The initial oxidation of transition metal surfaces

Due to their numerous novel technological applications ranging from the example of exhaust catalysts in the automotive industry to the catalytic production of hydro- gen, surface reactions on transition metal substrates have become to be one of the most essential subjects within the surface science community. Although numerous applications exist, there are many details in the different processes that, after many decades of research, remain unknown. There are perhaps as many applications for the corrosion resistant materials such as stainless steels. A thorough knowledge of the details of the simplest reactions occuring on the surfaces, such as oxidation, play a key role in the design of better catalysts, or corrosion resistant materials in the future. This thesis examines the oxidation of metal surfaces from a computational point of view mostly concentrating on copper as a model material. Oxidation is studied from the initial oxidation to the oxygen precovered surface. Important parameters for the initial sticking and dissociation are obtained. The saturation layer is thoroughly studied and the calculated results arecompared with available experimental results. On the saturated surface, some open questions still remain. The present calculations demonstrate, that the saturated part of the surface is excluded from being chemically reactive towards the oxygen molecules. The results suggest, that the reason for the chemical activity of the saturated surface is due to a strain effect occuring between the saturated areas of the surface.

Business Models of Packaging Machinery Manufacturers – Case Study

The goal of the study was to find a proper frame to understand business models and study business models of the chosen companies in packaging machinery manufacturing. Good practices and tips are searched from business models which have helped companies to success. Packaging industry’s future is also examined in front of different kinds of changes and the influence which they have on machinery manufacturer’s business models. In the theory part business models’ history and the best frame suitable for this study are presented. The chosen case companies have been discussed according to the frame, and they have been compared to each other to point out the differences. The good practices noticed in companies and according to information from other sources, new business model has been constructed including things that should be noticed while constructing a new business model. The information sources of this study where interviews, annual reports, companies presentations and web pages. The type of study was an interpretative case study.

Lineaarisen hammashihnaservokäytön tilasäätö

Tuotantotehokkuus näyttelee yhä suurempaa roolia teollisuudessa, minkä vuoksi myös pakkauslinjas­toille joudutaan asettamaan suuria vaatimuksia. Usein leik­kaus- ja kappaleensiirtosovelluksissa käyte­tään lineaarisia ruuvikäyttöjä, jotka voitaisiin tietyin edellytyksin korvata halvemmilla ja osittain suori­tuskykyisimmillä hammashihnavetoisilla johteilla. Yleensä paikkasäädetty työsolu muodostuu kahden tai kolmen eri koordinaatisto­akselin suuntaan asen­netuista johteista. Tällaisen työsolun paikoitustarkkuuteen vaikuttavat muun muassa käytetty säätöra­kenne, moottorisäätöketjun viiveet, sekä laitteiston eri epälineaarisuudet, kuten kitka. Tässä työssä esitetään lineaarisen hammashihnaservokäytön dynaamista käytöstä kuvaava matemaatti­nen malli ja laaditaan mallin pohjalta laitteen simulointimalli. Mallin toimivuus varmistetaan käytän­nön identifiointitesteillä. Lisäksi työssä tut­kitaan, kuinka hyvään suorituskykyyn lineaarinen hammas­hihnaservokäyttö kyke­nee, jos teollisuudessa paikoitussäätörakenteena tyypillisesti käytetty kaskadira­kenne tai PID-rakenne korvataan kehittyneemmällä mallipohjaisella tilasäädinra­kenteella. Säädön toi­mintaa arvioidaan simulointien ja koelaitteistolla suoritetta­vien mittaus­ten perusteella.

WorldSkills - ammattitaitovalmennus osana kone- ja metallialan kilpailukykyä

Nykyaikain ammattitaitovalmennus alkaa olla verrattavissa huippu-urheiluun ja sen sisältämiin valmennusprosesseihin. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kartoittaa ne prosessit, joita käyttämällä ammattitaitovalmennettava saadaan tiedollisesti ja taidollisesti mandollisimman hyvin valmennettua WorldSkills-tason kilpailuihin. Valittuja prosesseja soveltaen ohjeistetaan CAD-suunnittelun valmennus ja kokonaisvaltainen valmistautuminen kilpailuihin. Hyvänä taustapohjana on tutkimuksen tekijän omakohtainen osallistuminen Taitaja-2007 kilpailun järjestämiseen lajivastaavana CAD-suunnittelussa. Tutkimuksessa tehtiin myös kartoitus kilpailutoiminnan vaikuttavuudesta ja sen mandollisista vaikutuksista kone- ja metallialan koulutukseen hakeutuvien nuorten määriin. Tutkimuksen pääkohteina olivat Taitaja-kilpailujen järjestäjinä toimineet paikkakunnat ja koulutuksenjärjestäjät peräkkäisiltä vuosilta eli Turku, Tampere ja Joensuu. Tämän lisäksi Helsingissä järjestetty WorldSkills-2005 kilpailu aiheutti positiivisia vaikutuksia koko ammattitaitovalmennuksen kenttään ja sen esille nostamiseen ammatillisessa koulutuksessa. Näitä tietoja ja prosesseja voidaan käyttää hyväksi ammattitaitovalmennuksen kanssa toimivien oppilaitoksien, työpaikkojen ja valmentajien sekä muiden asiasta kiinnostuneiden tahojen jatkossa tehtävään valmennukseen liittyvään kehitystyöhön.

Design of flywheel generator for a diesel hybrid working machine

The aim of this work is to design a flywheel generator for a diesel hybrid working machine. In this work we perform detailed design of a generator. Mobile machines are commonly used in industry: road building machines, three harvesting machines, boring machines, trucks and other equipment. These machines work with a hydraulic drive system. This system provides good service property and high technical level. Manufacturers of mobile machines tend to satisfy all requirements of customers and modernized drive system. In this work also a description of the frequency inverter is present. Power electronics system is one of the basic parts for structures perform in the project.

Venäläisten yritysten kansainvälistyminen

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on selvittää ja analysoida venäläisten yritysten kansainvälistymistä investointien näkökulmasta. Aihetta tutkittiin Venäjältä ulospäin suuntautuneiden investointien valossa. Kansainvälistymistä analysoitiin konkreettisten yritysesimerkkien kautta. Työssä käytettiin lähteinä aikaisempia aiheesta tehtyjä tutkimuksia sekä esimerkkeinä olevien yritysten internetsivuja. Venäläisten yritysten kansainvälistyminen alkoi toden teolla vasta Neuvostoliiton hajoamisen jälkeen. Käytännössä yritysten kansainvälistyminen on lähtenyt kasvuun vasta 2000-luvulla. Viime vuosien aikana Venäjä on ollut yksi suurimmista ulospäin investoijista nousevien markkinatalouksien joukossa. Suurimmat Venäjältä ulospäin investoijat toimivat öljy- ja kaasuteollisuudessa sekä metalli- ja kaivosteollisuudessa. Kyseiset teollisuudenalat ovat riippuvaisia raaka-aineiden maailmanmarkkinahinnoista. Vuoden 2008 lopulla alkanut talouskriisi on alentanut raaka-aineiden hintoja ja näin vaikuttanut yritysten toimintaan. Yritykset ovat joutuneet talousvaikeuksiin, joka on vaikuttanut myös niiden investointeihin ulkomaille. Tällä hetkellä Venäjä on riippuvainen luonnonvaroihin perustuvista teollisuudenaloista, mutta tulevaisuudessa uusilla yrityksillä on mahdollisuuksia nousta kansainvälisien yritysten joukkoon. Raaka-aineiden hintojen kääntyessä jälleen nousuun myös luonnonvaroihin perustuvat yritykset tulevat nousemaan ahdingosta ja jatkamaan kansainvälistymistä.

Electroluminescence of silicon- and some metal oxides

In the present work electroluminescence in Si-SiO2 structures has been investigated. Electroluminescence has been recorded in the range of 250-900 nm in a system of electrolyte-insulator-semiconductor at the room temperature. The heating process of electrons in SiO2 was studied and possibility of separation it into two phases has been shown. The nature of luminescence centers and the model of its formation were proposed. This paper also includes consideration of oxide layer formation. Charge transfer mechanisms have been attended as well. The nature of electroluminescence is understood in detail. As a matter of fact, electron traps in silicon are the centers of luminescence. Electroluminescence occurs when electrons move from one trap to another. Thus the radiation of light quantum occurs. These traps appear as a result of the oxide growth. At the same time the bonds deformation of silicon atoms with SiOH groups is not excludes. As a result, dangling bonds are appeared, which are the trapping centers or the centers of luminescence.

Size Effect and Notch Size Effect in Metal Fatigue

It is a well known phenomenon that the constant amplitude fatigue limit of a large component is lower than the fatigue limit of a small specimen made of the same material. In notched components the opposite occurs: the fatigue limit defined as the maximum stress at the notch is higher than that achieved with smooth specimens. These two effects have been taken into account in most design handbooks with the help of experimental formulas or design curves. The basic idea of this study is that the size effect can mainly be explained by the statistical size effect. A component subjected to an alternating load can be assumed to form a sample of initiated cracks at the end of the crack initiation phase. The size of the sample depends on the size of the specimen in question. The main objective of this study is to develop a statistical model for the estimation of this kind of size effect. It was shown that the size of a sample of initiated cracks shall be based on the stressed surface area of the specimen. In case of varying stress distribution, an effective stress area must be calculated. It is based on the decreasing probability of equally sized initiated cracks at lower stress level. If the distribution function of the parent population of cracks is known, the distribution of the maximum crack size in a sample can be defined. This makes it possible to calculate an estimate of the largest expected crack in any sample size. The estimate of the fatigue limit can now be calculated with the help of the linear elastic fracture mechanics. In notched components another source of size effect has to be taken into account. If we think about two specimens which have similar shape, but the size is different, it can be seen that the stress gradient in the smaller specimen is steeper. If there is an initiated crack in both of them, the stress intensity factor at the crack in the larger specimen is higher. The second goal of this thesis is to create a calculation method for this factor which is called the geometric size effect. The proposed method for the calculation of the geometric size effect is also based on the use of the linear elastic fracture mechanics. It is possible to calculate an accurate value of the stress intensity factor in a non linear stress field using weight functions. The calculated stress intensity factor values at the initiated crack can be compared to the corresponding stress intensity factor due to constant stress. The notch size effect is calculated as the ratio of these stress intensity factors. The presented methods were tested against experimental results taken from three German doctoral works. Two candidates for the parent population of initiated cracks were found: the Weibull distribution and the log normal distribution. Both of them can be used successfully for the prediction of the statistical size effect for smooth specimens. In case of notched components the geometric size effect due to the stress gradient shall be combined with the statistical size effect. The proposed method gives good results as long as the notch in question is blunt enough. For very sharp notches, stress concentration factor about 5 or higher, the method does not give sufficient results. It was shown that the plastic portion of the strain becomes quite high at the root of this kind of notches. The use of the linear elastic fracture mechanics becomes therefore questionable.

Study of a vapor-compression air-conditioning system for jetliners

Most modern passenger aeroplanes use air cycle cooling. A high-speed air cycle is a reliable and light option, but not very efficient. This thesis presents research work done to design a novel vapour cooling cycle for aeroplanes. Due to advancements in high-speed permanent magnet motors, the vapour cycle is seen as a competitive option for the air cycle in aeroplanes. The aerospace industry places tighter demands on the weight, reliability and environmental effects of the machinery than those met by conventional chillers, and thus modifications to conventional design are needed. The thesis is divided into four parts: the initial screening of the working fluid, 1-D design and performance values of the compressor, 1-D off-design value predictions of the compressor and the 3-D design of the compressor. The R245fa was selected as the working fluid based the study. The off-design range of the compressor was predicted to be wide and suitable for the application. The air-conditioning system developed is considerably smaller than previous designs using centrifugal compressors.

Pk-yrityksen layout-suunnittelu ohutlevytuoteteollisuudessa

Diplomityössä käsitellään omistajanvaihdon myötä tapahtuvaa yritysten yhdentymistä pkt- sektorilla. Tutkimuksen tarkoituksena oli suunnitella layout uuteen halliin sekä suunnitella muuttoprosessi kokonaisuudessaan. Tutkimuksessa käsiteltiin koneiden siirron lisäksi myös yritysten yhdentymistä ja yritysfuusiota. Ratkaisumalleja haettiin kirjallisuudesta, tuotannon seuraamisesta ja edellisistä muutoista syntyneistä kokemuksista. Työn aikana kartoitettiin yritysten nykytilanne ja etsittiin siellä olevat parantamista vaativat kohdat. Lisäksi selvitettiin yritysten tuotanto layout -suunnittelua varten. Layoutin tekemisen runkona käytettiin Mutherin -layoutkaaviota. Tietojen pohjalta tehtiin kolme erillistä mallia, joista hyötyarvomatriisia hyväksi käyttäen valittiin yksi. Lisäksi yritysten yhdentymisen työkirjan avulla tehtiin lista tarvittavista toimenpiteistä ennen muuttoa sekä muuton jälkeen. Tutkimuksessa käsiteltiin myös yrityksen ohjelmainvestointeja sekä levytyökeskuksen että laserleikkauskoneen nestaukseen. Lisäksi työssä käsiteltiin myös uusia koneinvestointeja ja uutta organisaatiokaaviota.

Mobile system for pump working point estimation

In the current economy situation companies try to reduce their expenses. One of the solutions is to improve the energy efficiency of the processes. It is known that the energy consumption of pumping applications range from 20 up to 50% of the energy usage in the certain industrial plants operations. Some studies have shown that 30% to 50% of energy consumed by pump systems could be saved by changing the pump or the flow control method. The aim of this thesis is to create a mobile measurement system that can calculate a working point position of a pump drive. This information can be used to determine the efficiency of the pump drive operation and to develop a solution to bring pump’s efficiency to a maximum possible value. This can allow a great reduction in the pump drive’s life cycle cost. In the first part of the thesis, a brief introduction in the details of pump drive operation is given. Methods that can be used in the project are presented. Later, the review of available platforms for the project implementation is given. In the second part of the thesis, components of the project are presented. Detailed description for each created component is given. Finally, results of laboratory tests are presented. Acquired results are compared and analyzed. In addition, the operation of created system is analyzed and suggestions for the future development are given.

Muotin suunnittelu- ja valmistusprossin parantaminen solumuoviteollisuudessa

Diplomityö tehtiin Pohjoismainen Solumuovi Oy:lle. Tutkimusongelmaksi määriteltiin hyvin selkeästi tiedon puute muottien suunnittelusta sekä valmistuksesta. Työn tavoite oli parantaa solumuovituotteiden valmistuksessa käytettävien muottien laatua. Työn rajaus asettuu uusien muottien suunnittelu- ja valmistusprosessin parantamiseen. Työssä käsiteltiin tämän prosessin lisäksi mm. mallisuunnittelua, sekä koneen ja prosessien ominaisuuksia niiden muoteille asettamien vaatimusten pohjalta. Muottien ominaisuuksien oikeaoppinen suunnittelu on erittäin tärkeässä roolissa tulevien tuotantokustannusten muodostumisessa. Oikeaoppisella suunnittelulla tarkoitetaan työssä muottien eri osa-alueiden toisiinsa kytkeytymisen ymmärtämistä, niin muotin toimivuuden, lopputuotteen laadun sekä muotin tehokkuuden kannalta. Muottien ominaisuudet määräävät ideaalitilanteessa pitkälti koneiden sykliaikoja käytettävän raaka-aineen ja kappaleen dimensioiden lisäksi. Tämän vuoksi tilanteessa, jossa itse kone toimii moitteettomasti vakuumin, materiaalinsyötön, jäähdytyksen ja höyrytyksen osalta, saadaan muotin oikeaoppisella suunnittelulla lyhennettyä sykliaikoja ja vähennettyä virhekappaleiden määrää. Solumuovimuotin suunnitteluperiaatteita on lähes yhtä monta kuin suunnittelijoita. Mitään yksittäistä periaatetta ei voida suoraan tuomita vääränä, koska näillä muoteilla pystytään valmistamaan laadun kriteerit täyttäviä tuotteita. Useimmat suunnitteluperiaatteet pohjautuvat kuitenkin vain tietyn osa-alueen hallintaan, jonka jälkeen loput osa-alueet suunnitellaan tämän ehdoilla. Työssä saatujen tulosten pohjalta voidaan sanoa, että muotin tuottavuus on erityisesti kiinni kokonaisuudesta, ei yksittäisestä osa-alueesta.

Management of interdependency in project portfolio

Project management has evolved in recent decades. Project portfolio management, together with multi project management, is an emerging area in the project management field in practice, and correspondingly in academic research and forums. In multi project management, projects cannot be handled isolated from each other, as they often have interdependencies that have to be taken into account. If the interdependencies between projects are evaluated during the selection process, the success rate of the project portfolio is increased. Interdependencies can be human resources, technological, and/or market based. Despite of the fact that interdependency as a phenomenon has roots in the 1960s and is related to famous management theories, it has not been much studied, although in practice most companies use it to great extent. There exists some research on interdependency, but prior publications have not emphasized the phenomenon per se, because a practical orientation practitioner techniques prevails in the literature. This research applies the method triangulation, electronic surveys and multiple case study. The research concentrates on small to large companies in Estonia and Finland, mainly in construction, engineering, ICT, and machinery industries. The literature review reveals that interdependencies are deeply involved in R&D and innovation. Survey analysis shows that companies are aware of interdependency issues in general, but they i have lack of detailed knowledge to use it thoroughly. Empirical evidence also indicates that interdependency techniques influence the success rate and other efficiency aspects to different extents. There are a lot of similarities in interdependency related managerial issues in companies of varying sizes and countries in Northern Europe. Differences found in the study are for instance the fact that smaller companies face more difficulties in implementing and evaluating interdependency procedures. Country differences between Estonia and Finland stem from working solutions to manage interdependencies on a daily basis.historical and cultural reasons, such as the special features of a transition country compared to a mature country. An overview of the dominant problems, best practices, and commonly used techniques associated with interdependency is provided in the study. Empirical findings show that many interdependency techniques are not used in practice. A multiple case study was performed in the study to find out how interdependencies are managed in real life on a daily basis. The results show that interdependencies are mostly managed in an informal manner. A description of managing the interdependencies and implementation procedures is given. Interdependency procedures are hard to implement, especially in smaller companies. Companies have difficulties in implementing interdependency procedures and evaluating them. The study contains detailed results on how companies have implemented working solutions to manage interdependencies on a daily basis

Faster for the master! : exploring issues of religious expression and alternative Christian identity within the Finnish Christian metal music scene

Populärkulturen har i dagens läge kommit att utgöra en allt mer viktig och central inspirationskälla för allt fler människors konstruktion av den egna religiösa identiteten även inom traditionella och institutionella kristna sammanhang. Denna avhandling belyser denna utveckling i ljuset av den finländska kristna metallmusik-kulturen - en sällsynt stark sammanblanding av protestantisk kristendom och en utpräglad och kontroversiell populärmusikform och dess kultur. Fokus riktas framför allt på hur den kristna metallmusik-kulturen blir meningsfull för sina medlemmar genom de sätt på vilka den konstrueras diskursivt, dvs. genom de sätt på vilka den representeras och talas om bland sina egna anhängare. Den diskursiva konstruktionen av den kristna metallmusik-kulturen utforskas på ett såväl bredare transnationellt som ett finländskt nationellt plan. Studien redogör även för den kristna metalmusikens och -kulturens huvudsakliga verbala, visuella och estetiska kännetecken. Uppbyggnaden och spridningen av dagens transnationella kristna metallmusik-kultur undersöks även i ljuset av det teoretiska konceptet scene. Avhandlingens centrala argument är att den kristna metallmusikscenen erbjuder sina medlemmar en mängd resurser för skapandet av ett alternativt och komplementärt religiöst uttrycksätt, religiös praxis och en alternativ kristen identitet.