Modeling of the stress-strain state of atypical structural elements

В кваліфікаційній роботі, на основі Всеукраїнського студентського архітектурного конкурсу STEEL FREADOM, що проходив в 2020 році, було виконано проектний розрахунок металевого каркасу будівлі з використанням існуючих інженерних методик, Визначено параметри НДС металевого каркасу споруди із досліджуваними сходовими клітками, а також сходові клітки окремо від основного каркасу будівлі. Досліджено вплив деформацій основного каркасу будівлі на окремі її елементи, а саме на сходові кліткиIn the qualification work, on the basis of the All-Ukrainian student architectural competition STEEL FREADOM, held in 2020, the design calculation of the metal frame of the building was performed using existing engineering techniques frame of the building. The influence of deformations of the main frame of the building on its separate elements, namely on stairwells, is investigatedВступ …5 Розділ 1 …8 1.1 Нормативні вимоги до стійкості, міцності та надійності металевих каркасів…8 1.2 Методи розрахунку за граничними станами…11 1.3 Метод скінченних елементів в розрахунках будівельних конструкцій …12 1.4 Основні несучі елементи металевих каркасів та їх ндс…15 1.5 Узагальнення результатів відомих робіт та постановка задач для власних досліджень …19 1.6 Висновки за розділом 1…20 Розділ 2 …21 2.1 Проектування металевого каркасу конструкції …21 2.1.1 Архітектурна концепція спортивно-навчального комплексу…21 2.1.2 Проектування металевого каркасу конструкції в програмі Tekla Structures…32 2.2 Створення аналітичної задачі …24 2.3 Створення розрахункової моделі каркасу конструкції …27 2.4 Створення просторової моделі елементу каркасу конструкції …34 2.5 Вогнезахист металевих конструкцій…35 2.6 Висновки за розділом 2…37 Розділ 3 …38 3.1 Розрахунок конструкції за допомогою модуля RF-STEEL members …38 3.2 Перевірка січень елементів в розрахунковому модулі RF-STEEL ec3…41 3.2.1 Результати обчислення розрахункового модуля rf-steel EC3…42 3.3 Вплив деформацій основної конструкції на ндс окремої її частини …59 3.4 Висновок за розділом 3…63 Розділ 4 …65 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях …65 4.1 Охорона праці …65 4.1.1 Інструкція з охорони праці під час виконання робіт з монтажу металевих конструкцій. Загальні вимоги безпеки …65 4.1.2 Вимоги до технологічних процесів…67 4.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях …70 4.2.1 Основні причини аварій будівель і споруд …70 4.2.2 Небезпека руйнування несучих конструкцій …71 4.2.3 Попередження руйнуванню металевих конструкцій …72 Загальні висновки …73 Бібліографія …7

Дослідження якісного складу та кількісного вмісту фенольних сполук у дієтичних добавках з брусницею

Aim. Today, there are a lot of dietary supplements with lingonberry at the pharmaceutical market of Ukraine; therefore, the analysis and quality control of these products are relevant. In this connection, the aim of the research was to study the qualitative composition and determine the quantitative content of phenolic compounds in dietary supplements with lingonberry.Materials and methods. Such dietary supplements as “Extract of lingonberry” (MEDAGROPROM), “Lingonberry” (Danikafarm), “Lingonberry nano” (LSS SYSTEM) were chosen for the study. The qualitative analysis was performed by thin layer chromatography (TLC), spectrophotometry was used for the quantitative determination.Results and discussion. Hydroquinone derivatives, flavonoids and hydroxycinnamic acids were found in the dietary supplements analyzed. The total content of phenolic compounds was 8.70, 0.26, 0.30 %, flavonoids – 6.37, 0.15, 0.12 %, hydroxycinnamic acids – 0.94, 0.06, 0.13 %, and hydroquinone derivatives – 1.01, 0.04, 0.03 % in such dietary supplements as “Extract of lingonberry” (MEDAGROPROM), “Lingonberry” (Danikafarm), “Lingonberry nano” (LSS SYSTEM), respectively. Conclusions. The qualitative and quantitative analysis of the dietary supplements with lingonberry analyzed has been performed. “Extract of lingonberry” (MEDAGROPROM) dietary supplement meets the requirements of the State of Pharmacopoeia of Ukraine 2.0, whereas “Lingonberry” (Danikafarm) and “Lingonberry nano” (LSS SYSTEM) do not. Based on the results of the study it can be concluded that the problem of compliance of dietary supplements is relevant today and requires the introduction of regulatory documentation for the detection and determination of biologically active substances in dietary supplements.Мета. Сьогодні на фармацевтичному ринку України існує велика кількість дієтичних добавок з брусницею, тому аналіз і контроль якості цих продуктів є актуальними. У зв’язку з цим метою роботи було вивчення якісного складу та визначення кількісного вмісту фенольних сполук у дієтичних добавках з брусницею.Матеріали та методи. Для дослідження було обрано дієтичні добавки «Екстракт брусниці» (МЕДАГРОПРОМ), «Брусниця» (Danikafarm), «Брусниця нано» (LSS SYSTEM). Якісний аналіз проводили методом тонкошарової хроматографії (ТШХ), для кількісного визначення використовували спектрофотометрію.Результати та їх обговорення. У досліджуваних дієтичних добавках було виявлено похідні гідрохінону, флавоноїдів та гідроксикоричних кислот. Сумарний вміст фенольних сполук становив 8,70, 0,26, 0,30 %, флавоноїдів 6,37, 0,15, 0,12 %, гідроксикоричних кислот 0,94, 0,06, 0,13 % і похідних гідрохінону 1,01, 0,04, 0,03 % для дієтичних добавок «Екстракт брусниці» (МЕДАГРОПРОМ), «Брусниця» (Danikafarm), «Брусниця нано» (LSS SYSTEM) відповідно. Висновки. Проведений якісний і кількісний аналіз фенольних сполук трьох дієтичних добавок з брусницею дозволив з’ясувати, що дієтична добавка «Екстракт брусниці» (МЕДАГРОПРОМ) відповідає вимогам Державної фармакопеї України 2.0, тоді як «Брусниця» (Danikafarm) і «Брусниця нано» (LSS SYSTEM) не відповідають. Результати дослідження дозволяють констатувати, що проблема відповідності біологічно активних добавок є актуальною, тому необхідним постає введення нормативної документації на виявлення та визначення біологічно активних речовин у дієтичних добавках

Investigation of the Tubular and Cylindrical Billets Stamping by Rolling Process with the Use of Computer Simulation

Forming of blanks during stamping by rolling (RS) is possible according to technological schemes of deposition, landing, direct and reverse extrusion, distribution and compression, etc. Controlling the relative position and shape of the deformed tool allows you to control the direction of flow of the workpiece material and the nature of its formation, as well as the stress-strain state of the material. The complexity and versatility of RS processes necessitate computer modeling for sound management of basic technological parameters.Physical experimental as well as computer modeling of the RS process in the DEFORM-3D software package was performed in the work.According to the results of computer simulation, the distribution of deformation components, stresses and temperatures in the deformed workpiece area was obtained, and using the Cockroft-Latham criterion, the destruction of metals during cold deformation was also predicted.Physical modeling of the SR process on lead blanks confirmed the nature of their deformation, obtained by computer simulation. And the analysis of the stress-strain state of the material based on the results of measurements of the deformed grid confirmed the validity of the appointment of boundary conditions in computer simulation.This approach is suitable for modeling by the method of SR of any metal models, for which it is necessary to know their mechanical characteristics, including boundary deformation curves

Визначення катехінів у листі зеленого чаю методом ВЕРХ у порівнянні з методом спектрофотометрії

Aim. To study the qualitative composition, the quantitative content of catechins in green tea leaves and compare the data obtained with those evaluated by spectrophotometry.Materials and methods. Green tea leaves used for the analysis were collected in Anhui Province, China. The extract for the HPLC analysis was obtained by the maceration method with 60 % ethanol twice in the raw material/extractant ratio of 1 : 20. In the case of the spectrophotometric analysis, green tea leaves were extracted with 70 % ethanol twice by the maceration method in the raw material/extractant ratio of 1 : 20. The analysis of the extract from green tea leaves was performed by high performance liquid chromatography using a Prominence LC-20 Shimadzu chromatographic system (Japan) with a SPD-20AV spectrophotometric detector, an Agilent Technologies Microsorb-MV-150 column (reversed phase, C18 modified silica gel, length – 150 mm, diameter – 4.6 mm, particles size – 5 μm). Substances in the extract were identified by comparing the retention time and the spectral characteristics of the test substances with the same characteristics of the reference standards. Spectrophotometric measurements were carried out using a UV-1000 single beam spectrophotometer (China) with the pair of S90-309Q quartz square cells.Results and discussion. Using high performance liquid chromatography 5 catechins were identified. Among them epigallocatechin-3-O-gallate (10.85 %) predominated, while catechin (0.61 %) had the lowest concentration. The total amount of catechins in green tea leaves was 30.56 and 24.79 % by HPLC and spectrophotometry, respectively. The F- and t-tests showed that there was no significant difference between the results of HPLC and spectrophotometry.Conclusions. The qualitative composition and the quantitative content of catechins have been determined in the extract from green tea leaves by high performance liquid chromatography and spectrophotometry. Both HPLC and spectrophotometric methods can be used to determine the total catechin content in green tea leaves. The high content of catechins makes the extract promising for further study and creation of new herbal medicinal products and dietary supplements. The results obtained will be used for standardization of green tea leaves and for future pharmacological research of its extract.Мета. Методом ВЕРХ вивчити якісний склад і кількісний вміст катехінів листя зеленого чаю та порівняти результати з даними, отриманими методом спектрофотометрії.Матеріали та методи. Для аналізу використовували листя зеленого чаю, зібране в провінції Аньхой, Китай. Для ВЕРХ-аналізу екстракт отримували двічі методом мацерації 60 % спиртом у співвідношенні сировина/екстрагент 1 : 20. У випадку спектрофотометричного аналізу листя зеленого чаю двічі екстрагували 70 % спиртом методом мацерації у співвідношенні сировина/екстрагент 1 : 20. Аналіз витяжки листя зеленого чаю проводили методом високоефективної рідинної хроматографії за допомогою хроматографічної системи Prominence LC-20 Shimadzu (Японія) зі спектрофотометричним детектором SPD-20AV, колонка Agilent Technologies Microsorb-MV-150 (обернено-фазова, C18 модифікований силікагель, довжина 150 мм, діаметр 4,6 мм, розмір зерен сорбенту 5 мкм). Ідентифікацію речовин у витяжці проводили шляхом порівняння часу утримування і спектральних характеристик досліджуваних речовин з аналогічними характеристиками стандартів. Спектрофотометричні вимірювання виконували за допомогою однопроменевого спектрофотометра UV-1000 (Китай) з парою кварцових кювет S90-309Q.Результати та їх обговорення. За допомогою високоефективної рідинної хроматографії у листі зеленого чаю було ідентифіковано 5 катехінів, з-поміж яких переважає епігалокатехін-3-О-галат (10,85 %), а найменший вміст мав катехін (0,61 %). Сумарний вміст катехінів у досліджуваній сировині склав 30,56 % та 24,79 % за методом ВЕРХ та спектрофотометрією відповідно. Розрахунки F- і t- продемонстрували, що немає суттєвої різниці між результатами ВЕРХ та спектрофотометрією.Висновки. Якісний склад та кількісний вміст катехінів в екстракті листя зеленого чаю визначено за допомогою високоефективної рідинної хроматографії та спектрофотометрії. Для визначення загального вмісту катехінів у листі зеленого чаю можна використовувати як ВЕРХ, так і спектрофотометричний метод. Високий вміст катехінів в екстракті робить цю сировину перспективною для подальшого вивчення і ство-рення нових фітопрепаратів та дієтичних добавок. Отримані результати будуть використані для стандартизації листя зеленого чаю та для подальших фармакологічних досліджень його екстракту

Визначення кратності екстракції листя зеленого чаю антиоксидантним методом

Aim. To determine the optimal extraction frequency of green tea leaves with 60 % ethanol by the antioxidant method.Materials and methods. Chun Myn green tea leaves were the object of the study, the raw material was collected in Anhui province (China) from March to April. Dry green tea leaves were standardized according to the European Pharmacopeia 9.0. Spectrophotometry was used to quantify biologically active substances. The antioxidant activity was determined by the potentiometric method. Potentiometric measurements were performed on a HANNA 2550 pH meter (Germany) with a combined platinum EZDO 50 PO electrode (Taiwan). A UV-1000 spectrophotometer (China) was used to measure the optical density.Results and discussion. The total content of phenolic compounds was 9.60 ± 0.17, 1.30 ± 0.03 and 0.12 ± 0.002 %, catechins – 9.20 ± 0.18, 1.20 ± 0.02 and 0.07 ± 0.002 %, flavonoids – 0.27 ± 0.005, 0.04 ± 0.001, 0.005 ± 0.001, hydroxycinnamic acids – 0.49 ± 0.01, 0.07 ± 0.002 and 0.007 ± 0.001 %, dry residue – 10.75 ± 0.11, 1.59 ± 0.02 and 0.15 ± 0.002 %, the antioxidant activity was 474.08 ± 9.48, 67.70 ± 1.35 and 7.01 ± 0.14 mmol-equiv mdry res-1 for the first, second and third extraction, respectively. According to the results obtained, the optimal number of extractions of the raw material with 60 % ethanol was found to be two.Conclusions. The dynamic of extractions of biologically active substances of green tea leaves has been studied by triple extraction of the raw material to find the optimal extraction frequency; for the first time, a method for determining the extraction frequency based on the antioxidant activity of the extracts has been developed and proposed. It has been found that the optimal extraction rate is 2 times. The results obtained will be used in the further production of herbal medicines, dietary supplements, and cosmetic products with a green tea extract.Мета. Визначити оптимальну кратність екстракції листя зеленого чаю 60 % етанолом антиоксидантним методом.Матеріали та методи. Об’єктом дослідження було листя зеленого чаю сорту Чун Мін, зібране в провінції Анхуй (Китай) з березня до квітня. Сухе листя було стандартизовано відповідно до Європейської фармакопеї 9.0. Для кількісного визначення біологічно активних речовин використовували спектрофотометрію. Для визначення антиоксидантної активності використовували потенціометричний метод. Потенціометричні вимірювання виконували на pH-метрі HANNA 2550 (ФРН) із комбінованим платиновим електродом EZDO 50 PO (Тайвань). Для вимірювання оптичної густини використовували спектрофотометр UV-1000 (Китай).Результати та їх обговорення. Сумарний вміст фенольних сполук становив 8,60 ± 0,17, 1,30 ± 0,03 і 0,11 ± 0,002 %, катехінів – 9,20 ± 0,18, 1,20 ± 0,02 і 0,07 ± 0,002 %, флавоноїдів – 0,27, 0,04 і 0,005 %, гідроксикоричних кислот – 0,49 ± 0,01, 0,07 ± 0,002 і 0,007 ± 0,001 %, сухий залишок – 10,75 ± 0,11, 1,59 ± 0,02 і 0,15 ± 0,002 %, антиоксидантна активність становила 474,08 ± 9.48, 67,70 ± 1.35 і 7,01 ± 0.14 ммоль-екв. mсух.зал.-1 для першої, другої і третьої екстракції відповідно. Одержані результати свідчать, що двократна екстракція досліджуваної сировини 60 % етанолом є оптимальною.Висновки. Для визначення оптимальної кратності екстракцій було проведено дослідження динаміки екстракцій біологічних активних речовин листя зеленого чаю шляхом трикратної екстракції сировини, а також уперше розроблено й запропоновано метод визначення кратності екстракції, заснований на визначенні антиоксидантної активності екстрактів. Виявлено, що двократна екстракція є оптимальна. Отримані результати будуть використані для створення фітопрепаратів, дієтичних добавок та косметологічної продукції з екстрактом зеленого чаю

Study of total antioxidant capacity of red raspberry (Rubus idaeous L.) shoots

BACKGROUND: Today, cardiovascular, oncological, and neurodegenerative diseases are the main causes of death in the world, according to official World Health Organization (WHO) statistics. Antioxidants are used to treat and prevent these diseases. In order to develop optimal technology for obtaining drugs based on plant extracts with antioxidant action, it is necessary to determine the total antioxidant capacity of raspberry shoots. OBJECTIVES: The study aimed to determine the total antioxidant capacity of red raspberry shoots, study the content of biologically active substances (BAS), and the antioxidant activity of red raspberry shoot extracts obtained during subsequent exhaustive extraction. METHODS: The number of phenolic compounds, catechins, flavonoids, and hydroxycinnamic acids was determined by a spectrophotometric analysis method, whereas organic acids were determined by the alkalimetric method in red raspberry shoot extracts; the antioxidant activity of obtained extracts was evaluated by potentiometric method. RESULTS:  The total antioxidant capacity of red raspberry shoots was 164.12 mmol-equiv./m dry weight, the sum of the total content of phenolic compounds was 24.40 mg gallic acid (GA)/mL, catechins – 21.36 mg epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG)/mL, flavonoids – 0.77 mg rutin (R)/mL, hydroxycinnamic acids derivatives – 2.56 mg chlorogenic acid (ChA)/mL and organic acids – 1.88 mg citric acid (CA)/mL in red raspberry shoot extracts obtained during subsequent exhaustive extraction. The analysis showed that there is a very high positive correlation between antioxidant activity and total phenolic compounds, catechin, flavonoid, hydroxycinnamic acids derivatives, and organic acids content in red raspberry shoot extracts. CONCLUSIONS: Total red raspberry shoots' antioxidant capacity has been determined. The study results can be used to develop optimal technology for obtaining drugs based on the extract of red raspberry shoots, which has an antioxidant effect

Metrological Characteristics of the Potentiometric Assay Developed for Determining the Antioxidant Activity of Ascorbic Acid

The potentiometric assay for determining the antioxidant activity of ascorbic acid has been developed and validated according to the following parameters: specificity, linearity, accuracy, repeatability, intermediate precision. The linearity was in the concentration range of 0.002 – 0.02 mol L–1 (r2 = 0.9993). The percentage of recovery was found to be in the range from 95.38 to 105.00 %. The values of %RSD for repeatability and intermediate precision were 1.86 and 1.95 %, respectively. The method is accurate and reliable, with the relative standard deviation of less than 2 %. It has been proven that the method developed is express, rapid, highly sensitive, accurate and sufficiently reliable

Investigation of the extraction dynamic of the biologically active substances of the raspberry (Rubus idaeus L.) shoots

The study has the intent of exploring the dynamics of biologically active substance (BAS) extractions from red raspberry (R. idaeus) shoots in order to determine the appropriate extraction frequency. A secondary objective is to assess the relationship between extract antioxidant activity and BAS content

Моделювання впливу деформації основного каркасу конструкції на напружено-деформований стан окремих її частин

Матеріали металевих конструкцій (сталі, алюмінієві сплави) відрізняються від інших матеріалів насамперед роботою під навантаженням, що максимально наближує розрахункову модель конструкції до її умов під час експлуатації. В розрахунках метали розглядаються як однорідні, ізотропні та суцільні матеріали, що дозволяє з достатньою точністю спрогнозувати їхню роботу на пружній та пластичній ділянках. Відповідно підвищується надійність роботи конструкції в цілому, що є суттєвим при проектуванні складних та нестандартних конструктивних форм. Для забезпечення безаварійної експлуатації будівельних конструкцій у цілому вводяться поняття граничний стан, довговічність і надійність. Надійність і довговічність забезпечуються одночасним виконанням вимог, що висуваються до вибраних матеріалів, обʼємно-планувальних та конструктивних рішень, до проектування та контролю якості робіт при виготовленні конструкцій та їх зведенні, методів розрахунку, а також дотриманням правил технічної експлуатації, нагляду і догляду за конструкціями. Тому важливо є оцінити вплив деформацій основного каркасу конструкції на напружено-деформований стан окремої її частини шляхом моделювання методом скінченних елементів. У роботі представлено розрахунок металевого каркасу сходової клітки під дією статичних навантажень, який виконано з використанням прикладного програмного пакета Dlubal RFEM. Адаптовано методику комп’ютерного моделювання для дослідження металевих конструкцій у даному програмному середовищі відповідно до будівельних норм. Розрахунок напружено-деформованого стану елементів сходової клітки виконували за двома варіантами. У першому випадку косоури піддавали впливу деформацій основного каркасу. Окрім навантаження на перекриття основного каркасу також враховували власну вагу конструкції та корисне навантаження на сходову клітку. У другому випадку сходову клітку розраховували як окрему систему, де вузли обпирання до основного каркасу замінювали шарнірними опорами, враховуючи лише власну вагу конструкції та корисне навантаження на сходову клітку. Оцінено вплив деформацій основного каркасу конструкції на напружено-деформований стан окремої її частини за допомогою програмного забезпечення. Встановлено, що при представленні результатів досліджень напружено-деформованого стану згинальний момент, перерізуюче зусилля та деформації були більшими при розрахунку сходової клітки з урахуванням дії основного каркасу.The paper presents the calculation of the metal frame of the stairwell under the action of static loads, which was performed using the Dlubal RFEM application software package. The computer modeling technique for the study of metal structures in this software environment was adapted in accordance with building regulations. The general stress calculation in software for the finite element analysis was performed and the selected sections were checked in the RF-STEEL EC3 calculation module for two groups of limit states. Various options for calculating a stairwell made of a metal frame are analyzed. The influence of deformations of the main framework of the structure on the stress-strain state of its individual part was evaluated using software

Evaluation of beef carcass quality using the muscle eye area M. longissimus dorsi

In Japan, Korea, the USA, and Australia, the area of the “muscle eye” (cross-section of the M. longissimus dorsi during the division of the half-carcass between the 12th and 13th rib into the front and rear parts) is used to assess the quality of cattle carcasses. The correlation between this feature and the slaughter and quality characteristics of carcasses in 20-22-month-old crossbred bulls (Ukrainian Black-and-White Dairy × Holstein) has been studied. The area of the “muscle eye” in bulls was determined before slaughter by an ultrasound analyzer Emperor 860. After slaughter, it was calculated by the length and depth of the "muscle eye".  The colour of muscle and adipose tissue, carcass conformation, development, and subcutaneous fat thickness have been examined. The correlation between the size of the "muscle eye" and carcasses' quantitative and qualitative characteristics has been determined. The area of the "muscle eye" has a positive relationship (r = 0.612; p >0.999) with live weight after fasting, carcass weight (r = 0.598; p >0.999), flesh weight (r = 0.498; p >0.99), including the highest (r = 0.745; p >0.999), and first grade (r = 0.662; p >0.99), the amount of adipose tissue (r = 0.491; p >0.99) and tendons and ligaments (r = 0.435; p >0.99). With its increase, there is a tendency to an inverse relationship with the content of second-grade flesh in the carcass (r = 0.303), carcass conformation (r = 0.147), fat-irrigation thickness (r = 0.125), and marbling (r = 0.340). The area of the "muscle eye" is inversely correlated with the development of subcutaneous fat (r = -0.389; p >0.95) and the saturated colour of muscle tissue (r = -0.309). The correlation coefficients between the area of the "muscle eye" determined by ultrasound and quantitative and qualitative characteristics of carcasses are significantly higher than those obtained by post-slaughter calculation of the area of the muscle eye by measuring the length and depth. The data's practical significance is obtaining knowledge that allows beef to be sorted based on the correlation between the muscle eye area and the quality of carcasses and beef