Variational methods for solving nonlinear boundary problems of statics of hyper-elastic membranes

A number of important results of studying large deformations of hyper-elastic shells are obtained using discrete methods of mathematical physics. In the present paper, using the variational method for solving nonlinear boundary problems of statics of hyper-elastic membranes under the regular hydrostatic load, we investigate peculiarities of deformation of a circular membrane whose mechanical characteristics are described by the Bidermann-type elastic potential. We develop an algorithm for solving a singular perturbation of nonlinear problem for the case of membrane loaded by heavy liquid. This algorithm enables us to obtain approximate solutions both in the presence of boundary layer and without it. The class of admissible functions, on which the variational method is realized, is chosen with account of the structure of formal asymptotic expansion of solutions of the corresponding linearized equations that have singularities in a small parameter at higher derivatives and in the independent variable. We give examples of calculations that illustrate possibilities of the method suggested for solving the problem under consideration

"Rural Agglomerations” and "Rural Associations of Settlements” — Possible Directions for the Development of Local Self-Government in the North-West of Russia

The problem of improving the effectiveness of local self-government in the Russian Federation is particularly complex. Geographical and historical prerequisites work against economic efficiency and proportional political representation. The concepts of rural agglomerations and rural associations of human settlements can be considered as search directions in the search for a solution to the problem of “efficiency or equality”. The North-West of Russia can be considered as an effective training ground for the development of new management approaches

On the Question of New Forms of Urbanization in the Context of Spatial Development Management in the Republic of Karelia. Article One

In modern conditions, classical approaches to urbanization need to be supplemented. The concept of rural agglomerations based on the development of inter-territorial cooperation of local governments arose. The question about new criteria for the formation of agglomerations was raised. The concept of actual urban settlements is proposed, which involves taking into account the modern characteristics of environmental processes

Features and Prospects for the Development of the Western Planning Sector of the Suburban Zone of the St. Petersburg City Agglomeration

The development of the St. Petersburg agglomeration, like any other Russian and international agglomeration, is not only a spatial, but also a socio-economic process. The genesis of agglomeration is associated with economic and political changes. Spatial change is the consequence of new economic and political challenges. The development of the St. Petersburg agglomeration can and should be considered as a single integrated process, which does not mean denying the advisability of considering agglomeration by sector. This article addresses some issues in the western agglomeration sector

The spheroplastics destruction mechanisms under hydrostatic compression

This paper is devoted to hydrostatic compression testing of glass microspheres and spheroplastics (syntactic foam) based on them. Despite a significant share of the void, for example, with a volume fraction of glass microspheres in the syntactic foam of 0.5, the share of the void will be equal to 0.447. The opposition to hydrostatic compression of this material is surprising.The authors consider that the whole point here is to determine the signs and criteria of destruction of these materials. That is why tests were conducted to determine the strength of spheroplastics and a set of glass microspheres with modeling in the composition of an aqueous emulsion

On the Question of New Forms of Urbanization in the Context of Spatial Development Management in the Republic of Karelia. Article Two

In modern conditions, classical approaches to urbanization need to be supplemented. The concept of rural agglomerations based on the development of inter-territorial cooperation of local governments arose. The question about new criteria for the formation of agglomerations was raised. The concept of actual urban settlements, which involves taking into account the modern characteristics of environmental processes is proposed. The territorial base is the southern part of the Republic of Karelia

ВЛИЯНИЕ ГОНАРТРОЗА НА КИНЕМАТИКУ КОЛЕННОГО СУСТАВА

Aim. To establish peculiarity of the influence of gonarthrosis on kinematics indices of the knee joint at people at the age of 45–60 with the help of markless motion method.Materials and methods. In the research 81 people took part. In the group of the control entered 42 people without symptomatic evidences of gonarthrosis, in the experimental group – 39 people with gonarthrosis of the 1 and 2 degrees at the age of 40 to 65. With the help of the markless motion method and software Brekel Pro Body» was made biomechanical analysis of the kinematics of knee joints.Results. It is established that people at the age of 40 to 65, suffering with gonarthrosis have authentically more angular moments of lateral mode of motions and rotations in knee joints.Conclusion. Under analysis of the kinematics of knee joints, between the control and the experimental groups were fixed significant differences (t-test, p < 0,01). Besides there were fixed differences between dominant and non-dominant limbs, which mean that the force of muscles of lower limbs can also be a modificative factor, which influences on the strain in joints that potentially can lead to the development and/or advance of degenerative damage in the knee joint. Цель. Установить особенность влияния гонартроза на кинематические показатели коленного сустава у людей в возрасте 40–65 лет при помощи метода безмаркерного захвата движений.Материал и методы. В исследовании приняли участие 81 человек. В группу контроля вошли 42 человека без симптоматических признаков гонартроза, в экспериментальную группу – 39 человек с диагнозом гонартроз первой и второй степени в возрасте 40–65 лет. При помощи метода безмаркерного захвата движений и программного обеспечения Brekel Pro Body сделан биомеханический анализ кинематики коленных суставов.Результаты. Установлено, что люди в возрасте 40–65 лет, страдающие гонартрозом, имеют достоверно большие угловые моменты боковых движений и ротаций в коленных суставах.Заключение. При анализе кинематики коленных суставов между контрольной и экспериментальной группами были зафиксированы существенные различия (t-test, p < 0,01). Кроме этого зафиксированы различия между доминантной и недоминантной конечностями, которые означают, что сила мышц нижних конечностей также может являться модифицирующим фактором, влияющим на напряжение в суставах, что потенциально может привести к развитию и (или) прогрессированию дегенеративных повреждений в коленном суставе.

Осложнения хирургического лечения пациентов со свежими переломами вертлужной впадины: систематический обзор

Background.The combination of classical anterior and posterior approaches, as well as their modifications, is recognized as the most effective in acetabular fractures surgical treatment. The use of classical and modified approaches is accompanied by  serious  intra-  and  postoperative  complications  associated  primarily  with  the  duration  of  surgery,  significant  blood loss, tissue trauma, surgical site infection. The aim of review — to determine the main and most frequent complications associated with surgical approaches to the acetabulum. material and methods. Access to literature sources is carried out in the information systems and databases PubMed/Medline, Embase, Scopus, Сochran Library, eLibrary, Wiley Online Library. Keywords: acetabular fractures, surgical treatment, approach to the acetabulum, total hip replacement.Results. The most common intraoperative complications are incorrect fragments reduction, sciatic nerve injury, less often — intraarticular implant position, damage to the superior gluteal artery and other vessels, among the early postoperative complications - wound infection, both superficial and deep, less often — venous thrombosis. Late postoperative complications are mainly represented  by  the  development  of  heterotopic  ossification,  post-traumatic  coxarthrosis,  less  often  revealed  aseptic necrosis of the femoral head, residual protrusion and secondary femoral head lesion. Conclusion. The main approach to the acetabulum are the ileo-inguinal and the Kocher-Langenbeck approach, as well as their combination.Complications were more common using two approaches, especially in cases of simultaneous use. The main intraoperative complications are the sciatic nerve and the superior gluteal artery injury with posterior approaches, the femoral lateral cutaneous nerve with expanded ilio-femoral approach, and the obturator nerve with anterior approaches.Введение. Наиболее эффективным в оперативном лечении переломов вертлужной впадины (ВВ) признан комбинированный подход с сочетанием классических передних и задних доступов, а также их модификаций. Применение классических и модифицированных доступов сопровождается возникающими серьезными интра- и послеоперационными осложнениями, связанными, прежде всего, с длительностью оперативного вмешательства, значительной кровопотерей, травматизацией тканей, развитием хирургической инфекции.Цель – определение основных и наиболее частых осложнений, связанных с применением хирургических доступов к вертлужной впадине.Материал и методы. Доступ к источникам литературы осуществлен в информационных системах и базах данных Pubmed, Embase, Scopus, Medline, Сochran Library, еLibrary, Wiley Online Library. Использованы ключевые слова: переломы вертлужной впадины, оперативное лечение, доступы к вертлужной впадине, эндопротезирование тазобедренного сустава. Результаты. Из интраоперационных осложнений чаще выявляются некорректная репозиция отломков, повреждение седалищного нерва, и реже – расположение части импланта в ВВ, повреждение верхней ягодичной артерии и других сосудов. Среди ранних послеоперационных осложнений отмечена раневая хирургическая инфекция, как поверхностная, так и глубокая, и реже венозные тромбозы. Поздние послеоперационные осложнения в основном представлены развитием гетеротопической оссификацией, посттравматическим коксартрозом, реже выявлялись асептический некроз голоски бедренной кости, остаточная протрузия и вторичное повреждение голоски бедренной кости. Заключение. Основными доступами к вертлужной впадине являются подвздошно-паховый и Кохера-Лангенбека, и их сочетание. Осложнения чаще встречались при использовании двух доступов, особенно в случаях одновременного их применения. Отмечена разновидность интраоперационных осложнений, ранних и поздних послеоперационных осложнений. Основными интраоперационными осложнениями являются повреждение седалищного нерва и верхней ягодичной артерии при задних доступах, бокового кожного нерва бедра при расширенном подвздошно-бедренном, запирательного нерва при передних доступах

Влияние электрического поля на адгезионные характеристики системы полихлоропрен-шунгит

The effect of temperature and external electric field on the adhesion characteristics in the polychloroprene-schungite system was investigated. It is shown that an increase in temperature and orientation of macromolecules of polychloroprene in an external electric field significantly increase the bond strength between the studied components. The detected effects are explained from the viewpoint of the possibility of direct chemical interaction ofshungite with polychloroprene macromolecules oriented in a certain way in the region of an adhesive compound formation. This is facilitated by the structural features of schungite (the presence of paramagnetic centers, fullerene-like structures, metal oxides) and polychloroprene in shungite, as well as by the creation of the most optimal modes for implementing this interaction. To assess the strength of the interaction between polychloroprene and the surface of shungite we used a method for determining the stress of exfoliation of a polymer film from the surface of a shungite plate. It was established that the greatest effect in strengthening the bond between polychloroprene and the surface of shungite is achieved when a polymer film is formed from a solution in carbon tetrachloride on a negative electrode (cathode). The strength of the bond between shungite and the polychloroprene film formed on the cathode is more than two times higher than this parameter when forming the same film on the anode. The energy expended during the peeling of a film formed on the cathode is twice the energy of exfoliation from the shungite plate of the film formed on the anode. The analysis of the change in the supramolecular structure of polychloroprene in the polychloroprene-shungite system as a result of the orientational influence of an external electrostatic field was carried out using the temperature dependence of the tangent of the dielectric loss angle of the systems under study. It is shown that a polychloroprene film formed in an electrostatic field has a more ordered structure compared to a similar sample formed without a field. This fact is evidenced by the shift of the maxima toward higher temperatures in the relaxation spectra of the dipole polarization for the system formed without the field, and the system formed on the cathode. The polychloroprene film containing finely dispersed shungite as a filler and formed on the cathode is characterized by an increased value of the tangent of dielectric loss angle and an increased number of peaks of dipole relaxation in the temperature range studied.Исследовано влияние температуры и внешнего электрического поля на адгезионные характеристики в системе полихлоропрен-шунгит. Показано, что повышение температуры и ориентация макромолекул полихлоропрена во внешнем электрическом поле существенно увеличивают прочность связи между исследованными компонентами. Обнаруженные эффекты, объяснены с точки зрения возможности непосредственного химического взаимодействия шунгита с ориентированными определенным образом макромолекулами полихлоропрена в области формирования адгезионного соединения. Этому способствуют особенности строения шунгита (наличие в шунгите парамагнитных центров, фуллереноподобных структур, оксидов металлов) и полихлоропрена, являющегося полярным эластомером, а также создание оптимальных режимов для реализации такого взаимодействия. Для оценки прочности взаимодействия между полихлоропреном и поверхностью шунгита в работе использован метод определения напряжения отслаивания полимерной пленки от поверхности шунгитовой пластинки. Установлено, что наибольший эффект в упрочнении связи между полихлоропреном и поверхностью шунгита достигается при формировании полимерной пленки из раствора в четыреххлористом углероде на отрицательном электроде (катоде). Прочность связи шунгита с полихлоропреновой пленкой, сформированной на катоде, более, чем в два раза превышает этот параметр при формировании такой же пленки на аноде. Анализ изменения надмолекулярной структуры полихлоропрена в системе полихлоропрен-шунгит в результате ориентационного воздействия внешнего электростатического поля произведен с помощью температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь исследуемых систем. Показано, что пленка полихлоропрена, сформированная в электростатическом поле, имеет более упорядоченную структуру по сравнению с аналогичным образцом, но сформированном без поля. Об этом факте свидетельствует сдвиг максимумов в сторону больших температур в спектрах релаксации дипольной поляризации для системы, сформированной без воздействия поля, и системы, сформированной на катоде. Пленка полихлоропрена, содержащая в качестве наполнителя мелкодисперсный шунгит и сформированная на катоде, характеризуется повышенным значением тангенса угла диэлектрических потерь и увеличенным количеством пиков дипольной релаксации в исследованной температурной области