Kestomagneettikoneen roottorin väsymisanalyysi

Työn tavoitteena oli luoda työkalu kestomagneettikoneiden roottoreiden väsymisen analysointia varten. Työkalu toteutettiin siten, että siihen voidaan liittää oikeasta koneesta mitattu kuormitusdata, sekä tarvittavat materiaalitiedot. Kuormitusdata muunnetaan työkalussa jännityshistoriaksi käyttämällä elementtimenetelmän avulla laskettavaa skaalauskerrointa. Kestoiän laskemiseen analyysityökalu käyttää jännitykseen perustuvaa menetelmää sekä rainflowmenetelmää ja Palmgren-Minerin kumulatiivista vauriosääntöä. Lisäksi työkalu tekee tutkittavalle tapaukselle Smithin väsymislujuuspiirroksen. Edellä mainittujen menetelmien lisäksi työn teoriaosassa esiteltiin väsymisanalyysimenetelmistä myös paikalliseen venymään perustuva menetelmä sekä murtumismekaniikka. Nämä menetelmät jäivät monimutkaisuutensa vuoksi toteuttamatta työkalussa. Väsymisanalyysityökalulla laskettiin kestoiät kahdelle esimerkkitapaukselle. Kummassakin tapauksessa saatiin tulokseksi ääretön kestoikä, mutta aksiaalivuokoneen roottorin dynaaminen varmuus oli pieni. Vaikka tulokset vaikuttavat järkeviltä, ne olisi vielä hyvä verifioida esimerkiksi kaupallisen ohjelmiston avulla täyden varmuuden saamiseksi.

Ontologioiden huomioiminen uuden kirjastojärjestelmän suunnittelussa

Tommi Jauhiaisen esitys Sisällönkuvailupäivässä 25.11.2011.

Polymer surface modification by atomic layer deposition

Current industrial atomic layer deposition (ALD) processes are almost wholly confined to glass or silicon substrates. For many industrial applications, deposition on polymer substrates will be necessary. Current deposition processes are also typically carried out at temperatures which are too high for polymers. If deposition temperatures in ALD can be reduced to the level applicable for polymers, it will open new interesting areas and applications for polymeric materials. The properties of polymers can be improved for example by coatings with functional and protective properties. Although the ALD has shown its capability to operate at low temperatures suitable for polymer substrates, there are other issues related to process efficiency and characteristics of different polymers where new knowledge will assist in developing industrially conceivable ALD processes. Lower deposition temperature in ALD generally means longer process times to facilitate the self limiting film growth mode characteristic to ALD. To improve process efficiency more reactive precursors are introduced into the process. For example in ALD oxide processes these can be more reactive oxidizers, such as ozone and oxygen radicals, to substitute the more conventionally used water. Although replacing water in the low temperature ALD with ozone or plasma generated oxygen radicals will enable the process times to be shortened, they may have unwanted effects both on the film growth and structure, and in some cases can form detrimental process conditions for the polymer substrate. Plasma assistance is a very promising approach to improve the process efficiency. The actual design and placement of the plasma source will have an effect on film growth characteristics and film structure that may retard the process efficiency development. Due to the fact that the lifetime of the radicals is limited, it requires the placement of the plasma source near to the film growth region. Conversely this subjects the substrate to exposure byother plasma species and electromagnetic radiation which sets requirements for plasma conditions optimization. In this thesis ALD has been used to modify, activate and functionalize the polymer surfaces for further improvement of polymer performance subject to application. The issues in ALD on polymers, both in thermal and plasma-assisted ALD will be further discussed.

Uuden kirjastojärjestelmän valmisteluryhmästä

Tommi Jauhiaisen esitys Erikoiskirjastojen neuvoston kokouksessa 9.12.2011

Munkki, rööki ja inttistoorit

Kirjallisuusarvostelu

Reduction of specific energy consumption of a thermomechanical pulping plant

Kuumahiertoprosessi on erittäin energiaintensiivinen prosessi, jonka energianominaiskulutus (EOK) on yleisesti 2–3.5 MWh/bdt. Noin 93 % energiasta kuluu jauhatuksessa jakautuen niin, että kaksi kolmasosaa kuluu päälinjan ja yksi kolmasosa rejektijauhatuksessa. Siksi myös tämän työn tavoite asetettiin vähentämään energian kulutusta juuri pää- ja rejektijauhatuksessa. Päälinjan jauhatuksessa tutkimuskohteiksi valittiin terityksen, tehojaon ja tuotantotason vaikutus EOK:een. Rejektijauhatuksen tehostamiseen pyrittiin yrittämällä vähentää rejektivirtaamaa painelajittelun keinoin. Koska TMP3 laitoksen jauhatuskapasiteettia on nostettu 25 %, tavoite oli nostaa päälinjan lajittelun kapasiteettia saman verran. Toisena tavoitteena oli pienentää rejektisuhdetta pää- ja rejektilajittelussa ja siten vähentää energiankulutusta rejektijauhatuksessa. Näitä tavoitteita lähestyttiin vaihtamalla päälinjan lajittimiin TamScreen-roottorit ja rejektilajittimiin Metso ProFoil-roottorit ja optimoimalla kuitufraktiot sihtirumpu- ja prosessiparametrimuutoksin. Syöttävällä terätyypillä pystyttiin vähentämään EOK:ta 100 kWh/bdt, mutta korkeampi jauhatusintensiteetti johti myös alempiin lujuusominaisuuksiin, korkeampaan ilmanläpäisyyn ja korkeampaan opasiteettiin. Myös tehojaolla voitiin vaikuttaa EOK:een. Kun ensimmäisen vaiheen jauhinta kuormitettiin enemmän, saavutettiin korkeimmillaan 70 kWh/bdt EOK-vähennys. Tuotantotason mittaamisongelmat heikensivät tuotantotasokoeajojen tuloksia siinä määrin, että näiden tulosten perusteella ei voida päätellä, onko EOK tuotantotasoriippuvainen vai ei. Päälinjan lajittelun kapasiteettia pystyttiin nostamaan TS-roottorilla vain 18 % jääden hieman tavoitetasosta. Rejektilajittelussa pystyttiin vähentämään rejektimäärää huomattavasti Metso ProFoil-roottorilla sekä sihtirumpu- ja prosessiparametrimuutoksin. Lajittamokehityksellä saavutettu EOK-vähennys arvioitiin massarejektisuhteen pienentymisen ja rejektijauhatuksessa käytetyn EOK:n avulla olevan noin 130 kWh/bdt. Yhteenvetona voidaan todeta, että tavoite 300 kWh/bdt EOK-vähennyksestä voidaan saavuttaa työssä käytetyillä tavoilla, mikäli niiden täysi potentiaali hyödynnetään tuotannossa.

Kamppailu Euroopan ohjuspuolustuksesta

Yhdysvaltojen suunnitelma sijoittaa kansallisen ohjuspuolustusjärjestelmän osia Eurooppaan on heikentänyt Yhdysvaltojen ja Venäjän välisiä suhteita viimeisen kymmenen vuoden ajan. Ohjuspuolustushankkeen tarpeellisuutta perustellaan kansainvälisen turvallisuusympäristön muutoksella. Vihamieliset maat pyrkivät kehittämään mannertenvälisen ballistisen ohjuksen, mikä mahdollistaisi joukkotuhoaseiden iskut Yhdysvaltojen mantereelle. Kostoiskuun perustuva pelotevaikutus ei ole riittävä keino suojautua uusien epävakaiden ydinasemaiden uhkalta, vaan uhkan torjuminen edellyttää ohjusten torjuntaan kykenevän järjestelmän kehittämistä ja torjuntaohjusten sijoittamista Eurooppaan. Venäjä on vastustanut Yhdysvaltojen suunnitelmia ja erityisesti torjuntaohjusten sijoittamista Eurooppaan. Venäjän mielestä järjestelmän kehittäminen ei ole legitiimi hanke; se muuttaa Euroopan strategista tasapainoa ja on uhka Venäjän kansalliselle turvallisuudelle. Tutkimuksessa tuodaan esille Yhdysvalloissa ja Venäjällä vallitsevat diskurssit, jotka ovat määrittämässä osapuolien toimintaa ja retoriikkaa erityisesti ohjuspuolustuskiistassa. Diskurssien hahmottaminen mahdollistaa arvioida, millä tavoin Yhdysvallat ja Venäjä määrit-tävät itsensä kansainvälisen järjestelmän toimijoina ja millaisena ne näkevät kansainvälisen järjestelmän toimintalogiikan kylmän sodan jälkeen. Näin syntyy käsitys osapuolien tavasta määritellä kansainvälisen järjestelmän sääntöjä, uhkakuvia ja eri valtioiden asemaa uhkakuvien rakentumisessa. Työn tulokset lisäävät ymmärrystä Venäjän ja Yhdysvaltojen turvallisuuspoliittisen tavoiteasettelun periaatteista ja maiden päätöksentekoa ohjaavista tekijöistä. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys muodostuu konstruktivistinen kansainvälisen politiikan teoriasta. Aineistona käytetään Yhdysvaltojen ja Venäjän turvallisuuspoliittisia virallisdokumentteja. Venäjän turvallisuusajattelussa painottuu elementit neuvostomenneisyydestä, identiteettikamppailu sekä uudet taloudelliset ja poliittiset intressit sekä erityisesti suhde Yhdysvaltoihin. Kansallisen identiteetin määrittelyssä Venäjä on turvautunut perinteiseen suurvalta-ajattelun kaavaan. Uhkakuvauksia rakennetaan kylmän sodan ajalta omaksutun identiteetin varaan ja tukeudutaan vanhaan selitykseen, että länsi on aina muodostanut uhkan Venäjälle. Yhdysvalloille ohjuspuolustuksen kehittämisellä rikotaan perinteinen kylmän sodan aikainen uhkakäsitys. Ohjuspuolustushankkeen oikeutusta haetaan globaalista turvallisuudesta, jolloin kansalliset intressit pyritään korvaamaan laajemmalla tarkoituksella. Ohjuspuolustuksella torjutaan uhka, jolla voitaisiin kiistää Yhdysvaltojen toimintavapaus, ja näin sen identiteetti maailman johtavana valtiona vaarantuisi. Roistovaltion kuvaukset tuottavat ja vahvistavat Yhdysvaltain omaa identiteettiä vapauden ja oikeuden puolustajana.