Pulssi-MAG-hitsauksen optimointi ultralujille rakenneteräksille

Diplomityön tavoitteena oli optimoida pulssi-MAG-hitsaus parametreja ultralujan rakenneteräksen OPTIM 960 QC hitsin lujuuden ja väsymiskestävyyden kannalta. Työssä tutkittiin parametrien, erityisesti pulssituksen vaikutusta hitsingeometriaan ja kovuusprofiiliin hitsiaineessa ja HAZ-alueella. Kirjallisuus osiossa perehdytään pulssi-MAG-hitsauksen prosessiparametreihin, erityisesti niiden vaikutukseen lämmöntuontiin, saavutettavaan kovuuteen ja näin ollen lujuuteen sekä väsymiskestävyyteen. Kokeellisessa osassa koehitsejä tutkittiin SLM (structural lightmethod) - menetelmällä ja kovuusmittauksin. Parametrien vaikutusta laatuhitsin tuottavaan hitsausenergiaan tutkittiin visuaalisesti ja jäähtymisaikamittauksin. Parametrien käyttäytymistä tutkittiin lyhyesti oskilloskoopin ja suurnopeuskuvauksen avulla. Laadukkaiden hitsien saavuttaminen vaati, että keskinäinen tasapaino pulssi parametrien välillä on kunnossa. Virtasuhteen tulee olla n. 30 %. Langansyötön lisäys vaatii taajuuden ja pulssiajan nostoa. Pehmenneen vyöhykkeen syntyä karkearakeiselle vyöhykkeelle saadaan rajoitettua, mutta uloimpien vyöhykkeiden pehmenemisen ehkäiseminen vaatii esim. jäähdytystä ja perusaineen koostumuksen tarkistamista. Liitoksen väsymiskestävyyden kannalta lämmöntuonti ei ole kriittinen tekijä. Väsymiskestävyysluokka 150 on saavutettavissa ilman jälkikäsittelyä. Jatkotutkimuksissa tulee keskittyä vielä syvemmin prosessiparametrien vaikutuksien hallintaan ja kehittää ulkoista jäähdyttämistä.

Päästökauppa ja sen vaikutukset Suomen terästeollisuuteen

Tässä työssä tavoitteena oli selvittää päästökaupan vaikutuksia Rautaruukin toimintaan ja kilpailukykyyn. Työssä tarkasteltiin tarkemmin Euroopan Yhteisöjen komission esittämää ehdotusta Euroopan Unionin laajuisesta päästökauppajärjestelmästä. Työssä selvitettiin Rautaruukin Raahen ja Koverharin terästehtaiden jo tehtyjen toimien vaikutus hiilidioksidipäästöihin sekä tulevaisuuden päästövähennysmahdollisuudet huomioiden eri päästöskenaariovaihtoehdot. Rautaruukki on saavuttanut tehdyillä toimenpiteillä huomattavia hiilidioksidipäästöjen vähenemiä. Ilman vuosien 1990-2001 välisenä aikana tehtyjä toimia olisivat hiilidioksidi-päästöt vuonna 2001 olleet noin 1 Mt suuremmat kuin ne todellisuudessa olivat. Myös tuulevaisuudessa Rautaruukilla on mahdollisuus vaikuttaa hiilidioksidipäästöihin. Laskelmien mukaan tunnistetuilla toimilla saavutettavat päästövähenemät vuonna 2005 voisivat olla noin 930 000 t ja vuonna 2008 960 00 t. Kuitenkin osa toimista on pitkäntähtäimen toimia, joiden toteuttaminen on vielä hyvin epätodennäköistä. Lisäksi toimien kustannuksista ei ole vielä tarkkaa tietoa. Päästökauppadirektiiviehdotuksen alkujaon merkitystä Rautaruukille on arvioitu vertailemalla eri alkujakovaihtoehtoja. Laskennassa on oletettu, että päästöoikeuksien ensimmäinen alkujako on ilmainen, jolloin kaikki vuoden 1990 päästöt saadaan ilmaiseksi. Näin Ollen vuonna 2005 kymmenen euron päästöoikeuden hinnalla tulee vuosittaiseksi kustannuksiksi noin 16 miljoonaa euroa. Toisella velvoitekaudella 90 % päästöoikeuksista jaetaan ilmaiseksi ja 10 % joudutaan ostamaan. Näin ollen vuonna 2008 kustannukset olisivat noin 69 miljoonaa euroa. Vastaavasti, jos huomioidaan tulevaisuuden investoinneilla saavutettavissa olevat hiilidioksidipäästöjen vähenemät, ovat kustannukset vuonna 2005 noin seitsemän miljoonaa euroa ja vuonna 2008 noin 59 miljoonaa euroa.

Språk - Franska

Samlingen med signum HF Rom finns vid Humanistiska biblioteket i anslutning till ämnet Franska. I samlingen ingår litteratur om fransk språkvetenskap och litteraturvetenskap liksom en del fransk skönlitteratur. Endel fransk vitterhet har kommit till akademibiblioteket som donation från franska ambassaden i Helsingfors. Några privata donatorer kan nämnas som prof. Sigurd Frosterus, rektor C.M. Runeberg, fru Olga von Gerich, med.lic. Eva Gadolin Lagerwall, friherrinnan Greta von Julin, fru Catherine Boman, FK Thora Gripenberg och fröknarna Annie och Berta Edelfelt. Inköp har kompletterat samlingen. Litteraturen i samlingen söks i Alma med sökfunktionen Signum och söktermen HF Rom.

Turun yliopiston kirjasto 1970-luvulta 2000-luvulle

Turun Suomalaisen Yliopistoseuran syntysanat lausuttiin 29.4.1917. Seuran tärkeimpiin tavoitteisiin kuului alun alkaen tieteellisen kirjaston aikaansaaminen. Jo hoitokunnan ensimmäisessä kokouksessa 25.11.1917 asetettiin kirjastovaliokunta, joka sai tehtäväkseen kerätä kirjallisuutta sekä hoitaa seuran kirjastoa, arkistoa ja kokoelmia. Turun Suomalaiselta Yliopistoseuralta osoitti hämmästyttävää kaukokatseisuutta ja ripeyttä aikataulu, jossa se päätti ja toteutti Turun yliopiston kirjaston perustamisen. Vuonna 1920, suurinpiirtein samaan aikaan, kun oli päätetty yliopiston perustamisesta, yliopistoseura päätti ryhtyä toimiin kirjaston järjestämisen aloittamiseksi. 20.11.1920 valittiin yliopiston kirjaston väliaikaiseksi kirjastonhoitajaksi – ja 1922 vakinaiseksi - FK Volter Kilpi, joka alkoi hoitaa Turun yliopiston kirjastoa 1.1.1921. Kirjasto avasi ovensa yleisölle 27.6.1922, samana päivänä jolloin Turun suomalainen yliopisto aloitti toimintansa. Turun yliopiston kirjaston varsinaisena perustamisvuotena pidetään kuitenkin vuotta 1921. Turun suomalainen yliopisto, vuodesta 1927 Turun yliopisto oli vuoteen 1974 saakka yksityinen yliopisto. Turun yliopiston valtiollistamista koskeva laki tuli voimaan 1.8.1974. Turun yliopiston kirjaston ensimmäinen historiikki koskee vuosia 1917-1969 (Laurikkala & Neuvonen, 1970). 2000-luvun alussa Turun yliopiston kirjasto asetti tavoitteeksi, uuden 90-vuotishistoriikin kirjoittaminen. Tätä tehtävää varten palkattiin syksyksi 2005 kirjastonhoitaja Liisa Hilander. 2006 myös haastateltiin eräitä kirjaston aikaisempia työntekijöitä. Tämä aineisto on tallennettu erikseen kirjaston arkistoon. Alkuperäinen tavoite 90-vuotishistoriikin julkaisemisesta vuonna 2011 kuitenkin muuttui, kun päätökset Turun yliopistosta ja Turun kauppakorkeakoulusta muodostuvasta Turun yliopistosta tehtiin uuden yliopistolain yhteydessä, joka astuu voimaan 1.1.2010. Yliopisto muuttuu samalla valtion yliopistosta julkisoikeudelliseksi yliopistoksi. Kirjaston tilanne ja asema oli pitkään epäselvä ja vasta vuoden 2009 lopussa yliopisto teki päätöksen Turun yliopiston kirjaston ja Turun kauppakorkeakoulun kirjastojen yhdistämisestä (uudeksi) Turun yliopiston kirjastoksi 1.1.2010 lähtien. Samalla kirjasto asema muuttui yliopiston erillislaitoksesta yliopiston hallinnon organisaatioon – yliopistopalveluihin - kuuluvaksi yksiköksi. Sekä yliopiston että sen kirjaston aseman muuttuminen sai aikaan tarpeen aikaistaa Turun yliopiston kirjaston historiikin julkaisemisen vuoden 2009 lopussa. Historiikki kuvaa kirjaston kautta 1970-luvun alusta 2000-luvun loppupuolelle. Historiikin julkaisemisen aikaistamisen vuoksi 2000-luvun viimeisten vuosien tapahtumiin lähinnä on vain viittauksia.

Forts till sorgmusiken

Soitinnus: piano.

Ultralujasta teräksestä valmistetun liitoksen pienahitsin staattinen kestävyys

Ultralujat teräkset ovat teräksiä, joiden lujuus on reilusti suurempi verrattuna perinteisiin rakenneteräksiin. Niiden ominaisuuksia hyödynnetään eniten nosto- ja kuljetusvälinete¬ollisuudessa. Ultralujien terästen käyttö avaa suunnittelijalle uusia mahdollisuuksia suun¬nitella ulottuvampia ja kevyempiä rakenteita, jolloin voidaan saavuttaa säästöjä niin val¬mistus- kuin polttoainekustannuksissakin. Ultralujille teräksille ei kuitenkaan ole ole¬massa niitä vastaavia suunnitteluohjeita tai standardeja. Teräsrakenteiden liitosten suun¬nitteluun mitoitusohjeita antava standardi SFS-EN 1993-1-8 ei huomioi teräksiä, joiden myötölujuus on yli 460 MPa. SFS-EN 1993-1-12 on 1993-1-8:n laajennus, joka on voi¬massa myötölujuuteen 700 MPa asti. Tässä diplomityössä tutkittiin ultralujista teräksistä valmistettujen pienahitsiliitosten käyttäytymistä vetokokeiden ja elementtimenetelmän avulla. Tulosten avulla voitiin mää¬rittää matalalujuuksisten terästen mitoitusohjeiden soveltuvuutta ultralujille teräksille. Kokeissa käytetty teräs oli Ruukin valmistama Optim 960 QC.

Ion modulated organic transistors

I likhet med vanliga plaster är de π-konjugerade polymererna flexibla, lösliga och processbara vid låga temperaturer (< 150 ºC). Därutöver har de egenskapen att leda ström. Konduktivitetsintervallet är brett och omfattar nästintill metallisk ledningsförmåga å ena sidan, via halvledarkonduktiva till isolerande å andra sidan. Polymererna utgörs av regelbundna kedjor av kolatomer och associeras sålunda till organiska material. Sedan de första vetenskapliga rapporterna publicerades vid slutet av 1970-talet har π-konjugerade polymerer använts och utvecklats i exempelvis solceller, dioder, lysdioder och transistorer. Nobelpriset i kemi tilldelades år 2000 åt Hideki Shirakawa, Alan J. Heeger och Alan G. MacDiarmid för upptäckten och utvecklandet av ledande polymerer. I min avhandling har jag arbetat med att utveckla och förstå lågspännings jonmodulerade organiska transistorer. Två typer av jonmodulerade organiska transistorer studeras: (1) den jonmodulerade organiska fälteffekt transistorn (jonmodulerade OFETen), som utgör den centrala transistorn i avhandlingen, samt (2) den elektrokemiska transistorn. Den första typen fungerar som en konventionell OFET. Strömmen i halvledaren moduleras av det elektriska fältet över isolatorn. Med användandet av en elektrolyt ”isolator” orsakar polariseringen av jonerna däremot ett högt elektriskt fält vid elektrolyt/halvledargränssnittet och man åstadkommer modulering av strömmen redan vid några volts drivspänningar. I den andra typen utnyttjas elektrokemi för att medelst reduktion/oxidation modulera strömmen i den π-konjugerade polymeren. Ett viktigt ändamål i avhandlingen har också varit att kunna tillverka transistorerna med masstillverkningsmetoder. I avhandlingen presenteras de jonmodulerade organiska transistorernas möjlighet att framställas med masstillverkningsmetoder. Nya koncept introduceras och svagheter identifieras. Skillnaderna mellan OFETen, jonmodulerade OFETen och den elektrokemiska transistorn klargörs. Arbetet skall däremot inte anses fullbordat utan forskningen fortgår för att kringgå svagheterna, öka på transistorernas stabilitet och framförallt tillämpa dem i innovativa applikationer.

Studies on Neuromuscular Blocking Agents and Their Antagonists During Anaesthesia

Neuromuscular blocking agents (NMBAs) are widely used in clinical anaesthesia and emergency medicine. Main objectives are to facilitate endotracheal intubation and to allow surgery by reducing muscle tone and eliminating sudden movements, which may otherwise lead to trauma and complications. The most commonly used NMBAs are non-depolarizing agents with a medium duration of action, such as rocuronium and cisatracurium. They bind to the acetylcholine receptors in the neuromuscular junction, thus inhibiting the depolarization of the postsynaptic (muscular) membrane, which is a prerequisite for muscle contraction to take place. Previously, it has been assumed that nitrous oxide (N2O), which is commonly used in combination with volatile or intravenous anaesthetics during general anaesthesia, has no effect on NMBAs. Several studies have since claimed that N2O in fact does increase the effect of NMBAs when using bolus administration of the relaxant. The effect of N2O on the infusion requirements of two NMBAs (rocuronium and cisatracurium) with completely different molecular structure and pharmacological properties was assessed. A closed-loop feedback controlled infusion of NMBA with duration of at least 90 minutes at a 90% level of neuromuscular block was used. All patients received total intravenous anaesthesia (TIVA) with propofol and remifentanil. In both studies the study group (n=35) received N2O/Oxygen and the control group (n=35) Air/Oxygen. There were no significant differences in the mean steady state infusion requirements of NMBA (rocuronium in Study I; cisatracurium in Study II) between the groups in either study. In Study III the duration of the unsafe period of recovery after reversal of rocuronium-induced neuromuscular block by using neostigmine or sugammadex as a reversal agent was analyzed. The unsafe period of recovery was defined as the time elapsed from the moment of no clinical (visual) fade in the train-of-four (TOF) sequence until an objectively measured TOF-ratio of 0.90 was achieved. The duration of these periods were 10.3 ± 5.5 and 0.3 ± 0.3 min after neostigmine and sugammadex, respectively (P < 0.001). Study IV investigated the possible effect of reversal of a rocuronium NMB by sugammadex on depth of anaesthesia as indicated by the bispectral index and entropy levels in thirty patients. Sugammadex did not affect the level of anaesthesia as determined by EEG-derived indices of anaesthetic depth such as the bispectral index and entropy.

Focusing on the quality of learning processes

S. 327-333

Tehollisen lovijännityksen menetelmän käytettävyys ultralujien terästen korkealaatuisten hitsien väsymismitoituksessa

Tässä diplomityössä on tutkittu tehollisen lovijännityksen menetelmän soveltuvuutta ultralujien terästen korkealaatuisten hitsien väsymismitoitukseen. International Institute of Welding suosittelee käyttämään elementtimenetelmässä hitsin rajaviivoilla sekä juuressa fiktiivistä 1 mm pyöristystä, jonka avulla tehollinen lovijännitys määritetään. Kaikille liitostyypeille sovelletaan samaa, kaltevuudeltaan m = 3 olevaa SN-käyrää, jolloin maksimipääjännitystä vastaava väsymisluokka FAT saa arvon 225. Nykyisiä mitoitusohjeita on pidetty kuitenkin liian konservatiivisina, etenkin jos kyseessä on suurilujuuksisesta teräksestä valmistettu korkealaatuinen hitsi. Rajaviivalla vaikuttavaa lovijännitystä on tutkittu mallintamalla liitokset FEMAP – elementtimenetelmäohjelmalla varioimalla rajaviivan pyöristystä. Elementtimenetelmän tuloksia on verrattu analyyttisiin loven muotoluvun laskentakaavoihin. Tutkittavana on ollut Ruukin Optim 960 QC sekä Optim 1100 QC – teräksistä valmistettuja koesauvoja. Koesauvat on valmistettu sekä koestettu pääasiassa Lappeenrannan teknillisen yliopiston teräsrakenteiden laboratoriossa. Tutkittavat koesauvat ovat olleet kuormaa kantamattomia ristiliitoksia sekä päittäisliitoksia. Suurin osa koesauvoista on väsytetty käyttämällä jännityssuhdetta R < 0,11. Koesauvat on jaoteltu jännityssuhteen sekä liitostyypin mukaan. Kaikkien koekappaleiden karakteristiseksi väsymisluokan arvoksi on määritetty FAT 200. Alle 0,11 jännityssuhteella väsytettyjen koekappaleiden karakteristinen väsymisluokka on FAT 230 ja isoilla jännityssuhteilla väsytettyjen FAT 126. Tulosten perusteella nykyiset mitoitusohjeet eivät ole liian konservatiivisia. Väsymisluokkaa FAT 225 voidaan käyttää väsymislaskennassa, mikäli rakenteen kuormitusten suhde on alle 0,1. Isoilla jännityssuhteilla koestettujen koekappaleiden lukumäärä on ollut pieni, joten niiden mitoitukselle ei voida antaa tarkkoja ohjeita.

Viurilanlahden Natura 2000 -alueen hoito- ja käyttösuunnitelma

Viurilanlahden Natura-alue (FI0200027) sijaitsee Salossa Halikonlahden pohjoisosassa, ja se muodostuu kolmesta toisistaan erillään olevasta osasta: Viurilanlahdesta, Jokiniemenlahdesta ja siihen liittyvästä Rauvolanselästä itärantoineen sekä Kaijanlammesta. Natura-alueeseen sisältyy ranta- ja vesialueiden lisäksi Salon Veden keskusjätevedenpuhdistamon alueita ja jonkin verran peltoja. Alue kuuluu Euroopan yhteisön Natura 2000 -verkostoon lintudirektiivin perusteella eli se on linnustonsuojelualue eli SPA-alue (Special Protection Area). Viurilanlahden Natura-alue on osittain päällekkäin Vaisakon Natura-alueen (FI0200125) kanssa, joka on luontodirektiivin mukainen SCI-alue (Sites of Community Importance). Natura-alueen pinta-ala on 628 ha, josta vesialaa on noin 400 ha. Viurilanlahden tärkeimmät luonnonsuojelulliset arvot perustuvat alueella pesivään ja levähtävään linnustoon. Luontoarvojen säilymisen haasteina ovat vesistökuormitus, rantojen ja vesialueen umpeenkasvu ja mataloituminen sekä vieraslajit. Viurilanlahdella on tärkeä merkitys myös virkistyskäyttöalueena. Osana Varsinais-Suomen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen (ELY-keskus) vastuualueen johtamaa ja Euroopan maatalouden kehittämisen maatalousrahaston tukemaa vesien ja luonnonhoidon alueellinen ja paikallinen toteuttaminen Lounais-Suomen vesistöalueilla -hanketta (VELHO) alueelle laadittiin hoito- ja käyttösuunnitelma, jonka tavoitteena on ohjata alueen hoitoa ja käyttöä luontoarvojen turvaamiseksi. Suunnitelma tehtiin Varsinais-Suomen ELY-keskuksen ohjauksessa. Suunnittelua varten perustettiin suunnitteluryhmä, joka koottiin eri viranomaistahojen ja käyttäjäryhmien edustajista sekä maanomistajista. Suunnitteluryhmän tavoitteena oli tunnistaa alueen suojeluun ja käyttöön liittyvät mahdolliset ongelmat ja ristiriidat, ratkaista ja sovittaa niitä. Tämän hoito- ja käyttösuunnitelman aikajänne on 15 vuotta. Suunnitelman tavoitteena on ohjata alueen hoitoa ja käyttöä niin, että alueen luontoarvot turvataan.

Power semiconductor nonlinearities in active du/dt output filtering

This doctoral thesis introduces an improved control principle for active du/dt output filtering in variable-speed AC drives, together with performance comparisons with previous filtering methods. The effects of power semiconductor nonlinearities on the output filtering performance are investigated. The nonlinearities include the timing deviation and the voltage pulse waveform distortion in the variable-speed AC drive output bridge. Active du/dt output filtering (ADUDT) is a method to mitigate motor overvoltages in variable-speed AC drives with long motor cables. It is a quite recent addition to the du/dt reduction methods available. This thesis improves on the existing control method for the filter, and concentrates on the lowvoltage (below 1 kV AC) two-level voltage-source inverter implementation of the method. The ADUDT uses narrow voltage pulses having a duration in the order of a microsecond from an IGBT (insulated gate bipolar transistor) inverter to control the output voltage of a tuned LC filter circuit. The filter output voltage has thus increased slope transition times at the rising and falling edges, with an opportunity of no overshoot. The effect of the longer slope transition times is a reduction in the du/dt of the voltage fed to the motor cable. Lower du/dt values result in a reduction in the overvoltage effects on the motor terminals. Compared with traditional output filtering methods to accomplish this task, the active du/dt filtering provides lower inductance values and a smaller physical size of the filter itself. The filter circuit weight can also be reduced. However, the power semiconductor nonlinearities skew the filter control pulse pattern, resulting in control deviation. This deviation introduces unwanted overshoot and resonance in the filter. The controlmethod proposed in this thesis is able to directly compensate for the dead time-induced zero-current clamping (ZCC) effect in the pulse pattern. It gives more flexibility to the pattern structure, which could help in the timing deviation compensation design. Previous studies have shown that when a motor load current flows in the filter circuit and the inverter, the phase leg blanking times distort the voltage pulse sequence fed to the filter input. These blanking times are caused by excessively large dead time values between the IGBT control pulses. Moreover, the various switching timing distortions, present in realworld electronics when operating with a microsecond timescale, bring additional skew to the control. Left uncompensated, this results in distortion of the filter input voltage and a filter self-induced overvoltage in the form of an overshoot. This overshoot adds to the voltage appearing at the motor terminals, thus increasing the transient voltage amplitude at the motor. This doctoral thesis investigates the magnitude of such timing deviation effects. If the motor load current is left uncompensated in the control, the filter output voltage can overshoot up to double the input voltage amplitude. IGBT nonlinearities were observed to cause a smaller overshoot, in the order of 30%. This thesis introduces an improved ADUDT control method that is able to compensate for phase leg blanking times, giving flexibility to the pulse pattern structure and dead times. The control method is still sensitive to timing deviations, and their effect is investigated. A simple approach of using a fixed delay compensation value was tried in the test setup measurements. The ADUDT method with the new control algorithm was found to work in an actual motor drive application. Judging by the simulation results, with the delay compensation, the method should ultimately enable an output voltage performance and a du/dt reduction that are free from residual overshoot effects. The proposed control algorithm is not strictly required for successful ADUDT operation: It is possible to precalculate the pulse patterns by iteration and then for instance store them into a look-up table inside the control electronics. Rather, the newly developed control method is a mathematical tool for solving the ADUDT control pulses. It does not contain the timing deviation compensation (from the logic-level command to the phase leg output voltage), and as such is not able to remove the timing deviation effects that cause error and overshoot in the filter. When the timing deviation compensation has to be tuned-in in the control pattern, the precalculated iteration method could prove simpler and equally good (or even better) compared with the mathematical solution with a separate timing compensation module. One of the key findings in this thesis is the conclusion that the correctness of the pulse pattern structure, in the sense of ZCC and predicted pulse timings, cannot be separated from the timing deviations. The usefulness of the correctly calculated pattern is reduced by the voltage edge timing errors. The doctoral thesis provides an introductory background chapter on variable-speed AC drives and the problem of motor overvoltages and takes a look at traditional solutions for overvoltage mitigation. Previous results related to the active du/dt filtering are discussed. The basic operation principle and design of the filter have been studied previously. The effect of load current in the filter and the basic idea of compensation have been presented in the past. However, there was no direct way of including the dead time in the control (except for solving the pulse pattern manually by iteration), and the magnitude of nonlinearity effects had not been investigated. The enhanced control principle with the dead time handling capability and a case study of the test setup timing deviations are the main contributions of this doctoral thesis. The simulation and experimental setup results show that the proposed control method can be used in an actual drive. Loss measurements and a comparison of active du/dt output filtering with traditional output filtering methods are also presented in the work. Two different ADUDT filter designs are included, with ferrite core and air core inductors. Other filters included in the tests were a passive du/dtfilter and a passive sine filter. The loss measurements incorporated a silicon carbide diode-equipped IGBT module, and the results show lower losses with these new device technologies. The new control principle was measured in a 43 A load current motor drive system and was able to bring the filter output peak voltage from 980 V (the previous control principle) down to 680 V in a 540 V average DC link voltage variable-speed drive. A 200 m motor cable was used, and the filter losses for the active du/dt methods were 111W–126 W versus 184 W for the passive du/dt. In terms of inverter and filter losses, the active du/dt filtering method had a 1.82-fold increase in losses compared with an all-passive traditional du/dt output filter. The filter mass with the active du/dt method was 17% (2.4 kg, air-core inductors) compared with 14 kg of the passive du/dt method filter. Silicon carbide freewheeling diodes were found to reduce the inverter losses in the active du/dt filtering by 18% compared with the same IGBT module with silicon diodes. For a 200 m cable length, the average peak voltage at the motor terminals was 1050 V with no filter, 960 V for the all-passive du/dt filter, and 700 V for the active du/dt filtering applying the new control principle.

Simulation and material calibration of ultra high strength steel (UHSS) S960 welded joint under static tensile test utilizing finite element method (FEM)

The aim of this work was to calibrate the material properties including strength and strain values for different material zones of ultra-high strength steel (UHSS) welded joints under monotonic static loading. The UHSS is heat sensitive and softens by heat due to welding, the affected zone is heat affected zone (HAZ). In this regard, cylindrical specimens were cut out from welded joints of Strenx® 960 MC and Strenx® Tube 960 MH, were examined by tensile test. The hardness values of specimens’ cross section were measured. Using correlations between hardness and strength, initial material properties were obtained. The same size specimen with different zones of material same as real specimen were created and defined in finite element method (FEM) software with commercial brand Abaqus 6.14-1. The loading and boundary conditions were defined considering tensile test values. Using initial material properties made of hardness-strength correlations (true stress-strain values) as Abaqus main input, FEM is utilized to simulate the tensile test process. By comparing FEM Abaqus results with measured results of tensile test, initial material properties will be revised and reused as software input to be fully calibrated in such a way that FEM results and tensile test results deviate minimum. Two type of different S960 were used including 960 MC plates, and structural hollow section 960 MH X-joint. The joint is welded by BöhlerTM X96 filler material. In welded joints, typically the following zones appear: Weld (WEL), Heat affected zone (HAZ) coarse grained (HCG) and fine grained (HFG), annealed zone, and base material (BaM). Results showed that: The HAZ zone is softened due to heat input while welding. For all the specimens, the softened zone’s strength is decreased and makes it a weakest zone where fracture happens while loading. Stress concentration of a notched specimen can represent the properties of notched zone. The load-displacement diagram from FEM modeling matches with the experiments by the calibrated material properties by compromising two correlations of hardness and strength.