Peculiarities of britlle and ductile materials destruction and deformation during the explosion of industrial shaped charges

Purpose. To study the laws of deformation and destruction of brittle and ductile rocks and concretes under explosion of industrial shaped charges. Methods. In experiments, the following methods of investigation were used: method of contact sensors for determination of jet velocity; determination of the ultrasonic wave velocity in the concrete samples; methods of optical and electronic microscopy; X-ray phase analysis; measuring and visual analysis of the dimensions and nature of deformation and destruction zones. Findings. The work describes the experimental data on the destruction of barriers made of concrete, granite, steel ST 3, AMC-n alloy, and zinc by the explosions of shaped charges of serial production with porous liners. Calculation formulas for estimating the radius of a destruction zone of geomaterials and rocks in case of a semi-infinite barrier are suggested. The calculation method is based on the estimation of energy impact on the rock by jet penetration velocity into the barrier. Jet velocities are determined experimentally and by engineering methods. The reasons for deviations in the hole shape and deflection of the destruction zone from the symmetry axis were determined. Originality. The modes of penetration of shaped jets into rocks of different porosity, the size of the fracture zone around the hole and the causes and mechanisms of the deviations of the hole shape from the symmetric one are established. Practical implications. The results of the research will be used to design blasting-and-perforation operations in geotechnological wells and can be used to design initiating devices for borehole charges.Мета. Дослідження закономірностей деформування й руйнування крихких і пластичних гірських порід та бетонів при вибуху промислових кумулятивних зарядів. Методика. Метод контактних датчиків для визначення швидкості струменя; визначення швидкості ультразвукових хвиль у зразках бетону; оптична та електронна мікроскопія; рентгенофазний аналіз; вимірювання й візуальний аналіз розмірів та характеру зон деформування і руйнування. Результати. В роботі описані експериментальні дані про деформацію та руйнування перешкод з бетону, граніту, пінобетону, сталі Ст 3, сплаву АМЦ-н і цинку вибухами кумулятивних зарядів серійного виробництва з пористим облицюванням. Запропоновано розрахункові формули для оцінки радіусу зони руйнування геоматеріалів і гірських порід у разі напівнескінченної перешкоди. Визначено причини відхилень форми отвору і зони руйнування від осі симетрії. Наукова новизна. Визначено режими проникнення кумулятивних струменів у породи різної пористості, розміри зони руйнування навколо отвору, а також причини і механізми відхилення форми отвору від симетричної. Практична значимість. Результати досліджень будуть використані для проектування вибухо-прострілочних робіт у геотехнологічних свердловинах і можуть бути використані для конструювання ініціюючих пристроїв свердловинних зарядів.Цель. Исследование закономерностей деформирования и разрушения хрупких и пластичных горных пород и бетонов при взрыве промышленных кумулятивных зарядов. Методика. Метод контактных датчиков для определения скорости струи; определение скорости ультразвуковых волн в образцах бетона; оптическая и электронная микроскопия; рентгенофазный анализ; измерение и визуальный анализ размеров и характера зон деформирования и разрушения. Результаты. В работе описаны экспериментальные данные о деформировании и разрушении преград из бетона, гранита, пенобетона, стали Ст 3, сплава АМЦ-н и цинка взрывами кумулятивных зарядов серийного производства с пористыми облицовками. Предложены расчетные формулы для оценки радиуса зоны разрушения геоматериалов и горных пород в случае полубесконечной преграды. Определены причины отклонений формы отверстия и зоны разрушения от оси симметрии. Научная новизна. Определены режимы проникания кумулятивных струй в породы различной пористости, размеры зоны разрушения вокруг отверстия, а также причины и механизмы отклонения формы отверстия от симметричной. Практическая значимость. Результаты исследований будут использованы для проектирования взрыво-прострелочных работ в геотехнологических скважинах и могут быть использованы для конструирования инициирующих устройств скважинных зарядов.The authors extend their sincere gratitude to the staff of Scientific Research Centre “Materialoobrobka vybukhom” (Processing Materials by Explosion) of the Paton Institute of Electric Welding affiliated with the National Academy of Sciences of Ukraine for the assistance in organization and conducting of the research. We would like to express special thanks to S.I. Kochetkov for the provided data on the velocity of longitudinal sound in solid sandy rocks, and to V.P. Bugaits for the assistance in experiments

Evaluation of «stability cutters» productivity and cost turning

В практиці машинобудівного виробництва на сьогодні важливим є раціональне використання сучасного металорізального обладнання. Ціни такого обладнання значно перевищують ціни попередніх моделей . Тому важливим є раціональне втановлення режимів обробки. Наявні в довідниковій літератури рекомендації по встановленню стійкості інструмента мають бути уточнені. Наведені результати віртуального моделювання в системі автоматизованого проектування “Sapr_2014” напівчистого точіння на верстаті HAAS_ST-10Y при значеннях стійкості різця в діапазоні 5 –240 хв.Подані практичні рекомендації для раціонального використання відповідної технологічної системи Та методика має універсальний характер і дозволяє моделювання основних технологічних переходів механічної обробки.I In the practice of engineering production today important is the effective use of modern metal-cutting equipment. The cost of such equipment is considerably higher than the cost of previous models. So important is the definition of rational treatment regimes. Necessary to clarify the procedure available vliterature recommendation for setting tool life. The results of virtual modeling in CAPP system «Sapr_2014» roughing turning on the machine HAAS_ST-10Y.Znacheniya reztsazadavalis resistance in the range of 5 - 240 minutes. Presents practical advice on the rational use of zadanoogo equipment and tools. Our procedure is versatile and allows the simulation of the model in the main technological transitions machining.В практике машиностроительного производства сегодня важным есть эффективное использование современногометаллорежущего оборудования. Цена такого оборудования значительно выше, чем цена предыдущих моделей. Поэтому важным становится определение рациональных режимов обработки. Необходима методика чтобы уточнить имеющиеся влитературе рекомендации по заданию стойкости инструмента. Приведены результаты виртуального моделирования в системе автоматизированного проектирования «Sapr_2014» получистового точения на станке HAAS_ST-10Y.Значения стойкости резцазадавались в диапазоне 5 – 240 мин. Представлены практические рекомендации по рациональному использованию заданоого оборудования и инструмента. Рассмотренная методика является универсальной и позволяет моделирование в основных типовых технологических переходов механической обработки

Opposite, bidirectional shifts in excitation and inhibition in specific types of dorsal horn interneurons are associated with spasticity and pain post-SCI

Spasticity, a common complication after spinal cord injury (SCI), is frequently accompanied by chronic pain. The physiological origin of this pain (critical to its treatment) remains unknown, although spastic motor dysfunction has been related to the hyperexcitability of motoneurons and to changes in spinal sensory processing. Here we show that the pain mechanism involves changes in sensory circuits of the dorsal horn (DH) where nociceptive inputs integrate for pain processing. Spasticity is associated with the DH hyperexcitability resulting from an increase in excitation and disinhibition occurring in two respective types of sensory interneurons. In the tonic-firing inhibitory lamina II interneurons, glutamatergic drive was reduced while glycinergic inhibition was potentiated. In contrast, excitatory drive was boosted to the adapting-firing excitatory lamina II interneurons while GABAergic and glycinergic inhibition were reduced. Thus, increased activity of excitatory DH interneurons coupled with the reduced excitability of inhibitory DH interneurons post-SCI could provide a neurophysiological mechanism of central sensitization and chronic pain associated with spasticity

Каталітичне карбон-карбон та карбон-гетероатом спряжене приєднання n-заміще- них малеїнімідів до 4н-1,2,4-триазол-3-тіолів, 2-аміно-1,3-тіазолів, 1н-імідазолу та 2-фе- ніліндолізину в присутності кислот льюїса

In the paper the cheap and effective method of the synthesis of 3-heteryl substituted succinimides via catalytic Michael addition are presented. Lewis acids have been found to be effective catalysts for conjugate addition of N-aryl substituted maleimides to the heterocycles with donor-heteroatoms or CH-active function. Catalytic reactions proceed in mild conditions without formation of by-products that are often present in the classical Michael reaction. The compounds synthesized are promising and interesting substrates for biological evaluation since numerous natural products, drugs and drug candidates bear the succinimide core. Moreover, regioselectivity of addition of ambident heterocyclic nucleophiles such as 4H-1,2,4-triazole-3-thiole, 1H-imidazole and 2-amino- 1,3-thiazole to maleimides have been investigated. Lewis acids such as aluminium chloride, zinc chloride and lithium perchlorate have been tested on different heterocyclic substrates as catalysts. Interestingly, depending on nucleophilicity of the substrate different Lewis acids have shown significantly varying efficacy. In this respect aluminium chloride was identified as the most effective catalyst for C–C addition among the Lewis acids tested. Lithium perchlorate appears to be the most efficient in the case of C–N addition with the endocyclic nitrogen atom of the hererocycle. Zinc chloride shows a good catalytic efficacy in addition of maleimides to the exocyclic amino group of 2-aminothiazole. Finally, the advantages of the catalytic approach developed such as mild reaction conditions, easy handling, low toxicity of the catalysts and their low cost make this method useful for the synthesis of new 3-heteryl substituted succinimides, which, in turn, are interesting substrates in medicinal chemistry.В настоящей статье представлен простой и эффективный экономный метод синтеза 3-гетарилзамещенных пирролидин-2,5-дионов с помощью каталитической реакции Михаэля. В качестве катализаторов были использованы кислоты Льюиса, которые показали высокую каталитическую активность в реакциях присоединения N-арилзамещенных малеинимидов к донорным гетероциклам. Представленные реакции протекают в большинстве случаев при комнатной температуре и мягких условиях, что позволяет избегать образования нежелательных побочных продуктов. Синтезированные соединения являются перспективными в области медицинской химии, поскольку хорошо известно, что производные пиролидин-2,5-дионов обладают антибактериальной, антиэпилептической и противотуберкулезной активностью. Также известны продукты природного происхождения, содержащие сукцинимидное ядро, которые являются эффективными и селективными антибиотиками. В представленной работе была исследована региоселективность присоединения малеинимидов к гетероциклическим субстратам. В качестве катализаторов были использованы хлориды алюминия, цинка и перхлорат лития. Оказалось, что апробированные кислоты Льюиса имеют разную каталитическую активность на разных субстратах, что, вероятно, зависит от нуклеофильности гетероцикла. Наиболее эффективным катализатором для С–С присоединения оказался хлорид алюминия, тогда как перхлорат лития показал высокую каталитическую активность при С–N присоединении, а хлорид цинка позволил получить высокие выходы аддуктов в случае присоединения малеинимидов к экзоциклической аминогруппе 2-аминотиазола. Представленный здесь оптимизированный каталитический метод позволяет синтезировать новые 3-гетарилзамещенные пирролидин-2,5-дионы.В даній публікації представлений простий та економний метод синтезу похідних 3-гетерилзаміщених піролідин-2,5-діонів за допомогою каталітичної реакції Міхаеля. В якості каталізаторів були використані кислоти Льюїса, які показали високу каталітичну ефективність у реакціях приєднання N-арилзаміщених малеїнімідів до донорних та СН-активних гетероциклів. Представлені реакції перебігають в основному при кімнатній температурі і м’яких умовах, що дозволяє уникнути утворення небажаних по-бічних продуктів. Синтезовані речовини є цікавими та перспективними об’єктами з точки зору медичної хімії, оскільки відомо, що сполуки із сукцинімідним ядром проявляють антибактеріальну, протитуберкульозну та антиепілептичну активність. Відомі також природні сполуки з піролідин-2,5-діоновим фрагментом, що використовуються як ефективні та селективні антибіотики. У даній роботі було досліджено регіоселективність приєднання малеїнімідів до гетероциклічних субстратів з двома альтернативними донорними центрами. В якості каталізаторів були використані хлориди алюмінію та цинку, а також літію перхлорат. Було виявлено, що випробувані кислоти Льюїса проявляють різну каталітичну активність на різних субстратах, що вочевидь залежить від нуклеофільності гетероциклу. Найбільш ефективним каталізатором для С–С приєднання виявився алюмінію хлорид. У свою чергу, літію перхлорат показав високу каталітичну активність для С–N приєднання, а цинку хлорид був ідентифікований, як найбільш ефективний у випадку приєднання малеїнімідного кільця до екзоциклічної аміногрупи 2-амінотіазолу. Перевагами даного каталітичного методу є м’які реакційні умови, низька токсичність каталізаторів та їх низька ціна, що робить даний підхід синтетично вигідним для отримання 3-гетерилзаміщених піролідин-2,5-діонів

The effectiveness of modern technologies of secondary opening of productive horizons and the ways of its improvement

The technologies of secondary penetration of productive formations are considered. Main factors affecting the efficiency of technologies in well completion and operation are shown

Morphogenesis, pigment content, phytohormones and yield of tomatoes under the action of gibberellin and tebuconazole

One of the main tasks of contemporary plant physiology is regulation of growth and development of cultivated plants in order to optimize the productive process. The scientific community focuses its attention on the use of natural activators and growth inhibitors. We investigated the effect of foliar treatment with 0.005% solution of gibberellic acid and 0.025% solution of the anti-gibberellic preparation tebuconazole on morphogenesis, leaf mesostructure, content of photosynthetic pigments, balance of endogenous phytobrybrides and lymphocyte B and productivity of tomatoes. The vegetation experiment was carried out in the conditions of soil-sand culture in vessels with a 10-liter volume. The treatment was carried out in the budding phase. Morphometric parameters were measured every 10 days. The mesostructure of the middle tier leaves was studied in the fruit formation phase, and the chlorophyll content was determined in the raw material by spectrophotometric method. Analytical determination of endogenous phytohormones – indolyl-3-acetic (IAA), gibberellic acid and abscisic (ABA) acids and cytokinins – zeatin (Z), zeatin-O-glucoside (ZG), zeatinribozide (Znila) and isopentenyladenosine (iPA) was performed by high performance liquid chromatography – mass spectrometry (HPLC-MS). With gibberellic acid treatment plant height increased significantly, while with tebuconazole it decreased. Gibberellic acid increased the number of leaves per plant, and tebuconazole did not change it. The preparations increased the number of leaf blades per leaf, the total number of leaf blades per plant, the weight of the raw material of leaves, the area of leaf blades and the area of the leaves at the end of the study period. The dry matter weight of stems and roots under the action of gibberellic acid increased, and during the treatment of tebuconazole decreased. Gibberellic acid increased the dry matter of the whole plant, and tebuconazole did not change it. Under the action of tebuconazole the content of chlorophyll in the leaves increased, while under the action of gibberellic acid it decreased. Both regulators increased the volume of columnar parenchyma cells. Gibberellic acid increased the size of spongy parenchyma cells, while tebuconazole did not change them. It is revealed that the action of exogenous gibberellic acid in stems and leaves increased the content of endogenous IAA and gibberellic acid, and tebuconazole decreased their content. The ABA content in stems and leaves increased with tebuconazole treatments and decreased with exogenous gibberellic acid. The total cytokinin content in the leaves was higher than in the stems in both the control and the experiment samples. Growth regulators induced an increase in the cytokinin pool in leaves and a decrease in stems. Gibberellic acid increased the content of all five forms of cytokinins in the leaves, and tebuconazole increased only two isoforms. In the stems under the action of both growth regulators the content of Z decreased and iP increased. The content of ZR and iPA in stems increased after the application of the retardant and decreased under the action of growth stimulant. The ZG content exceeded the control after gibberellic acid treatment and was in trace concentrations under the action of tebuconazole. Growth regulators optimized the productivity of tomato plants: under the action of gibberellic acid there was a considerable increase in the number of fruits per plant, and after the use of tebuconazole the average weight of one fruit significantly increased. The obtained results demonstrated that anatomical-morphological and structural-functional rearrangements in tomato plants under the action of exogenous gibberellic acid and tebuconazole occurred against the background of changes in the balance and distribution of endogenous hormones. Increased photosynthetic activity, stimulation of growth processes of some plant organs and inhibition of others increased the biological crop capacity

Optimized Model of Cerebral Ischemia In situ for the Long-Lasting Assessment of Hippocampal Cell Death

Among all the brain, the hippocampus is the most susceptible region to ischemic lesion, with the highest vulnerability of CA1 pyramidal neurons to ischemic damage. This damage may cause either prompt neuronal death (within hours) or with a delayed appearance (over days), providing a window for applying potential therapies to reduce or prevent ischemic impairments. However, the time course when ischemic damage turns to neuronal death strictly depends on experimental modeling of cerebral ischemia and, up to now, studies were predominantly focused on a short time-window—from hours to up to a few days post-lesion. Using different schemes of oxygen-glucose deprivation (OGD), the conditions taking place upon cerebral ischemia, we optimized a model of mimicking ischemic conditions in organotypical hippocampal slices for the long-lasting assessment of CA1 neuronal death (at least 3 weeks). By combining morphology and electrophysiology, we show that prolonged (30-min duration) OGD results in a massive neuronal death and overwhelmed astrogliosis within a week post-OGD whereas OGD of a shorter duration (10-min) triggered programmed CA1 neuronal death with a significant delay—within 2 weeks—accompanied with drastically impaired CA1 neuron functions. Our results provide a rationale toward optimized modeling of cerebral ischemia for reliable examination of potential treatments for brain neuroprotection, neuro-regeneration, or testing neuroprotective compounds in situ

Selective reinnervation for correction of unilateral paralysis of larynx in thyroidal surgery

Objective. To estimate the possibility of performance of selective reinnervation of larynx in its abductionaal unilateral paralysis in thyroidal surgery. Маterials and methods. There were analyzed the results of selective laryngeal reinnervation in 2 patients, suffering thyroidal cancer. Visual inspection of the larynx was conducted (fibrolaryngoscopy with archiving of the data) in preoperative and postoperative periods, аs well as in 2, 4, 6, 12, 18 and 24 mo postoperatively, spectral vocal analysis, estimation of vocal quality in accordance to the VHI-30 sсale reporting, using questionnaires ЕАТ-10 for determination of the dysphagia degree. Results. Selective reinnervation was performed in 2 patients with extralaryngeal branching of nervus recurrence: in one - the postponed selective reinnervation of larynx (аutoplasty of the adduction branch of nervus recurrence) for correction of its postoperative abductional paralysis, and in the second - primary selective laryngeal reinnervation (аnastomosis of the adductional branch of nervus recurrence in the “end-to-end” style). In the first patient the tone and stretching of the paralyzed vocal cord free edge was registered in 15 mo after reinnervation, the coordinated move signs - in 2 yrs. In a second patient the restoration of tone and mobility of a vocal cord was registered in 4 mo after reinnervation. In both patients the main indices of the voice spectral analysis and of the self-estimation in accordance to the VHI-30 and ЕАТ-10 scales were restored up to normal values. Conclusion. Selective reinnervation of larynx may be applied not for correction of respiratory disorders due to its bilateral paralysis only, but for restoration of a vocal function and elimination of aspiration symptoms in a case of unilateral paralysis of larynx as well