A novel concept for the manufacture of individual sapphire-metallic hip joint endoprostheses.

At the present time, artificial joints made with metallic, ceramic, metal-polymeric or ceramicpolymeric friction pairs substituting for the natural biomechanic articulations "head of the hip joint-acetabulum" are widely used for endoprosthetic operations on hip joints. Experience gained in the course of more than 2000 operations has shown that along with the advantageous properties of modern endoprosthetic constructions made of metal, ceramics and polymers, they have certain drawbacks. Among them are insufficient biological inertness and susceptibility to excessive wear of the friction pair components. In addition, as a result of wear of the hinge friction pair, toxic and oncologically dangerous products of degradation accumulate in the different organs and tissues. This in turn results in severe complications and demands correspondingly complicated corrective intervention, often leading to worse disability than that which the original operation was designed to cure. The aim of the study reported here was the development and clinical validation of a highly effective and long-lived hip joint endoprosthesis with a sapphire head whose wear capacity is superior to all others. The endoprosthesis consists of a metallic pedicle, a dismountable articulation (metallic necklayer of supramolecular polyethylene-sapphire head) and an acetabular cup. The endoprostheses with the sapphire head proved themselves positively in clinical trials and are considered to be highly promising for future applications

Simulation of effects of metal phase in a diamond grain and bonding type on temperature in diamond grinding

Manufacturing diamond wheels on various bonds is a relatively high-cost process, requiring high labour and high consumption of expensive diamond grains but yielding relatively low productivity. With better knowledge of the various factors involved in the sintering process, the most efficient combinations can be found, leading to higher productivity. Currently, there are no scientifically based recommendations for the choice of the rational combinations of strength, brand of grain, graininess and concentration with the physical–mechanical properties of bonds. The aim of this research is the development of a technique for the theoretical definition of an optimal combination of strength properties of diamond grains and bond to provide maximum retention of diamond grain integrity during the process of diamond wheel manufacture. This is investigated using 3D simulations of the deflected mode of the sintering area of the wheel's diamond bearing layer

Morphological analysis of triangulated models of grinding wheels working surfaces

Methods of obtaining and morphological analysis of a triangulated model of grinding wheels are described. The model is made from a set of photos of the investigated working surface of the wheels, which have a different spatial orientation of the depth field of image space while shooting

Mathematical simulation of motion of working medium at finishing-grinding treatment in the oscillating reservoir

The results of mathematical simulation have been carried out for the pattern of working medium motion providing the technological process of finishing–grinding treatment in an oscillating reservoir. With use of physics laws, it is ascertained and grounded that the flow of granules at the plane wall of reservoir is travelling oppositely to the source of vibrations, whereas the granules are drifting on the cycloid–trochoid trajectories from the wall of reservoir, where the looped displacement is maximal, to the center of reservoir in which the shift of granules is reduced to minimum because of damping and dissipation effect. The received theoretical regulations have a fundamental nature and can be used at the account of technological parameters of designed vibration machines

Визначення глибини джерел сейсмічних подій з використанням даних цифрових каналів Головного центру спеціального контролю та зарубіжних сейсмічних станцій

Among the main parameters of the source of the seismic event, the depth of the hypocentre is of greatest interest, which, as a rule, is determined with the least accuracy. The knowledge of the exact spatial position of the earthquake foci makes it possible to reveal their connection with the features of the structure of the earth’s crust, primarily with active faults. The solution of these problems is primarily ensured by the use of observational data obtained with the help of local, regional or global networks of digital seismic stations, as well as by improving computer technologies and methods of processing digital seismic data. To determine the parameters of low-energy seismic events, the epicenters of which are located within the platform part of the territory of Ukraine, it is expedient to use the data of instrumental observations obtained with the help of the regional network of digital seismic stations of the Main Center for Special Control (MCSK) of the State Space Agency of Ukraine. To increase the accuracy of localization of seismic events, it is necessary, on the one hand, to significantly expand the network of seismic observations, and on the other, to improve the methods for determining the basic parameters of earthquakes. The article analyzes the basic methods for determining the depths of the hypocenters of seismic events. The program-mathematical support allowing to make the depths of the earthquake foci by records of reflected waves and from the data of macroseismic observations is considered. To estimate the depth of seismic sources from the data of digital seismic channels of the MCSK and foreign seismic stations, the amplitude-frequency characteristics of which are available in the «Geotool», a specialized program «Assessment of depth» has been developed. A number of foreign and domestic seismic stations, most suitable for clarifying the depths of hypocenters of earthquakes from the area of the Vranch Mountains, has been determined. A method for determining the depth of an earthquake source from the area of the Vranch Mountains using data from digital seismic stations located at distances of 20—40 km from the center of a seismically active zone is proposed.Среди основных параметров очага сейсмического события наибольший интерес представляет глубина гипоцентра, которая, как правило, определяется с наименьшей точностью. Знание точного пространственного положения очагов землетрясений позволяет выявлять их связь с особенностями строения земной коры, в первую очередь с активными разломами. Решение этих задач обеспечивается прежде всего использованием материалов наблюдений, полученных с помощью локальных, региональных или глобальных сетей цифровых сейсмических станций, а также путем совершенствования компьютерных технологий и методов обработки цифровых сейсмических данных. Для оп-ределения параметров низкоэнергетических сейсмических событий, эпицентры которых находятся в пределах платформенной части территории Украины целесообразно использовать данные инст-рументальных наблюдений, полученных с помощью региональной сети цифровых сейсмических станций Главного центра специального контроля (ГЦСК) Государственного космического агентства (ГКА) Украины. Для повышения точности локализации очагов сейсмических событий необходимо, с одной стороны, существенное расширение сети сейсмических наблюдений, а с другой — совер-шенствование методов определения основных параметров землетрясений. Проанализированы основные методы определения глубин гипоцентров сейсмических событий. Рассмотрено программ-но-математическое обеспечение, что дает возможность уточнять глубины очагов землетрясений по записям отраженных волн и по данным макросейсмических наблюдений. Для оценки глубины сейсмических источников по данным цифровых сейсмических каналов ГЦСК и зарубежных сейс-мических станций, амплитудно-частотные характеристики которых есть в ПМЗ «Geotool», разрабо-тана специализированная программа «Оценка глубины». Определены зарубежные и отечествен-ные сейсмические станций, наиболее подходящие для уточнения глубин размещения гипоцентров землетрясений из района гор Вранча. Предложен способ определения глубины источника земле-трясения из района гор Вранча с использованием данных цифровых сейсмических станций, распо-ложенных на расстоянии 20—40 км от центра сейсмически активной зоны.Серед основних параметрів осередку сейсмічної події найбільший інтерес представляє глибина гипоцентра, яка, як правило, визначається з найменшою точністю. Знання точного просторового положення вогнищ землетрусів дозволяє виявляти їх зв'язок з особливостями будови земної кори, в першу чергу з активними розломами. Вирішення цих завдань забезпечувала-ється насамперед використанням матеріалів спостережень, отриманих за допомогою локальних, регіональних або глобальних мереж цифрових сейсмічних станцій, а також шляхом совершенст-вования комп'ютерних технологій і методів обробки цифрових сейсмічних даних. Для оп-ределенном параметрів низькоенергетичних сейсмічних подій, епіцентри яких знаходяться в межах платформної частини території України доцільно використовувати дані інстр-рументальних спостережень, отриманих за допомогою регіональної мережі цифрових сейсмічних станцій Головного центру спеціального контролю (ГЦСК) Державного космічного агентства (ДКА) України. Для підвищення точності локалізації вогнищ сейсмічних подій необхідно, з одного боку, істотне розширення мережі сейсмічних спостережень, а з іншого - вдосконалення-лення методів визначення основних параметрів землетрусів. Проаналізовано ос-новні методи визначення глибин Гіпоцентр сейсмічних подій. Розглянуто програм-но-математичне забезпечення, що дає можливість уточнювати глибини вогнищ землетрусів по записах відбитих хвиль і за даними макросейсмічних спостережень. Для оцінки глибини сейсмічних джерел за даними цифрових сейсмічних каналів ГЦСК і зарубіжних сейсмічних станцій, амплітудно-частотні характеристики яких є в ПМЗ «Geotool», розробити конструкцію тана спеціалізована програма «Оцінка глибини». Визначено зарубіжні і вітчизняних-ні сейсмічні станцій, які найбільше підходять для уточнення глибин розміщення Гіпоцентр землетрусів з району гір Вранча. Запропоновано спосіб визначення глибини джерела землі-трясіння з району гір Вранча з використанням даних цифрових сейсмічних станцій, распо-викладених на відстані 20-40 км від центру сейсмічно активної зони

Improving the Design of Diamond Wheel for High-Speed Grinding

Grinding at high speeds is a complex process requiring specific tools for successful use. Rotational stresses during high-speed grinding can lead to failure if the wheel is not correctly designed. These results are extremely difficult to be obtained during a large number of field experiments due to the high cost of testing equipment. So, the article describes ways of improving the integrity of the body of the diamond grinding wheel for high-speed regimes using analytical approaches and finite element method

Effect of hydrogen-donor of heavy crude oil catalytic aquathermolysis in the presence of a nickel-based catalyst

The transformations of oil components from the Zyuzeevskoye field during catalytic aquathermolysis in the presence of a nickel-containing catalyst precursor and hydrogen donors were studied. It was found that the yield of gasoline and diesel fractions increased by more than 36% in the case of catalytic aquathermolysis in the presence of tetralin. The maximum conversion of asphaltenes was achieved with a simultaneous slowing down of coke formation by four times. The calculation of the structural-group parameters of initial asphaltenes and the products of thermal cracking and catalytic aquathermolysis was made, and the hypothetical construction of their molecular structures was proposed. It was established that the phase composition, ratio, and morphology of nickel catalysts after catalytic aquathermolysis (CA) and catalytic aquathermolysis with tetralin (CA+T) depend on the amount of “free” hydrogen and are represented by Ni0.96S and Ni9S8

Теоретичне обгрунтування ефективного застосування мікропорошків в алмазних кругах на металевих зв’язках

The article presents theoretical researches of improving the manufacturing process and the subsequent using of grinding wheels from diamond micro powders of diamond on currentcarrying bonds, which allow to reduce the specific consumption of synthetic diamonds in the finishing operations of processing polycrystalline superhard materials It is proposed to use diamond grains with a metal coating in an abrasive tool. 3D analysis of the stress-strain state “diamond grain-coating-bond” system showed ways to reduce the probability of destruction of diamond grains during sintering of the diamond-carrying layer by changing the thickness of the coating, the elastic modulus of its material and other parameters. The calculated low values of the concentration of coated diamond grains provide a significant reduction in their specific consumption in the processing of polycrystalline superhard materials.Сучасні методи обробки полікристалічних надтвердих матеріалів (ПНТМ) дозволяють застосовувати на чистових операціях обробки інструментів алмазні кола на основі дрібнозернистих мікропорошків алмаза на металевих зв'язках. При цьому коефіцієнт використання зерен мікропорошків алмазу недостатньо великий. Стаття представляє теоретичні дослідження, спрямовані на вдосконалення процесу виготовлення шліфувальних кругів з мікропорошків алмаза на струмопровідних зв'язках, що дозволяють знизити питомі витрати синтетичного алмазу на чистових операціях обробки таким інструментом ПНТМ. В якості ефективного способу поліпшення експлуатаційних властивостей дрібнозернистих алмазів, зниження їх питомої витрати в абразивному інструменті і підвищення продуктивності подальшої обробки цим інструментом пропонується застосування зерен з металевим покриттям. При цьому добре розкриття різальних кромок металізованих зерен алмазу забезпечують комбіновані процеси шліфування, що застовуються в практиці обробки ПНТМ.3D аналз напружено-деформованого стану системи “алмазне зерно–покриття–зв’язка” на етапі спікання алмазоносного шару кругів показав шляхи зниження ймовірності руйнування алмазних зерен за рахунок зміни товщини покриття, модуля пружності його матеріалу й інших параметрів. Отримані розрахунковим шляхом значення концентрації алмазних зерен з покриттям, в рази менші тих, що традиційно використовуються, забезпечують істотне збільшення відсотка зерен, які знаходяться на робочій поверхні круга і беруть участь в різанні, а, отже,і значне зниження величини їх питомої витрати.Подальший науковий інтерес становляють дослідження взаємдії алмазних зерен, що мають покриття, у тому числі і багатошарові,з оброблювальними ПНТМ і техніко-економічних показників реальних процесів шліфування алмазними кругами на їх основі

Особливості використання мікропорошків алмазу в кругах на металевій зв'язці

Some issues related to the possibility of increasing the efficiency of shaping blade tools from polycrystalline superhard materials by diamond grinding are considered. It has been established that one of the ways to increase the efficiency of using diamond micropowder grains in circles is to apply thick metal coatings on them. The use of embossed metal coatings on diamond grains can significantly extend their cutting resource. This is explained on the one hand by a stronger adhesion of the coating material to the diamond surface compared to the components of the binder, and on the other hand, a significant increase in the contact surface of the coated grain with the binder of the circle. It was established that the strength of metal and ceramic ligaments should be consistent with the strength of diamond grains sintered with it, and the concentration and graininess of the latter have a significant impact on the integrity of the grains in the sintered layer.Розглянуті деякі питання, пов'язані з можливістю підвищення ефективності процесу формоутворення лезових інструментів з полікристалічних надтвердих матеріалів алмазним шліфуванням. Дослідження останніх років показали, що резерв підвищення ефективності формоутворення лезових інструментів з полікристалічних надтвердих матеріалів (ПНТМ) лежить в області використання кругів на основі мікропорошків алмазу. Встановлено, що одним із шляхів підвищення ефективності використання зерен мікропорошків алмазу в кругах є нанесення на них товстошарових металевих покриттів. Стосовно до умов обробки ПНТМ струмопровідними кругами на основі мікропорошків алмазу особливий інтерес представляють покриття, товщина яких може досягати половини розміру зерна. Використання на алмазних зернах рельєфних товстошарових металевих покриттів дозволяє істотно підвищити їх ріжучий ресурс. Це пояснюється з одного боку більш міцним зчепленням матеріалу покриття з поверхнею алмазу в порівнянні з компонентами зв'язки, а з іншого істотним збільшенням поверхні контакту покритого зерна зі зв'язкою круга. Використання методології 3D моделювання напружено-деформованого стану алмазоносного шару круга при спіканні дозволило встановити, що міцність металевої і керамічної зв'язок повинні узгоджуватися з міцністю алмазних зерен,що з нею спікаються а концентрація і зернистість останніх істотньо впливають на цілісність зерен в шарі, що спікається. Використання, наприклад, алмазних кругів з концентрацією алмазів понад 40% істотно ускладнює отримання алмазоносного шару, характеристика якого відповідала б розрахунковій. Встановлено, що наявність на алмазному зерні рельєфного товстошарового покриття при тих же умовах термосилового навантаження системи істотно зменшує величину напружень на кордоні «зерно-зв'язка», що можна пояснити значним збільшенням поверхні контакту покритого зерна зі зв'язкою круга. Експериментальні дослідження підтвердили факт істотного зниження питомої витрати зерен мікропорошків алмазу з товстошаровими рельєфними металевими покриттями, значення якого наближається до рівня кругів на основі шліфпорошків алмазу