Simulating grasping behavior of people using the relational description scheme

This paper presents an enhanced relational description for the prescription of the grasp requirement and evolution of the posture of a digital human hand towards satisfaction of this requirement. Precise relational description needs anatomical segmentation of the hand geometry into palmar, dorsal and lateral patches using the palm-plane and joint locations information, and operational segmentation of the object geometry into pull,push and lateral patches with due consideration to the effect of friction. Relational description identifies appropriate patches for a desired grasp condition. Satisfaction of this requirement occurs in two discrete stages,namely,contact establishment and post-contact force exertion for object capturing. Contact establishment occurs in four potentially overlapping phases,namely,re-orientation,transfer,pre- shaping,and closing-in. The novel h and re-orientation phase,enables the palm to face the object in a task sequence scenario, transfer takes the wrist to the ball park ; pre-shaping and close-in finally achieves the contact. In this paper, an anatomically pertinent closed-form formulation is presented for the closing-in phase for identification of the point of contact on the patches ,prescribed by the relational description. Since mere contact does not ensure grasp and slip phenomenon at the point of contact on application of force is a common occurrence, the effect of slip in presence of friction has been studied for 2D and 3D object grasping endeavours and a computational generation of the slip locus is presented.A general slip locus is found to be a non-linear curve even on planar faces.Two varieties of slip phenomena,namely,stabilizing and non-stabilizing slips, and their local characteristics have been identified.Study of the evolution of this slip characteristic over the slip locus exhibited diverse grasping behaviour possibilities. Thus, the relational description paradigm not only makes the requirement specification easy and meaningful but also enables high fidelity hand object interaction studies possible.

Pull-in Instability Study of Carbon Nanotube Tweezers Under the Influence of Van der Waals Forces

The pull-in instability of two nanotubes under van der Waals force is studied. The cantilever beam with large deformation model is used. The influence of nanotube parameters such as the interior radius, the gap distance between the two nanotubes, etc, on the pull-in instability is studied. The critical nanotube length is determined for each specific set of nanotube parameters. The Galerkin method is applied to discretize the governing equations, and it shows good convergence.

Numerical and Analytical Study on the Pull-in Instability of Micro-Structure under Electrostatic Loading

The one-mode analysis method on the pull-in instability of micro-structure under electrostatic loading is presented. Taylor series are used to expand the electrostatic loading term in the one-mode analysis method, which makes analytical solution available. The one-mode analysis is the combination of Galerkin method and Cardan solution of cubic equation. The one-mode analysis offers a direct computation method on the pull-in voltage and displacement. In low axial loading range, it shows little difference with the established multi-mode analysis on predicting the pull-in voltages for three different structures (cantilever, clamped-clamped beams and the plate with four edges simply-supported) studied here. For numerical multi-mode analysis, we also show that using the structural symmetry to select the symmetric mode can greatly reduce both the computation effort and the numerical fluctuation.

Casimir Effect on the Pull-in Parameters of Nanometer Switches

Casimir effect on the critical pull-in gap and pull-in voltage of nanoelectromechanical switches is studied. An approximate analytical expression of the critical pull-in gap with Casimir force is presented by the perturbation theory. The corresponding pull-in parameters are computed numerically, from which one can notice the nonlinear effect of Casimir force on the pull-in parameters. The detachment length has been presented, which increases with increasing thickness of the beam.

Pull-In Instability Of Micro-Switch Actuators: Model Review

The existing three widely used pull-in theoretical models (i.e., one-dimensional lumped model, linear supposition model and planar model) are compared with the nonlinear beam mode in this paper by considering both cantilever and fixed-fixed type micro and nano-switches. It is found that the error of the pull-in parameters between one-dimensional lumped model and the nonlinear beam model is large because the denominator of the electrostatic force is minimal when the electrostatic force is computed at the maximum deflection along the beam. Since both the linear superposition model and the slender planar model consider the variation of electrostatic force with the beam's deflection, these two models not only are of the same type but also own little error of the pull-in parameters with the nonlinear beam model, the error brought by these two models attributes to that the boundary conditions are not completely satisfied when computing the numerical integration of the deflection.

Snap-through and pull-in instabilities of an arch-shaped beam under an electrostatic loading

The snap-through and pull-in instabilities of the micromachined arch-shaped beams under an electrostatic loading are studied both theoretically and experimentally. The pull-in instability that results in a system collision with an electrode substrate may lead to a system failure and, thus, limits the system maximum displacement. The beam/plate structure with a flat initial configuration under an electrostatic loading can only experience the pull-in instability. With the different arch configurations, the structure may experience either only the pull-in instability or the snap-through and pull-in instabilities together. As shown in our computation and experiment, those arch-shaped beams with the snap-through instability have the larger maximum displacement compared with the arch-shaped beams with only the pull-in stability and those with the flat initial configuration. The snap-through occurs by exerting a fixed load, and the structure experiences a discontinuous displacement jump without consuming power. Furthermore, after the snap-through jump, the structures are demonstrated to have the capacity to withstand further electrostatic loading without pull-in. Those properties of consuming no power and increasing the structure deflection range without pull-in is very useful in microelectromechanical systems design, which can offer better sensitivity and tuning range.

A unified law of motion of lithospheric plates and the driving mechanism

From observed data on lithospheric plates, a unified empirical law for plate motion,valid for continental as well as oceanic plates, is obtained in the following form: The speedof plate motion U depends linearly on a geometric parameter T_d, ratio of the sum of effectiveridge length and trench arc length to the sum of area of continental part of plate and total areaof cold sinking slab. Based on this unified law, a simple mechanical analysis shows that, themain driving forces for lithospheric plates come from push along the mid-ocean ridge andpull by the cold sinking slab, while the main drag forces consist of the viscous traction beneaththe continental part of plate and over both faces of the sinking slab. Moreover, the specific-push along ridge and pull by slab are found to be of equal magnitude.

Influência do sistema de cimentação e do modo de ativação na resistência ao push-out de pinos de fibra de vidro

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do tipo de sistema de cimentação (condicionamento ácido total ou autoadesivo), do modo de ativação (autoativado ou dual), do terço do conduto radicular (cervical, médio ou apical) e da espessura do filme de cimento sobre a resistência de união de pinos de fibra de vidro cimentados em dentes humanos. Quarenta raízes foram incluídas em resina epóxi, submetidas a tratamento endodôntico e obturadas com guta percha e cimento endodôntico sem eugenol. Decorridos sete dias, os condutos foram preparados a uma profundidade de 10mm com brocas padronizadas do sistema dos pinos de fibra (WhitePost DC #2) e aleatoriamente divididos em 4 grupos, conforme o sistema de cimentação e o modo de ativação: (G1) RelyX ARC/Adper Scotchbond Multi-Purpose Plus (condicionamento ácido total), ativação dual, (G2) RelyX ARC/Adper Scotchbond Multi-Purpose Plus, autoativado, (G3) RelyX U100 (autoadesivo), dual e (G4) RelyX U100, autoativado. Após uma semana, cada raiz foi seccionada em máquina de corte, originando 6 fatias de 1 mm de espessura (n=60). Antes do ensaio de push-out cada fatia foi fotografada em ambas as faces, para determinação do raio dos pinos e da espessura do filme de cimento. Após o ensaio mecânico, novas imagens foram capturadas para determinação do modo de falha. Para automatizar a determinação da espessura de cimento, foi desenvolvida uma macro no software KS 400. Os dados foram estatisticamente analisados com ANOVA 3 fatores (resistência de união) e teste de Kruskall-Wallis (espessura do cimento). Comparações múltiplas foram realizadas com o teste Student-Newman-Keuls. Análise de regressão, modelo linear, foi empregada para verificar a correlação entre espessura do cimento e resistência de união. Todos os testes foram aplicados com α = 0,05. O fator cimento exerceu influência significativa para a resistência de união (p = 0,0402): o RelyX U100 apresentou a maior média. A ativação dual elevou os valores de resistência de união em comparação ao modo quimicamente ativado (p < 0,0001). Houve diferenças significantes entre os grupos, sendo G1 (22,4 4,0 MPa) > G3 (20,4 3,6 MPa) > G4 (17,8 5,2 MPa) > G2 (13,5 4,3 MPa). O terço do conduto não exerceu influência significativa sobre a resistência adesiva (p = 0,4749). As espessuras dos filmes de cimento foram estatisticamente diferentes nos diferentes terços: cervical (102 45 m) > médio (75 29 m) > apical (52 28m). Não foi observada forte correlação entre os valores de espessura e os de resistência ao push-out (r = - 0,2016, p = 0,0033). O tipo de falha predominante foi a mista, exceto para o G2, que apresentou 74% das falhas na interface cimento-pino. Dessa forma, o cimento autoadesivo apresentou melhor desempenho que o convencional, e ambos os sistemas duais, sobretudo o RelyX ARC, apresentaram dependência da fotoativação para atingirem maiores valores de resistência de união.

Avaliação númérica de ensaios push-out com conectores de cisalhamento tipo pino e perfobond.

Recentemente a utilização de estruturas mistas, aço concreto, vem ganhando espaço nas construções. Isso deve-se principalmente a economia de tempo em sua execução. Além disto, nesta solução a utilização do aço e do concreto otimiza as características estruturais de seus elementos: a resistência a tração do aço e a compressão do concreto. A transferência dos esforços entre os dois materiais possui grande influência no desempenho de uma estrutura mista, sendo comum a utilização de conectores de cisalhamento na região da interface entre estes dois materiais. O Eurocode 4 define um ensaio experimental denominado push-out de modo a determinar a resistência e ductilidade de conectores de cisalhamento. Seu desempenho é influenciado pelas resistências do concreto a compressão, as dimensões e taxa de armadura da laje de concreto, dimensões do perfil de aço, a disposição e a geometria dos conectores e pelas características dos aços utilizados no conector, no perfil e nas barras de reforço. Nota-se com isso uma grande quantidade de variáveis que influenciam o ensaio. Assim, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo em elementos finitos com base no programa ANSYS para simulação de ensaios push-out. Os resultados numéricos apresentados neste trabalho foram calibrados com resultados obtidos em ensaios experimentais existentes na literatura de ensaios push-out para conectores do tipo pino com cabeça (stud) e conectores tipo perfobond. Estes últimos apresentam elevada resistência sendo influenciados por inúmeros fatores como: número e diâmetro dos furos no conector e a inclusão ou não de barras de reforço extras nestes furos.

Influência de diferentes métodos de condicionamento superficial em pinos pré-fabricados resinosos fibro-reforçados em vidro e quartzo na resistência adesiva a compósito de polimerização dual: teste de push-out

O objetivo deste estudo foi realizar uma avaliação tridimensional da rugosidade superficial em 3 tipos de pinos de fibra - DT LightPost, FRC Postec Plus e Transluma Post - submetidos a diferentes tratamentos de superfície e avaliar os efeitos dos pré-tratamentos na resistência adesiva a um compósito de presa dual Biscore. Os tratamentos de superfície foram: imersão em ácido hidrofluorídrico, jateamento com óxido de alumínio a 50m, imersão em peróxido de hidrogênio, jateamento com óxido de alumínio a 50m seguido de imersão em ácido hidrofluorídrico e jateamento com óxido de alumínio a 50m seguido de imersão em peróxido de hidrogênio. No experimento 1, 75 pinos foram divididos em 3 grupos (n = 25), de acordo com seu fabricante e subdivididos em cinco subgrupos. A rugosidade superficial foi medida usando um rugosímetro tridimensional e analisada com o software de análise 3D. Os valores de rugosidade foram obtidos antes e após diferentes tratamentos de superfície na área dos mesmos corpos-de-prova. Para o experimento 2, foram utilizados os mesmos corpos-de-prova, os mesmos grupos e subgrupos do experimento 1, tendo sido adicionado o subgrupo de controle (n=90) e a resistência adesiva a um compósito presa dual Biscore foi mensurada através de um teste push-out. A resistência adesiva foi medida em uma máquina universal de ensaios, com uma célula de carga tipo SLBL-5kN em uma velocidade de 0,5 mm / min. Os resultados do experimento 1 foram analisados através de um teste estatístico t-Student. Jateamento e jateamento seguido de imersão em ácido hidrofluorídrico produziram um aumento estatisticamente significante na rugosidade, contudo somente o tratamento por jateamento proporcionou um aumento significativo nos valores de rugosidade. Os resultados do experimento 2 foram obtidos através de um um teste t-unilateral de hipótese com variância desconhecida. Concluiu-se que o jateamento com óxido de alumínio a 50μm em uma distância de 30 mm a 2,5 bar de pressão por 5 segundos foi suficiente para modificar a topografia dos pinos de fibra de vidro e quartzo e que o jateamento com partículas de 50 μ alumina a distância de 30 mm a 2,5 bar de pressão por 5 segundos foi o único tratamento de superfície que aumentou a resistência adesiva do compósito Biscore aos pinos DT Light Post e Transluma Post. Os pinos FRC Postec Plus não demostraram um aumento estatisticamente significante na resistência adesiva em nenhum grupo.

Centro de gestión de notificaciones Push para dispositivos móviles basados en IOS y Android

En esta memoria se presenta el proyecto de fin de carrera “Centro de gestión de notificaciones Push para dispositivos móviles basados en IOS y Android”, cuyo objetivo es crear una herramienta web, de libre distribución, que permita gestionar, programar y realizar envíos de notificaciones Push para aplicaciones móviles que funcionen bajo entornos IOS (Apple) y Android.