Associative Memory Impairments Are Associated With Functional Alterations Within the Memory Network in Schizophrenia Patients and Their Unaffected First-Degree Relatives: An fMRI Study

Memory impairments are a major characteristic of schizophrenia (SZ). In the current study, we used an associative memory task to test the hypothesis that SZ patients and first-degree relatives have altered functional patterns in comparison to healthy controls. We analyzed the fMRI activation pattern during the presentation of a face-name task in 27 SZ patients, 23 first-degree relatives, and 27 healthy controls. In addition, we performed correlation analyses between individual psychopathology, accuracy and reaction time of the task and the beta scores of the functional brain activations. We observed a lower response accuracy and increased reaction time during the retrieval of face-name pairs in SZ patients compared with controls. Deficient performance was accompanied by abnormal functional activation patterns predominantly in DMN regions during encoding and retrieval. No significant correlation between individual psychopathology and neuronal activation during encoding or retrieval of face-name pairs was observed. Findings of first-degree relatives indicated slightly different functional pattern within brain networks in contrast to controls without significant differences in the behavioral task. Both the accuracy of memory performance as well as the functional activation pattern during retrieval revealed alterations in SZ patients, and, to a lesser degree, in relatives. The results are of potential relevance for integration within a comprehensive model of memory function in SZ. The development of a neurophysiological model of cognition in psychosis may help to clarify and improve therapeutic options to improve memory and functioning in the illness

Associative memory impairments are associated with functional alterations within the memory network in schizophrenia patients and their unaffected first-degree relatives: an fMRI study

Memory impairments are a major characteristic of schizophrenia (SZ). In the current study, we used an associative memory task to test the hypothesis that SZ patients and first-degree relatives have altered functional patterns in comparison to healthy controls. We analyzed the fMRI activation pattern during the presentation of a face-name task in 27 SZ patients, 23 first-degree relatives, and 27 healthy controls. In addition, we performed correlation analyses between individual psychopathology, accuracy and reaction time of the task and the beta scores of the functional brain activations. We observed a lower response accuracy and increased reaction time during the retrieval of face-name pairs in SZ patients compared with controls. Deficient performance was accompanied by abnormal functional activation patterns predominantly in DMN regions during encoding and retrieval. No significant correlation between individual psychopathology and neuronal activation during encoding or retrieval of face-name pairs was observed. Findings of first-degree relatives indicated slightly different functional pattern within brain networks in contrast to controls without significant differences in the behavioral task. Both the accuracy of memory performance as well as the functional activation pattern during retrieval revealed alterations in SZ patients, and, to a lesser degree, in relatives. The results are of potential relevance for integration within a comprehensive model of memory function in SZ. The development of a neurophysiological model of cognition in psychosis may help to clarify and improve therapeutic options to improve memory and functioning in the illness

In situ контроль шероховатости при финишной обработке неметаллических материалов

Описано схему обладнання для моніторингу поверхні в процесі полірування, що здійснюється за допомогою оптичних методів. Відношення інтенсивності променю, що відбивається від поверхні, до інтенсивності падаючого променю дозволяє оцінити коефіцієнт відбивання in situ. Встановлено, що в процесі зменшення шорсткості поверхні її коефіцієнт відбивання збільшується.The optical monitoring system for finishing processing surfaces is described. The relation of intensity of the beam reflected from a surface, to intensity of a falling beam allows to estimate a reflexion index in situ. Increase of reflexion index in process of roughness decrease is established.Описана схема установки для мониторинга поверхности в процессе полирования, осуществляемого при помощи оптических методов. Отношение интенсивности луча, отраженного от поверхности, к интенсивности падающего луча позволяет оценивать коэффициент отражения света in situ. Установлено, что в процессе уменьшения шероховатости поверхности ее коэффициент отражения увеличивается

Розробка принципів проектування технологічних систем для опоряджувальної обробки зубчастих колес

The service properties of gears are mainly formed at the stages of their finishing processing, such as gear grinding, gear shaving, final dimensional calibration, gear honing, smoothing, lapping, burn-in, etc. The main task of the technological systems synthesis for the gears finishing is to determine the optimal parameters and structure of the technological system that ensure the specified properties of the gears. This task is multivariate and is constrained by the absence of general principles for its solution, which determines the individual nature of the development. The proposed principles of design of technological systems for finishing processing on the basis of a system approach provides a solution to the problem of their synthesis in general, that is, by representing the technological system as a generalized design object. The synthesis method is implemented in the form of a logical design scheme, which is interpreted by the morphological model. This model is developed by decomposing the original design problem and regulates the synthesis of informational, optimization and algorithmic systems.Эксплуатационные свойства зубчатых колес в основном формируются на этапах их отделочной обработки с применением различных процессов, таких как зубошлифование, зубошевингование, зубохонингование, притирка, приработка и т. п. Основной задачей синтеза технологических систем отделочной обработки зубчатых колес является определение оптимальных параметров и структуры технологической системы, обеспечивающих заданные свойства зубчатых колес. Эта задача многовариантная и усложненная отсутствием общих принципов ее решения, что обуславливает индивидуальный подход к проектированию технологических систем для различных процессов. Предлагаемые принципы проектирования технологических систем на основе системного подхода обеспечивают решение задачи их синтеза для отделочной обработки вообще, то есть путем представления технологической системы в виде обобщенного объекта проектирования. Метод синтеза реализован в виде логической схемы проектирования, которая интерпретируется морфологической моделью. Эта модель разработана путем декомпозиции исходной задачи проектирования и регламентирует процесс синтеза информационной, оптимизационной и алгоритмической систем объекта проектирования независимо от вида отделочной обработки.Експлуатаційні властивості зубчастих коліс переважно формуються під час їх опоряджувальної обробки із застосуванням різних процесів, таких як зубошліфування, зубошевінгування, зубохонінгування, притирання, припрацювання тощо. Основним завданням синтезу технологічних систем опоряджувальної обробки зубчастих коліс є визначення оптимальних параметрів та структури технологічної системи, що забезпечують задані властивості зубчастих коліс. Це завдання багатоваріантне і ускладнене відсутністю загальних принципів його вирішення, що обумовлює індивідуальний підхід до проектування технологічних систем різних процесів. Запропоновані принципи проектування технологічних систем на основі системного підходу забезпечують вирішення завдання їх синтезу для опоряджувальної обробки загалом, тобто шляхом представлення технологічної системи, як узагальненого об’єкту проектування. Метод синтезу реалізовано у вигляді логічної схеми проектування, яка інтерпретується морфологічною моделлю. Ця модель розроблена шляхом декомпозиції вихідного завдання проектування та регламентує процес синтезу інформаційної, оптимізаційної та алгоритмічної систем об’єкту проектування незалежно від виду опоряджувальної обробки

Визначення геометричних параметрів алмазних зубчастих хонів для опоряджувальної обробки зубчастих колес

The formation of the service properties of the gears occurs at the stages of their finishing using processes such as gear grinding, shaving, gear honing, lapping, etc. The main task of the synthesis of technological systems for the gears finishing processing is to determine the optimal parameters and structure of the technological system that provide the specified properties of gears. One of the first stages of the synthesis of technological systems for the gears finishing processing is the determination of the tool geometric parameters. To determine these parameters, a complex of software-implemented algorithms for their calculation has been developed. Using the example of rolling gear tools such as diamond gear hones, an analysis of the influence the independent characteristics of machine engagement on the area of the tool geometric parameters existence is carry out. Based on this analysis, a model of the tool geometry machine engagement with the machining gear was developed. This model is an integral part of the synthesis of technological systems for the gears finishing processing. As a result of this model functioning, the geometric parameters and optimal shapes of the diamond gear hones working layer have been synthesizedАннотация. Формирование эксплуатационных свойств зубчатых колес происходит на этапах их отделочной обработки с применением таких процессов как зубошлифование, зубошевингование, зубохонингование, притирка, приработка и т. п. Основной задачей синтеза технологических систем отделочной обработки зубчатых колес является определение оптимальных параметров и структуры технологической системы, обеспечивающих заданные свойства зубчатых колес. Одним из первых этапов синтеза технологических систем для отделочной обработки зубчатых колес является определение геометрических параметров инструмента. Для определения этих параметров разработан комплекс программно-реализованных алгоритмов их расчета. На примере обкатных зубообрабатывающих инструментов, таких как алмазные зубчатые хоны, выполнен анализ влияния независимых характеристик станочного зацепления на область существования геометрических параметров инструмента. На основе этого анализа разработана модель геометрии станочного зацепления инструмента с обрабатываемым колесом, которая является составной частью синтеза технологических систем для отделочной обработки зубчатых колес. С помощью этой модели синтезированы геометрические параметры и оптимальные формы рабочего слоя алмазных зубчатых хонов.Анотація. Формування експлуатаційних властивостей зубчастих колес выдбувається на етапі опоряджувальної обробки з використанням таких процесів як зубошліфування, зубошевінгування, зубохонінгування, притирання, прироблення, тощо. Головним завданням синтезу технологічних систем опоряджувальної обробки зубчастих колес є визначення оптимальних параметрів та структури технологічної системи, яка забезпечує задані властивості зубчастих коліс. Одним з перших етапів синтезу технологічних систем для опоряджувальної обробки зубчастих коліс є визначення геометричних параметрів інструменту. З метою визначення цих параметрів розроблено комплекс програмно-реалізованих алгоритмів їх розрахунку. На прикладі обкатних зубообровлювальних інструментів, таких як алмазні зубчасті хони, здійснено аналіз впливу незалежних характеристик верстатного зчеплення на зону існування геометричних параметрів інструменту. На базі цього аналізу розроблена модель геометрії верстатного зчеплення інструмента з оброблювальним колесом, яка є компонентом синтезу технологічних ситем для опоряджувальної обробки зубчастих коліс. Внаслідок функціонування цієї моделі синтезовані геометричні параметри инструменту та оптимальні форми робочого шару алмазних зубчастих хонів

Elaboration of principles for developing technological systems for the finishing of gears

The service properties of gears are mainly formed at the stages of their finishing processing, such as gear grinding, gear shaving, final dimensional calibration, gear honing, smoothing, lapping, burn-in, etc. The main task of the technological systems synthesis for the gears finishing is to determine the optimal parameters and structure of the technological system that ensure the specified properties of the gears. This task is multivariate and is constrained by the absence of general principles for its solution, which determines the individual nature of the development. The proposed principles of design of technological systems for finishing processing on the basis of a system approach provides a solution to the problem of their synthesis in general, that is, by representing the technological system as a generalized design object. The synthesis method is implemented in the form of a logical design scheme, which is interpreted by the morphological model. This model is developed by decomposing the original design problem and regulates the synthesis of informational, optimization and algorithmic systems

Статичний розрахунок пружної системи «шпиндельний вузол» з використанням методу перехідних матриць

Abstract. Methodology, that allows to use the transfer matrices method for the static calculation of spindle unit as elastic system, which consists of a few associate subsystems, has been developed. Restrictions of the dynamic compliances method use for static calculations of «spindle unit» system decomposing has been stated. For such calculations it is suggested to conduct the decoupling of the system with the use of mixed method of indefinable beam systems static calculation. The elastically-deformation model of the «Spindle unit» system, that consist of subsystems: tool, spindle, spindle housing elastically mounted on the machine-tool bed, is being presented. The scheme of decoupling of this system for static calculations has been developed. The analytical solution of task of the elastic displacements calculation in the characteristic points of subsystems has been obtained. The algorithm of static calculation of the «Spindle unit» elastic system has been developed. Offered approach allows applying an identical methodological base for the static and dynamic characteristics simulation of the «Spindle unit» elastic system.Разработана методика, позволяющая использовать метод переходных матриц для статического расчета шпиндельного узла как упругой системы, состоящей из нескольких взаимосвязанных подсистем. Сформулированы ограничения использования метода динамических податливостей для декомпозиции системы «шпиндельный узел» при статических расчетах. Для таких расчетов предложено проводить декомпозицию системы с использованием смешанного метода расчета статически неопределимых стержневых систем. Представлена упруго-деформационная модель системы «шпиндельный узел», состоящей из подсистем инструмента, шпинделя и корпуса, упруго закрепленного на станине станка. Разработана схема декомпозиции этой системы при статических расчетах. Получено аналитическое решение задачи расчета упругих перемещений в характерных точках подсистем. Разработан алгоритм статического расчета упругой системы «шпиндельный узел». Предложенный подход позволяет при моделировании статических и динамических характеристик упругой системы «шпиндельный узел» применять одинаковую методологическую базу.Анотація. Розроблена методика, яка дозволяє використовувати метод перехідних матриць для статичного розрахунку шпиндельного вузла, як пружної системи, що складається з декількох взаємопов’язаних підсистем. Сформульовані обмеження щодо використання методу динамічних податливостей для декомпозиції системи «шпиндельний вузол» при статичних розрахунках. Для таких обчислень запропоновано проводити декомпозицію системи з використанням змішаного методу розрахунку статично невизначених стержневих систем. Подана пружно-деформаційна модель системи «шпиндельний вузол», що складається з підсистем інструменту, шпинделя і корпуса, пружно закріпленого на станині верстату. Розроблена схема декомпозиції цієї системи при статичних розрахунках. Отримано аналітичний розв’язок задачі обчислення пружних переміщень в характерних точках підсистем. Розроблено алгоритм статичного розрахунку пружної системи «шпиндельний вузол». Запропонований підхід дозволяє при моделюванні статичних і динамічних характеристик пружної системи «шпиндельний вузол» застосовувати однакову методологічну базу

Numerical Modeling of Cutting Characteristics during Short Hole Drilling: Part 2—Modeling of Thermal Characteristics

The modeling of machining process characteristics and, in particular, of various cutting processes occupies a significant part of modern research. Determining the thermal characteristics in short hole drilling processes by numerical simulation is the object of the present study. For different contact conditions of the workpiece with the drill cutting inserts, the thermal properties of the machined material were determined. The above-mentioned properties and parameters of the model components were established using a three-dimensional finite element model of orthogonal cutting. Determination of the generalized values of the machined material thermal properties was performed by finding the set intersection of individual properties values using a previously developed software algorithm. A comparison of experimental and simulated values of cutting temperature in the workpiece points located at different distances from the drilled hole surface and on the lateral clearance face of the drill outer cutting insert shows the validity of the developed numerical model for drilling short holes. The difference between simulated and measured temperature values did not exceed 22.4% in the whole range of the studied cutting modes

Determination of the Shear Angle in the Orthogonal Cutting Process

Determination of the shear angle by experimental and analytical methods, as well as by numerical simulation, is presented. Experimental determination of the shear angle was performed by analyzing the chip roots obtained by the method of cutting process quick stop through purposeful fracture of the workpiece in the area surrounding the primary cutting zone. The analytical determination of the shear angle was carried out using the chip compression ratio and was based on the principle of a potential energy minimum. Measurement of the shear angle in the numerical simulation of orthogonal cutting was performed using the strain rate pattern of the machined material at the selected simulation moment. It was analyzed how the parameters of the Johnson–Cook constitutive equation and the friction model affect the shear angle value. The parameters with a predominant effect on the shear angle were determined. Then the generalized values of these parameters were established with a software algorithm based on identifying the intersection of the constitutive equation parameter sets. The use of generalized parameters provided the largest deviation between experimental and simulated shear angle values from 9% to 18% and between simulated and analytically calculated shear angle values from 7% to 12%

Determination of Johnson–Cook Constitutive Parameters for Cutting Simulations

The Johnson–Cook constitutive equation is very widely used for simulating cutting processes. Different methods are applied for establishing parameters of the constitutive equation. Based on the methods analysed in this study, two algorithms were worked out to determine the constitutive parameters for the prevailing conditions during cutting processes. In the first algorithm, all constitutive parameters were established simultaneously with standardized test methods. In the second algorithm, the constitutive parameters were established separately in accordance with the cutting conditions prevailing in machining processes. The developed methodology was verified with AISI 1045 heat-treatable steel and Ti10V2Fe3Al (Ti-1023) titanium alloy. The two materials were examined in standardized tensile and compression tests with varying strain rates and temperatures. In addition, the kinetic characteristics of the orthogonal cutting process were established. Based on the results obtained by experiment and the algorithms developed, the constitutive parameters for the cutting conditions were calculated. The parameters were used to determine the material model for simulating the orthogonal cutting process. The algorithms developed were verified by comparing the simulated and experimentally determined kinetic cutting characteristics, which confirmed their good quality