monohydric alcohols in the temperature range (293–363) K. The thermodynamic parameters of viscous flow, modulus, modulus viscosity, acoustic relaxation times and the coefficient of classical ultrasound absorption. There is a sharp increase in the density of fluorine-substituted alcohols, and the shear viscosity increases the more significantly the more hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms in the alcohol molecule. In fluorine-substituted alcohols, the absorption coefficient, the speed of propagation of ultrasound and the modulus of adiabatic compressibility change. Analysis of the acoustic properties of fluorinated alcohols shows that, as in aliphatic alcohols, the mechanism of sound absorption in fluorinated alcohols is mainly due to structural relaxation, in the processes of rearrangement of associated complexes mainly due to redistribution of hydrogen bonds.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 - динаміка та міцність машин. - Національний технічний університет, «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2021. Дисертація присвячена вирішенню прикладної проблеми розвитку обчислювальних підходів до вивчення особливостей теплових та деформаційних процесів, що супроводжують роботу в'язкопружних матеріалів в машинобудівних елементах з армованими гумовими композитами. Об'єктом дослідження є процеси формування термо-напруженого стану в гумокордних елементах машинобудівних конструкцій, що працюють в умовах циклічної деформації з урахуванням розсіювання енергії.Основні теоретичні положення дисертації сформульовані в рамках фундаментальних теорій пружності та в'язкопружності, теплопровідності та термопружності. Оцінка деформованого та напруженого станів була проведена в рамках інструментів комп'ютерного 3d-моделювання з використанням методу скінченних елементів (МСЕ). Багатошарова структура складених елементів моделювалась явно.Запропоновано уніфікований методологічний підхід до розрахункового моделювання термо-напруженого стану, яке обумовлене та супроводжується накопиченням тепла внаслідок розсіювання енергії при циклічному деформуванні в'язкопружних гумокордних елементів машинобудівних конструкцій. Підхід дозволяє визначити неоднорідний розподіл температурного поля в елементах конструкцій зумовлений циклами експлуатаційних навантажень, а також, вплив цих теплових процесів на напружений і деформований стан конструкцій.Проведено комплекс експериментальних випробувань з циклічного деформування односпрямованих гумоподібних композитів армованих текстильним кордом. В'язкопружні характеристики цього матеріалу та показники тепловиділення, необхідні для застосування обчислювального підходу у прикладних дослідженнях, були експериментально знайдені. Встановлена значна амплітудна залежність модуля втрат та часу релаксації під час циклічного деформування досліджуваного матеріалу. Визначено швидкість стабілізації температури та величину самонагрівання в залежності від частоти та амплітуди циклічної деформації матеріалів.Розроблено спеціальну процедуру та програмне забезпечення для ідентифікації в'язкопружних та дисипативних параметрів матеріалу на основі чисельного моделювання температурного стану циклічно деформованих зразків та експериментальних спостережень. Процедура полягає у пошуку параметрів матеріалу шляхом мінімізації похибки різниці модельованої та експериментально спостережуваної температури самонагрівання методом стохастичної оптимізації. Застосування цього підходу дозволило виявити параметри в'язкості параметрів матеріалу. На основі результатів критичне порівняння обсягу енергії, що виділяється в петлях гістерезису, теоретично розраховане за моделлю з ідентифікованими даними температури самонагрівання в різних умовах навантаження до незалежних експериментальних вимірювань, показало їх задовільну збіжність та обґрунтувало основну методологічну гіпотезу даної робота.Вирішено прикладну інженерну задачу розрахунку термо-напруженого стану пневматичної шини на основі розробленого в дослідженні обчислювального підходу та знайдених експериментальних даних. Створено низку тривимірних СЕ-моделей пневматичних шин, які дозволяють визначати її тепловий та напружений стани, що утворилися в процесі експлуатації. Були створені тривимірні моделі з урахуванням багатошарової структури, криволінійних ортотропних властивостей, геометричної та фізичної нелінійності в рамках підходу субмоделювання.Визначено деформований стану пневматичних шин в залежності від різних умов навантаження, а також від температурного поля, яке утворюється. Досліджено вплив теплового поля на деформований стан пневматичної шини.Отримані в дисертації результати впроваджені у практику проектно-конструкторських, дослідно-конструкторських робіт ВАТ "ROSAVA TIRERS" (шинобудівна та виробнича компанія) та в навчальний процес НТУ "ХПІ".^UThesis is presented for Scientific Degree Candidate of Technical Sciences, speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines. – National Technical University, «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, 2021.The thesis deals with a solution to the applied problem of the development of computational approaches to study the peculiarities of thermal and deformation processes that accompany the work of viscoelastic materials in mechanical engineering elements with reinforced rubber composites.The object of research is the processes of formation of the thermo-stress state in rubber-cord elements of mechanical engineering elements operating in the conditions of cyclic deformation taking into account energy dissipation.The main theoretical statements of the dissertation are formulated in the framework of the fundamental of the theories of elasticity and viscoelasticity, thermal conductivity and thermoelasticity. The assessment of cycling deformed and stressed states have been carried out within the framework of 3d computer modelling tools using the finite element method (FEM). A multi-layer structure of composite elements is modelled explicitly. A unified methodological approach is proposed to the computational modelling of thermo-stress state, which is caused and accompanied by heat accumulation due to energy dissipation during cyclic deformation of viscoelastic rubber-cord elements of mechanical engineering structures. The approach allows to determine inhomogeneous temperature field distribution in structural elements caused by operational load cycles, as well as the impact of these thermal processes on the stressed and deformed states of structures.A set of experimental tests on cyclic deformation of the unidirectional textile reinforced rubbery composites have been done. Viscoelastic characteristics of this material and the heat generation indicators required for the application of the computational approach in applications have been experimentally found. Significant amplitude dependence of the storage modulus and relaxation time is observed during cyclic deformation of the material under study. A level of temperature rate and value of self-heating depending on the frequency and amplitude of cyclic deformation of the materials is determined. A specific procedure and software for the identification of the viscoelastic and dissipative material parameters based on computational modelling of the temperature state of cyclically deformed specimens and experimental observations are developed. The procedure is seeking the material parameters through the minimization of the error of the difference of simulated and experimentally observed self-heating temperature by the method of stochastic optimization. The application of this approach allowed to identify the viscosity parameters material parameters. Based on the results, a critical comparison of an volume of energy released in hysteresis loops that theoretically calculated from the model with identified from self-heating temperature data under different load conditions to independent experimental measurements showed their satisfactory convergence and justified the main methodological hypothesis of the current work. The applied engineering problem of calculation of the thermo-deformed state of a pneumatic tire on the basis of the developed in the research computational approach and found experimental data are solved. A number of three-dimensional FE models of pneumatic tires has been created, which allow to determine its thermal and stressed states that formed in operation. The models have been created in 3d statement considering multilayer structure, curvilinear orthotropic properties, geometric and physical nonlinearity within the submodeling approach. A deformed state of pneumatic tires has been carried out depends on the different load cond itions as well as on the temperature field that is generated. The influence of the thermal field on the deformed state of a pneumatic tire is investigated. The results obtained in the dissertation are implemented in the practice of designing, research and development work of JSC "ROSAVA TIRERS" (tire engineering and manufacturing company), and into the educational process of NTU "KhPI".

Дисертаційна робота присвячена дослідженню впливу перехідного шару скінченої товщини на межі слабо іонізованої неізотермічної плазми на фізичні явища, що відбуваються в цьому шарі між плазмою та стінкою. Визначено загасання електромагнітної хвилі при її косому падінні з діелектрика на поверхню, що межує з плазмою, і поверхневої електромагнітної хвилі внаслідок поглинання енергії цих хвиль електронами плазми, що взаємодіють з нормальною до поверхні розділу складовою електричного поля цих хвиль в перехідному шарі. Знайдено залежності комплексної частоти об'ємних іонно-звукових коливань як функції хвильового вектора в локальному наближенні для неоднорідних рівноважних параметрів плазми. Проведено оцінки впливу випрямленого зондом потенціалу високочастотних хвиль, які збуджуються рамковою антеною, випрямленого потенціалу антени, який виникає при подачі на неї високочастотної напруги і пондеромоторної сили Міллера на результати вимірювань потенціалу ленгмюрівським зондом. З застосуванням оригінального чисельного алгоритму, розробленого в дисертації, проведено оцінки ефекту в'язкості іонів в рівнянні руху іонів і отримано розподіли параметрів плазми з урахуванням в'язкості іонів в квазінейтральному наближенні.^UThe dissertation is devoted to the research of the influence of the sheath of finite thickness on the boundary of weakly ionized nonisothermal plasma on the physical phenomena occurring in this sheath between the plasma and the wall. The damping of an electromagnetic wave at its oblique incidence from the dielectric to the surface adjacent to the plasma and the surface electromagnetic wave due to the absorption of the wave energy by plasma electrons interacting with the normal to the interface surface component of the electric field of this wave in the sheath is determined. The dependences of the complex frequency of the ion-sound oscillations as a function of the wave vector in the local approximation for inhomogeneous equilibrium plasma parameters are found. The influence of the probe rectified potential of high-frequency waves radiated by the frame-type antenna, the rectified antenna potential, caused by high-frequency voltage and Miller's ponderomotor force are calculated. Using the original numerical algorithm developed in the dissertation, assessments of the effect of ion viscosity in the ion motion equation were performed and plasma parameter distributions were obtained taking into account ion viscosity in the quasi-neutral approximation.

Дисертаційна робота присвячена визначенню закономірностей процесівплавлення, перенесення та кристалізації металу при ЕШП в умовах дії зовнішніх,постійних та імпульсних поздовжніх магнітних полів і розробці технічнихрекомендацій щодо їх застосування при виплавці зливків титанових сплавів.Шляхом фізичного моделювання досліджено особливості плавленнявитратного електроду, характеру формування і відриву крапель електродногометалу та їх рух в шлаковій ванні при ЕШП в умовах дії зовнішніх магнітних полів.Експерименти проводили за різними схемами із застосуванням змінного, постійногоі модульованого струму плавки під дією зовнішнього постійного або імпульсногопоздовжнього магнітного поля.В результаті проведених експериментів встановлено, що під дієюпоздовжнього магнітного поля тороїдальні гідродинамічні течії в шлаковій ваннітрансформуються в горизонтальні обертання навколо її осі, що призводить додеформації вільної поверхні шлакової ванни та поверхні поділу шлакова - металеваванни. Величина деформації вільної поверхні ванни залежить від швидкостіобертання розплаву.Фізичним моделюванням встановлено ряд закономірностей. Зокрема,застосування поздовжнього магнітного поля індукцією 0,2...0,35 Тл призводить дозбільшення частоти відриву крапель електродного металу (на 20…30%), зменшенняїх середньої маси (на 10…50%), збільшення траєкторій їх руху (на 30...160%) ітерміну перебування в шлаковій ванні (з 0,2...0,25 до 0,4...0,8 с ), а також дорозосередження місць попадання крапель на дзеркало рідкої металевої ванни.Основні результати фізичного моделювання були апробовані в умовахнатурного ЕШП титану на модернізованому обладнанні під дією поздовжніхмагнітних полів. Експериментально встановлено, що поздовжнє магнітне полеіндукцією 0,2 Тл призводить до зменшення струму плавки (на величину до 20 %) ізбільшення амплітуди його коливань, без цілеспрямованої зміни інших параметрівпроцесу. У випадку застосування імпульсного поздовжнього магнітного полязменшення струму плавки має циклічний характер, а величина цього падіннязалежить від величини індукції і тривалості імпульсів магнітного поля і може сягатидо 70...80%.За допомогою аналізу осцилограм електричних режимів ЕШП під дієюзовнішнього поздовжнього магнітного поля індукцією 0,2...0,28 Тл встановлено, щочастота відриву крапель електродного металу збільшується на 18...62 %, а швидкістьплавлення електроду - на 3…6 %. При цьому, середній діаметр крапель металузменшується на 5…16%, а їх маса на 13...41%.Експериментально встановлено, що поздовжні магнітні поля при ЕШПпризводять до суттєвого подрібнення макроструктури титанових зливків, приодночасному погіршенні якості формування їх бокової поверхні. Визначенооптимальні величини індукції постійного та імпульсного поздовжнього магнітнихполів, які забезпечують максимальну розорієнтацію та подрібнення макроструктуризливків діаметром 70...140 мм, при мінімальному погіршенні якості їх боковихповерхонь та відсутності внутрішніх дефектів. Встановлено, що для постійногомагнітного поля такий діапазон індукції становить В=0,12…0,22 Тл, а дляімпульсного - В=0,18…0,3 Тл при тривалості імпульсів tімп=0,9…2,5 с, та пауз - tп =6…15 с.Досліджено температурні залежності електропровідності, в'язкості таінтервалу твердіння сольових композицій на основі CaF2. На їх основі розробленосольовий, трикомпонентний флюс для ЕШП титану системи CaF2 - SrCl2 - Na3AlF6.Розроблено технологічні рекомендації щодо обладнання, матеріалів, режимівЕШП зливків титанових сплавів у поздовжніх магнітних полях.Способом ЕШП в поздовжньому магнітному полі отримано зливки титановихсплавів ВТ6, ТС6 та ОТ4. Встановлено, що хімічний склад сплавів повністювідповідає вимогам діючих стандартів. При цьому метал зливків характеризуєтьсявисокою хімічною і фізичною однорідністю. Характеристики міцності досліднихзразків відповідають типовим значенням для даних сплавів, а характеристикипластичності і ударної в'язкості перевищують в середньому на 10...25 %.^UDissertation is devoted to determination of regularities of processes of metalmelting, transferring and crystallization at ESR in conditions of effect of external constantand impulse longitudinal magnetic fields and development of technical recommendationson their application for melting of titanium alloys.The peculiarities of melting of the consumable electrode, the nature of formationand detachment of electrode metal droplets and their movement in the slag pool at ESRunder the conditions of external magnetic fields are investigated by mean of physicalmodeling. The experiments were carried out according to different schemes usingalternating, direct and modulated melting current under the action of an external constantor pulsed longitudinal magnetic field.As a result of these experiments it was found that under the influence of alongitudinal magnetic field torroidal hydrodynamic flows in the slag pool are transformedinto horizontal rotation around its axis, which leads to deformation of the free surface ofthe slag pool and the interface slag-metal pools. The amount of deformation of the poolfree surface depends on the speed of its rotation.By means of the physical modeling a number of laws was established. In particular,use of longitudinal magnetic field induction of 0.2...0.35 Tesla leads to a decrease in thefrequency of detachment of electrode metal (by 20...30%), a decrease in their averageweight (up to 10...50%), an increase in their trajectories of movement (up to 30...160%)and the period of passing through slag pool (from 0,2...0,25 to 0,4... 0,8 s), as well as tothe dispersal of places where they fall on the mirror of the liquid metal pool.The main results of physical modeling were tested in the conditions of real ESR onthe modernized equipment for melting under the action of longitudinal magnetic fields. Itwas experimentally established that the longitudinal magnetic field induction of 0.2 Teslaleads to a decrease in the melting current (by up to 20%) and an increase in the amplitudeof its oscillations, without direct change in other parameters of the process. If an impulsemagnetic field is used, the reduction of the melting current has a cyclic nature, and thevalue of its reduction depends on the induction and the duration of its impulses and can beup to 70...80%.By means of analysis of the electric modes of the ESR under the influence of anexternal longitudinal magnetic field induction of 0,2...0,28 Tesla it was established that thefrequency of the electrode metal droplet detachment increases by 18...62 %, and theelectrode melting rate - by 3...6 %. At the same time, the average diameter of metaldroplets decreases by 5...16%, and their mass by 13...41%.It was been experimentally established that the longitudinal magnetic fields at ESRlead to essential refinement of macrostructure of titanium ingots with simultaneousdeterioration of the quality of their lateral surface. The optimum values of induction ofdirect and impulse longitudinal magnetic fields, which ensure the maximum disorientationand macrostructure refinement of ingots of diameter 70...140 mm with minimaldeterioration in the quality of their surface and the absence of internal defects. It wasfound that for the direct magnetic field such induction range is B=0,12...0,22 Tesla, andfor the pulse one - B=0,18...0,3 Tesla with the duration of pulses timp=0,9...2,5 s, andpauses - tp = 6...15 s.The temperature dependence of electrical conductivity, viscosity and solidificationinterval of salt compositions based on CaF2 was investigated. On their basis the salt, threecomponentflux of CaF2 - SrCl2 - Na3AlF6 system for ESR of titanium was developed.Technological recommendations on equipment, materials, regimes for ESR of ingotsof titanium alloys in longitudinal magnetic fields were developed.The pilot ingots of titanium alloys VT-6, TS6 and OT-4 were obtained by ESRmethod in the external magnetic field. It was found that the chemical composition ofalloys fully meets the requirements of current standards. The ingot metal is characterizedby high chemical and physical homogeneity. The characteristics of the strength of the testsamples correspond to the typical values for these alloys, and the characteristics ofductility and impact elasticity exceed on average by 10...25%.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 133 «Галузеве машинобудування». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2020.Дисертаційну роботу присвячено дослідженню процесу просторового друку, а саме впливу основних технологічних параметрів на величину міжшарової адгезії та локальну деформацію нанесеного термопластичного полімерного матеріалу в процесі охолодження, а також вивченню динаміки переміщення виконавчих органів FDM 3D принтерів в залежності від типу конструктивної схеми.Проведено аналітичний огляд сучасного стану досліджень технології просторового друку. Розглянуто основні сучасні технології адитивного виробництва, систематизовано конструкції устаткування 3D друку термопластичними полімерними матеріалами в залежності від кінематичної схеми переміщення виконавчих органів, розглянуто типи конструкцій друкувальних головок на основі патентного пошуку, проаналізовано дослідження фізико-механічних характеристик друкованих виробів в залежності від основних параметрів 3D друку та геометрії нанесення шарів.Проведений огляд показав, що галузь сучасного адитивного обладнання для одержання полімерних виробів надзвичайно швидко розвивається, проте підходи до конструювання нових типів обладнання не враховують властивостей витратного матеріалу. Головним завданням інженерів під час проектування є оптимізація та модернізація існуючих конструкцій. Також недостатньо вивченим є питання процесу формування готових виробів. Проведені дослідження механічних властивостей зразків не дають точних даних про величину та природу міжшарової адгезії, яка є основою адитивних технологій. Навіть в дослідженнях, що проводили випробовування на статичний одноосьовий розтяг в поперечному напрямку до нанесення шарів, була присутня контурна стінка, а це, в свою чергу, є некоректним для встановлення величини міжшарової адгезії.Варто зазначити, що практично не вивченим є питання поведінки розплаву термопластичного матеріалу після його виходу з друкувальної головки, а саме процес його охолодження та взаємодії з попередньо нанесеним матеріалом. Окремою прикладною темою, що також слабо вивчена, є питання динаміки руху виконавчих органів та продуктивності обладнання в залежності від конструктивної схеми.Для моделювання процесу охолодження в роботі використано двовимірну математичну модель нестаціонарної теплопровідності та модель течії неньютонівської неізотермічної рідини. Для моделювання деформування шару полімеру під дією власної ваги з одночасним охолодженням після нанесення на попередній шар розв'язувалась зв'язана термомеханічна задача з урахуванням степеневої залежності в'язкості полімеру від швидкості деформації та законом Арреніуса залежності в'язкості від температури.Отримані результати показали, що за умов інтенсивного обдуву полімер менш ніж за 1 с встигає охолодитись до температур, нижчих за температуру текучості без помітних деформацій. Проте для недопущення короблення та розшарування виробів температура не має виходити за певні межі, що свідчить про те, що повинен бути встановлений певний мінімальний проміжок часу до нанесення наступного шару, різний для різних полімерів і розмірів шару. Це накладає обмеження на допустиму швидкість роботи 3D-принтера.Моделювання дає змогу отримати дані про ступінь заповнення поперечного перерізу виробів, встановити причини появи дефектів та підібрати оптимальні товщини, температури та швидкості друку.Для моделювання процесу розтягу друкованих зразків в поперечному до напряму нанесення шарів застосовано дискретну математичну модель з використанням скінченного елемента для прогнозування деламінації нанесених шарів полімеру.Отримані результати показали, що розшарування відбувається починаючи з країв поверхні контакту шарів за схемою крихкого руйнування. Наведені модель та методика числового моделювання дають змогу прогнозувати міцність друкованих полімерних виробів в напрямі поперек шарів з урахуванням експериментальних даних випробувань друкованих зразків на розтяг.Було проведено відповідні експериментальні дослідження друкованих зразків на розтяг в залежності від геометрії та технологічних параметрів 3D друку таких, як температура та швидкість друку, а також висота та довжина нанесеного шару. Вдосконалено методику проведення відповідних досліджень та створено експериментальну установку для їх проведення, що включає механічну та електронну частини, а також створено програмне забезпечення для обробки даних. Створена установка та відповідні методики використовуються в навчальному процесі під час виконання лабораторних робіт, курсового й дипломного проектування на кафедрі хімічного, полімерного та силікатного машинобудування Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського».^UA thesis for obtaining a scientific degree of a Ph.D on specialty 133 – “Industrial Machinery Engineering”. – National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2020.The dissertation is devoted to the study of the spatial printing process, namely, the impact of the main technological parameters on the value of interlayer adhesion and local deformation of the applied thermoplastic polymer material during the cooling process, as well as the study of the dynamics of movement of the executive parts of FDM 3D printers, depending on the type of design scheme.An analytical review of the current state of research on spatial printing technology is carried out. The main modern technologies of additive manufacturing are considered, the designs of 3D printing equipment with thermoplastic polymeric materials are systematized depending on the kinematic scheme of movement of the executive bodies, the types of designs of printheads based on patent searches are considered, studies of the physical and mechanical characteristics of printed products are analyzed depending on the main parameters of 3D printing and the geometry of the layers.The review showed that the industry of modern additive equipment for the production of polymer products is developing extremely rapidly, however, approaches to the design of new types of equipment do not take into account the properties of consumables. The main design task for engineers is to optimize and modernize existing structures. Also insufficiently studied is the issue of the process of forming finished products. The conducted studies of the mechanical properties of samples do not provide accurate data on the magnitude and nature of interlayer adhesion, which is the basis of additive technologies. Even in the studies, static uniaxial tensile tests were carried out in the transverse direction of the application of the layers, a contour wall was present, and this, in turn, is incorrect for establishing the value of interlayer adhesion.It should be noted that the question of the behavior of the melt of thermoplastic material after it leaves the print head, and the very process of its cooling and interaction with the previously applied material, has practically not been studied. A separate applied topic, also poorly studied, is the issue of the dynamics of motion of the executive bodies and the performance of equipment, depending on the design scheme.To simulate the cooling process, a two-dimensional mathematical model of unsteady thermal conductivity and a model of the flow of a non-Newtonian non-isothermal fluid are used. To simulate the deformation of the polymer layer under its own weight with simultaneous cooling after deposition on the previous layer, a related thermomechanical problem was solved taking into account the power-law dependence of the polymer viscosity on the strain rate and the Arrhenius law of the temperature dependence of viscosity.The results obtained showed that, under conditions of intensive blowing, the polymer in less than 1 s has time to cool to a temperature below the pour point without noticeable deformations. However, to prevent warping and delamination of products, the temperature should not go beyond certain limits, which indicates that a certain minimum period of time must be established before applying the next layer, it is different for different polymers and layer sizes. This imposes restrictions on the allowable speed of the 3D printer.Modeling allows to obtain data on the degree of filling the cross-section of products, establish the causes of defects and select the optimal thickness, temperature and printing speed.To simulate the process of stretching printed samples in the transverse to the direction of application of layers, a discrete mathematical model was applied using a limiting element based on the penalty method to predict the delamination of deposited polymer layers.The results obtained showed that delamination occurs starting from the edges of the contact surface of the layers according to the brittle fracture scheme.The presented model and method of numerical simulation make it possible to predict the strength of printed polymer products in the direction across the layers based on experimental data of tensile tests of printed samples.Corresponding experimental studies of printed samples for rupture were carried out depending on the geometry and technological parameters of 3D printing, such as temperature and printing speed, as well as the height and length of the applied layer.

Дисертаційна робота присвячена встановленню основних закономірностей електроосадження нікелевих та нанокомпозиційних покриттів Ni/TiO2 з іонних рідин – низькотемпературних евтектичних розчинників на основі холін хлориду, етиленгліколю та NiCl2.Встановлено, що у низькотемпературних евтектичних розчинниках зростання кількості води приводить до зменшення густини, поверхневого натягу, в'язкості та підвищення питомої електропровідності, тоді як збільшення концентрації Ni(II) - до збільшення густини, поверхневого натягу, в'язкості та пониження питомої електропровідності. Показано, що реакції електроосадження / електророзчинення на Ni-електроді у рідких сумішах (що містять ethaline, NiCl2 та добавки води), відбуваються як необоротні електрохімічні процеси. Введення води зменшує швидкість перенесення заряду в реакції електроосадження Ni, що викликано індивідуальною адсорбцією молекул води на поверхні гідрофільного нікелю. Підвищення температури, пониження густини та введення додаткової води сприяє отриманню більш якісних і блискучих покриттів, з виходом за струмом реакції електроосадження Ni близьким до 90-100%. Показана можливість електроосадження нанокомпозитів Ni/TiO2 з низькотемпературного евтектичного розчинника ethaline. Поверхні гальванічних осадів стають більш дрібнокристалічними при зростанні концентрації води в електроліті. Введення додаткової води зменшує ступінь неоднорідності електроосаджених Ni-покриттів.Встановлено, що введення води в електроліт на основі DES не призводить до погіршення експлуатаційних властивостей Ni покриттів. Мікротвердість і корозійна стійкість підвищуються при збільшенні вмісту води. Для мікротвердості нанокристалічних Ni-покриттів спостерігається обернення ефекту Холла-Петча.Введення додаткової води в систему, що містить ethaline та нікель хлорид, зменшує ступінь мікронеоднорідності електроосаджених Ni-покриттів.Показано, що співосадження частинок TiO2 з нікелем приводить до вагомого поліпшення функціональних властивостей покриттів. Мікротвердість і корозійна стійкість в агресивному середовищі у композитів вищі, ніж у чистого нікелю. Інкорпорація частинок TiO2 у нікелеву матрицю надає поверхні осаду фотокаталітичну активність стосовно фотохімічної реакції руйнування органічних барвників.Ключові слова: електроосадження, нікель, нікелеві покриття, композити, холін хлорид, етиленгліколь, нікель хлорид, іонні рідини, низькотемпературні евтектичні розчинники, функціональні властивості.^UThe thesis is devoted to the electrodeposition of nickel and Ni/TiO2 composite coating from a special kind of ionic liquids, deep eutectic solvents based on choline chloride, ethylene glycol and NiCl2 (as hexahydrate).It is found that the growth of water content in low-temperature ionic liquids leads to a decrease in density, surface tension, viscosity and an increase in conductivity. An increase in the concentration of Ni(II) ions results in an increase of density, surface tension and viscosity and a decrease of electrical conductivity. It is shown that electrodeposition / electrodissolution reactions on Ni electrodes in liquid mixtures occur as an irreversible electrochemical processes, and the addition of water reduces the rate of charge transfer in the reaction of electrodeposition of Ni.An increase in temperature, a decrease in density and the introduction of additional water provide to fabrication of high-quality coatings. The current efficiency of Ni electrodeposition reaction reaches 90–100%. The content of the titania dispersed phase in composite coatings depends on the TiO2 concentration in the plating bath, the applied current density, and the stirring rate; it may reach 2.35 wt %.Keywords: electrodeposition, nickel, nickel coatings, composites, choline chloride, nickel chloride, ethylene glycol, ionic liquids, deep eutectic solvents.

У дисертації виконано аналіз ефекту зниження ударної в'язкості сталей корпусів реакторів ВВЕР-1000 та повторно опромінених сталей КР ВВЕР-440 в умовах довгострокової експлуатації.Дослідження базувалося на результатах, отриманих при реалізації програм зразків-свідків для корпусів ВВЕР. Зразки опромінено в енергетичних реакторах до флюенсів швидких нейтронів, що відповідають періоду експлуатації корпусів реакторів у понад 60 років.У роботі проаналізовано зниження в'язких властивостей корпусних сталей під впливом опромінення, для сталей КР ВВЕР-1000 емпірично показано наявність кореляції ударної в'язкості з іншими параметрами, такими як поперечне розширення зразка після руйнування та границя текучості сталі. Для матеріалів КР ВВЕР-440, повторно опромінених після відновлювального відпалу, за зміною положення верхнього шельфу температурної залежності ударної в'язкості прослідковано зниження в'язких властивостей та показано вплив вмісту фосфору у металі ЗШ на енергію верхнього шельфу. Також продемонстровано, що для матеріалів з низьким значенням верхнього шельфу може спостерігатися штучне завищення температури крихкості та невиправдане обмеження ресурсу КР.Ключові слова: корпус реактора ВВЕР, зразки-свідки, ударна в'язкість, довготривале нейтронне опромінення, окрихчування металу, крива Шарпі, енергія верхнього шельфу, поперечне розширення, доля в'язкої складової.^UThe thesis describes the effect of impact toughness decrease for WWER-1000 reactor pressure vessel (RPV) steels and re-irradiated WWER-440 RPV steels under the long-term operation.The study was based on surveillance-specimens test results for WWER RPVs. The specimens were irradiated in power reactors to fast neutron fluences, corresponding to the period of more than 60 years RPV operation.The paper analyses decrease in ductile properties of RPV steels under the impact of neutron irradiation. Correlation of impact toughness with other parameters, such as lateral expansion and yield strength, is empirically shown for WWER-1000 RPV steels.For WWER-440 RPV materials, re-irradiated after recovery annealing, the change in upper shelf energy level of impact toughness temperature dependence showed a decrease in metal ductile properties. It is also shown the effect of phosphorus content in weld metal on the upper shelf energy. It is demonstrated that for materials with low upper shelf energy value there may be an artificial overestimation of critical temperature of brittleness and unjustified RPV life limitation.

В роботі вирішено важливу науково-технічну проблему в системі експлуатації піднімально-транспортних машин морських портів – визначення залишкової міцності великогабаритних металоконструкцій портових кранів в умовах їх наднормативної експлуатації. Вирішення проблеми полягає в створені ефективного методу технічного діагностування, розвитку теорії та практики методів розрахунку залишкової міцності металоконструкцій. Встановлено кореляцію між ступенем експлуатаційної деградації сталей портових кранів і певним рівнем експлуатаційної напруженості металу різних елементів конструкції в діапазоні від 50 до 150 МПа: що вище рівень напружень, тим нижчий рівень опору крихкому руйнуванню. Виявлено інтенсивніше експлуатаційне зниження ударної в'язкості тривало експлуатованих сталей випробуваннями зразків, вирізаних поперек напряму вальцювання прокату. На цій основі для оцінювання опору крихкому руйнуванню сталей портових металоконструкцій слід віддавати перевагу випробуванням поперечних зразків.Досліджено вплив тривалої експлуатації і багатоциклового навантаження в лабораторних умовах на електрохімічні характеристики сталей, які використовуються в кранобудівництві, і встановлено, що поляризаційний опір є чутливим інформативним параметром для оцінювання експлуатаційної деградації сталей портових кранів. Побудована кореляційна залежність між ним і зміною ударної в'язкості, яка послужила основою для розроблення неруйнівного методу діагностування деградації сталей тривало експлуатованих портових кранів. Розроблено і впроваджено методику вимірювання поляризаційного опору сталей металоконструкцій портових кранів в польових умовах. На прикладі різних перевантажувальних портових машин проведена інженерна апробація запропонованого електрохімічного методу діагностування експлуатаційної деградації механічних властивостей сталей морських портових кранів.^UThe paper solves an important scientific and technical problem in the system of operation of hoisting and transport machines of seaports - determining the residual strength of large metal structures of port cranes in terms of their excessive operation. The solution is to create an effective method of technical diagnosis, development of theory and practice of methods for calculating the residual strength of metal structures.Practice shows that the existing regulations do not provide structural strength of cranes, as they do not take into account the operational degradation of the mechanical characteristics of steels. It is established that the traditional characteristics of strength and ductility change slightly, but the toughness is catastrophic, which is the main reason for the sudden destruction of metal structures. Microfractographic analysis substantiates the reason for the sharp decrease in the resistance to brittle fracture of rolled steel steels - microbundling between the fibers of the structure and elongated non-metallic inclusions in the rolling direction.

Дисертаційна робота присвячена комплексному дослідженню оптичних та теплофізичних властивостей розчинів фулерену С60 в о-ксилолі з ціллю встановлення фізичної природи їх аномальної концентраційної поведінки, поясненню явища структурування базової рідини при додаванні невеликої кількості фулерену та розв'язанню проблеми пошуку універсального підходу до врахування внеску наночастинок у структуру та властивості базових рідин. У роботі наведено аналіз результатів комплексного експериментального дослідження впливу наночастинокфулерену С60 на оптичні (оптична густина) і теплофізичні (густина, в'язкість, тиск насиченої пари, поверхневий натяг) властивості о-ксилолу в широкому інтервалі параметрів стану. Показано, що структурні зміни базової рідини відображаються на всіх розглянутих властивостях дослідної системи у вигляді їх аномальної концентраційної поведінки. На основі ідей флуктуаційної теорії рідин та отриманих результатів, в даній роботі в якості визначального фактору пропонується використовувати характер температурної і концентраційної поведінки середньоквадратичної флуктуації густини (об'єму), враховуючи її визначальну роль у аномальній поведінці теплофізичних властивостей нанофлюїдів. Запропоновано дві моделі розрахунку в'язкості фулерен-містких нанофлюїдів. Перша з них базується на термодинамічній подібності нанофлюїдів до базової рідини, друга - на концепції вільного об'єму. У роботі розроблено аналітичну модель розрахунку поверхневого натягу фулерен-містких нанофлюїдів за даними тиску насиченої пари.^UThe thesis is devoted to a complex investigation of optical and thermophysical properties of solutions of fullerene C60 in o-xylene in order to establish the physical nature of their anomalous concentration behavior, to explain the phenomenon of structuring the base fluid with a small amount of fullerene additives and to solve the problem of finding a universal approach to accounting the contribution of nanoparticles on the structure and properties of base fluids.The results of a complex experimental study of the effect of fullerene C60 nanoparticles on the optical (optical density) and thermophysical (density, viscosity, saturated vapor pressure, surface tension) properties of o-xylene in a wide range of state parameters are analyzed. It is shown that the structural changes of the base fluid are reflected on all mentioned properties of the studied system as an anomalous concentration behavior.Based on the ideas of the fluctuation theory of liquids and obtained results, it is proposed to use the character of temperature and concentration behavior of the mean square density (volume) fluctuations as a determining factor in the anomalous behavior of the thermophysical properties of nanofluids.Two models for calculating the viscosity of fullerene-containing nanofluidsare proposed. The first one is based on the thermodynamic similarity of nanofluids and the base fluid, the second one – on the concept of free volume. An analytical model for calculating the surface tension of fullerene-containing nanofluids using data on the saturated vapor pressure is developed.

У дисертаційній роботі вирішена важлива науково-практична задача, що полягає у підвищенні довговічності покриттів дорожніх одягів влаштованих з щебенево-мастикових асфальтобетонних сумішей за критеріями міцності та стійкості до утворення колії. В роботі теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено, що просторовий мінеральний кістяк в щебенево-мастикових асфальтобетонах відіграє провідну роль в забезпеченні їхньої стійкості до накопичення пластичних деформацій.Наведені результати дослідження впливу марочної в'язкості дорожніх бітумів, а також модифікуючих полімерних добавок до бітумів, на властивості щебенево-мастикових асфальтобетонів, їхні розрахункові характеристики за різних температур. За результатами порівняльних досліджень колієстійкості щебенево-мастикових асфальтобетонів різних гранулометричних видів в умовах прикладання багатократних циклічних навантажень за різних температур та рівнях навантаження на колесо встановлено, що зі збільшенням розміру зерен щебеню та їх вмісту у складі мінеральної частини глибина колії зменшується. Показано, що щебенево-мастиковим асфальтобетонам на бітумах більшої марочної в'язкості властиві більші колієстійкість та значення розрахункових характеристик.^UThe thesis covers an important scientific and practical problem which lies in the increase of the durability of the road pavements made of stone mastic asphalt mixtures on the criteria of strength and rutting formation resistance. The paper theoretically substantiates and experimentally confirms that the spatial mineral skeleton in stone mastic asphalt concretes plays a key role in providing of their resistance to the accumulation of plastic deformations. According to the results of comparative studies of rutting resistance of stone mastic asphalt concretes of different granulometrical types in the conditions of repeated cyclic loadings at different temperatures and wheel load levels it is established that with increasing of the crushed stone grain size and their content in the mineral part the rut depth decreases. The thesis presents the results of comparative experimental studies of resistance to rutting formation of fine-graded and coarse-graded stone mastic asphalt concretes. It has been shown that stone mastic asphalt concretes based on bitumens of higher grade viscosity have higher rutting resistance. It has been experimentally established that more intensive increase of rut depth with the increase of asphalt pavement temperature from 50 °C to 65 °C is proper to stone mastic asphalt concretes with smaller crushed stone grain size. The obtained results of experimental researches testify to bigger resistance to rutting formation in the operational range of temperatures of stone mastic asphalt concretes with the bigger maximum size of grains of crushed stone in comparison with SMA with the minimum size of grains of crushed stone. Comparative studies of rutting resistance of stone mastic asphalt concretes of different granulometric types showed that the increase in the composition of the mineral part of the maximum grain size of crushed stone from 10 mm to 40 mm causes a decrease of rut depth by 1,8 times. It was experimentally established that more intense increase of the rut depth with increasing of pavement temperature is further facilitated by the increase of the vehicle wheel pressure on the surface of the layer of stone mastic asphalt pavement. It is established that the use of bitumen modified by polymers of the thermoelastoplast class for the preparation of stone mastic asphalt concrete mixtures has a greater effect on the increasing of the rutting resistance of stone mastic asphalt concrete with a smaller crushed stone size. It is experimentally proved that the usage of natural bitumens for modification of bitumens and stone mastic asphalt mixtures directly in the asphalt mixer at the stage of their preparation causes an increase of strength and rutting resistance in comparison with SMAM prepared on the initial bitumen. The dependences of the design characteristics of stone mastic asphalt concrete of different granulometric types on the grade viscosity of bitumens used for their preparation are determined. The growth of the values of the modulus of elasticity and bending tensile strength of stone mastic asphalt concretes based on the polymer-modified bitumens, which are the design characteristics required for the calculation of non-rigid pavement structures, has been experimentally confirmed. It is established that with the decrease of the maximum grain size of crushed stone in the composition of stone mastic asphalt concrete and the increase of the grade viscosity of bitumen used for preparation of the mixture the values of calculated modulus of elasticity and bending tensile strength increase. The research and production check of the research results in the road-building organizations during the construction of pavement layers of the increased durability by criterion of rutting stability is carried out. The results of the research are implemented in production conditions during road maintenance on highways in Kharkiv, Volyn and Ivano-Frankivsk regions by arrangement resistant to accumulation of plastic deformations of stone mastic asphalt concrete pavement layers. The results of the thesis research were implemented during the development of three standards and two industry recommendations.

Робота присвячена вирішенню проблеми нестійкості критичного стану жорстких надпровідників. Вирішена задача стійкості критичного стану двошарового жорсткого надпровідника другого роду, шари якого мають різні фізичні властивості (густина критичного струму, питома теплота та критична температура). У випадку виникнення нестійкості критичного стану у надпровідному монокристалі YBa2Cu3O7−δ та входження в нього магнітного потоку запропоновано індукційно-струмову модель виникнення інверсії магнітного моменту зразка, схематично побудовано перетворення картини індукції у зразку внаслідок гігантської термомагнітної лавини. З використанням еліптичної моделі критичного стану проведено моделювання шорстких фронтів магнітного потоку та контурів індукції у довгому циліндрі з жорсткого надпровідника другого роду. Проаналізовано систему рівнянь, що описують власні та вимушені коливання ізольованої пружної вихорової нитки при урахуванні різних сил, що впливають на її рух: Лоренца, пінінгу, пружності та в'язкості. У рівняннях враховано інерційні властивості вихору, які обумовлені різними механізмами масивності.^UThe work is devoted to solving the problem of instability of the critical state of hard superconductors. The problem of the critical state stability of a bilayer type-II superconductor, whose layers have different physical properties (critical current density, specific heat, and critical temperature) was solved. In the event of instability of a critical state in a superconducting YBa2Cu3O7−δ single crystal and filling it with magnetic flux, an induction-current model of the inversion of the magnetic moment of the sample is proposed, a transformation of the induction pattern in the material due to a giant thermomagnetic avalanche is schematically constructed. The rough magnetic flux fronts and induction contours in a long hard type-II superconducting cylinder were emulated using the elliptic critical-state model. The solutions of the forced oscillations of the single elastic vortex line have been analyzed considering different affecting on movement forces: pinning, elasticity, viscosity and Lorenz force. Also vortex inert properties due to the different mechanisms of massiveness have been taken into account.

Дисертація присвячена встановленню закономірностей впливу модифікування дисперсними частинками оксидів, карбідів та сполук на основі титану (SiC, VC, NbC, TiC, ZrO2, Al2O3, MgO, TiO2, FeTi, TiN) на особливості структуроутворення та механічні властивості металу зварних швів високоміцної низьколегованої сталі 14ХГНДЦ. Досліджено структуру, розподіл та склад неметалевих включень та фазових виділень металу модифікованих зварних швів високоміцної низьколегованої сталі 14ХГНДЦ. Створена методика оцінки кінетичних параметрів структурно-фазового перетворення. Визначені кінетичні параметри: величина максимальної інтенсивності та об'ємний ефект структурно-фазового перетворення, які характеризують ступень зміни об'єму металу при перебудові кристалічної решітки в ході структурно-фазового перетворення. Визначено температури максимальної інтенсивності перетворення для металу модифікованих швів. Проведено аналіз взаємозв'язку кінетичних параметрів структурно-фазового перетворення, хімічного складу, температур перетворення аустеніту, структурно-фазового складу та механічних характеристик металу модифікованих швів сталі 14ХГНДЦ.Визначено механізм впливу різних типів модифікаторів (карбідні, оксидні та сполуки на основі титану) на кінетику структуроутворення металу зварних швів. Встановлено, що карбідні модифікатори впливають на кінетику перетворення та формування вторинної кристалічної структури через розчинення і зміну складу твердого розчину; оксидні модифікатори та модифікатори на основі сполук титану розчиняються та виділяються на поверхні неметалевих включень, а також у вигляді нових неметалевих включень, які впливають на структуроутворення і механічні властивості модифікованого металу зварних з'єднань. Встановлено, що модифікатори на основі сполук титану призводять до формування неметалевих включень, що утворюються всередині зерна металу з щільністю дислокацій 1010–1011 см-2 навколо включення, підвищують значення міцності металу і знижують тріщиностійкість; оксидні неметалеві включення утворюються поблизу границь зерен металу з щільністю дислокацій 108–109 см-2 навколо включення і підвищують значення пластичності та ударної в'язкості металу.Дослідно-промислову перевірку можливості застосування технології модифікування зварного шва високоміцних низьколегованих сталей проведено на ПрАТ НКМЗ (м. Краматорськ), для сталей марок А514 та 16ХГМФТР. При порівнянні механічних властивостей металу швів отриманих порошковими дротами зарубіжних (BÖHLER NiCrMo 2.5 – IG, BOHLER X 70 - IG) марок з металом отриманим з застосуванням експериментальних порошкових дротів з дисперсними модифікаторами TiO2 та Al2O3 встановлено, що використання більш дешевих вітчизняних зварювальних матеріалів дозволяє забезпечити необхідний рівень механічних властивостей металу зварного з'єднання.^UThe dissertation is devoted to the establishment of regularities of influence of modification by dispersed particles of oxides, carbides and compounds on the basis of titanium (SiC, VC, NbC, TiC, ZrO2, Al2O3, MgO, TiO2, FeTi, TiN) on features of structure and mechanical properties of metal of welded joints of high strength low alloy steel 14KhGNDC. The structure, distribution and composition of non-metallic inclusions and phase precipitates of modified metal of welded joints of high strength low alloy steel 14KhGNDC were studied. A new method for estimating the kinetic parameters of the structural-phase transformation has been developed. The kinetic parameters are determined: the value of the maximum intensity and the volume effect of the structural-phase transformation, which characterize the degree of change in the volume of the metal during the reconstruction of the crystal lattice during the structural-phase transformation. The temperatures of the maximum intensity of structural-phase transformation for the metal of modified welded joints are determined. An analysis of the relationship between the kinetic parameters of the structural-phase transformation, chemical composition, transformation temperatures of austenite, structural-phase composition and mechanical characteristics of the metal of modified welded joints of steel 14KhGNDC.The mechanism of influence of different types of modifiers (carbide, oxide and titanium-based compounds) on the kinetics of structure formation of weld metal is determined. It is established that carbide modifiers affect the kinetics of transformation and formation of the secondary crystal structure due to the dissolution and change of the composition of the solid solution; oxide modifiers and modifiers based on titanium compounds are dissolved and released on the surface of non-metallic inclusions, as well as in the form of new non-metallic inclusions, which affect the structure and mechanical properties of the metal of modified welded joints. It is established that modifiers based ontitanium compounds lead to the formation of non-metallic inclusions formed inside the metal grain with a dislocation density of 1010–1011 cm-2 around the inclusion, increase the strength of the metal and reduce resistance to cracking; oxide non-metallic inclusions are formed near the grain boundaries of the metal with a dislocation density of 108–109 cm-2 around the inclusions and increase the values of ductility and toughness of the metal.Experimental and industrial verification of the possibility of applying the technology of modification of the welded joints of high strength low alloy steels was carried out at PJSC NKMZ (Kramatorsk), for steels grades A514 and 16KhGMFTR. When comparing the mechanical properties of the metal of the seams obtained by welding wires of foreign (BÖHLER NiCrMo 2.5 - IG, BOHLER X 70 - IG) brands with the metal obtained using experimental welding wires with dispersed modifiers TiO2 and Al2O3 found that cheaper use of domestic materials allows the level of mechanical properties of the welded joints of high strength low alloy steels.