An experimental study on the load carrying capacity of cold-formed steel studs and panels

A full-scale experimental study on the structural performance of load-bearing wall panels made of cold-formed steel frames and boards is presented. Six different types of C-channel stud, a total of 20 panels with one middle stud and 10 panels with two middle studs were tested under vertical compression until failure. For panels, the main variables considered are screw spacing (300 mm, 400 mm, or 600 mm) in the middle stud, board type (oriented strand board - OSB, cement particle board - CPB, or calcium silicate board - CSB), board number (no sheathing, one-side sheathing, or two-side sheathing), and loading type (1, 3, or 4-point loading). The measured load capacity of studs and panels agrees well with analytical prediction. Due to the restraint by rivet connections between stud and track, the effective length factor for the middle stud and the side stud in a frame (unsheathed panel) is reduced to 0.90 and 0.84, respectively. The load carrying capacity of a stud increases significantly whenever one- or two-side sheathing is used, although the latter is significantly more effective. It is also dependent upon the type of board used. Whereas panels with either OSB or CPB boards have nearly identical load carrying capacity, panels with CSB boards are considerably weaker. Screw spacing affects the load carrying capacity of a stud. When the screw spacing on the middle stud in panels with one-side sheathing is reduced from 600 mm to 300 mm, its load carrying capacity increases by 14.5 %, 20.6% and 94.2% for OSB, CPB and CSB, respectively.

Tensile and compressive deformation of a short-glass-fiber-reinforced liquid-crystalline polymer

Results of tensile and compression tests on a short-glass-fiber-reinforced thermotropic liquid crystalline polymer are presented. The effect of strain rate on the compression stress-strain characteristics has been investigated over a wide range of strain rates epsilon between 10(-4) and 350 s-1. The low-strain-rate tests were conducted using a screw-driven universal tensile tester, while the high-strain-rate tests were carried out using the split Hopkinson pressure bar technique. The compression modulus was shown to vary with log10 (epsilon) in a bilinear manner. The compression modulus is insensitive to strain rate in the low-strain-rate regime (epsilon = 10(-4) - 10(-2) s-1), but it increases more rapidly with epsilon at higher epsilon. The compression strength changes linearly with log10 (epsilon) over the entire strain-rate range. The fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy.

Dynamic-response of a laminated plate with friction damping

Technological status and development prospects of small-scale fishing crafts in Nigerian coastal water

A study of fishing crafts was conducted in some coastal states of Nigeria to elucidate findings on the existing crafts as the baseline for further developments. Based on the technical designs, three types of fishing crafts were identified; planked, dug-out and half dug-out canoes. The planked canoes have the largest cubic number and dug-out canoes the least. At loadwater line, the ratio of freeboard to draft was 2 : 1 for planked canoes, indicating reserved buoyancy. Trim of planked canoe is by stern; the beam-length ratio for dug-out canoes showed high drag. Most of the sea-going canoes have U-shaped bottom hull profile capable of withstanding the rigours of surf landing and displayed good stability against longitudinal water wave. Gunwale and thwarts provided respectively the longitudinal and transverse strength of planked and half dug-out canoes. With its characteristics 'weight low down' construction, planked canoe represent the climax of small scale fishing crafts developments in Nigerian coastal waters. It's only draw back is durability. Further improvement in this canoe should be aimed at increasing the hull size and stiffness, water tightness of deck by coating, caulking, fastening, increasing level of motorization and installation of deck working equipments. Experimental design and use of fibre glass, aluminium and ferrocement hulls, together with improved planked canoe is highly advocated

A biochemical and structural characterization of Drosophila neuroglian

A number of cell-cell interactions in the nervous system are mediated by immunoglobulin gene superfamily members. For example, neuroglian, a homophilic neural cell adhesion molecule in Drosophila, has an extracellular portion comprising six C- 2 type immunoglobulin-like domains followed by five fibronectin type III (FnIII) repeats. Neuroglian shares this domain organization and significant sequence identity with Ll, a murine neural adhesion molecule that could be a functional homologue. Here I report the crystal structure of a proteolytic fragment containing the first two FnIII repeats of neuroglian (NgFn 1,2) at 2.0Å. The interpretation of photomicrographs of rotary shadowed Ng, the entire extracellular portion of neuroglian, and NgFnl-5, the five neuroglian Fn III domains, is also discussed.

The structure of NgFn 1,2 consists of two roughly cylindrical β-barrel structural motifs arranged in a head-to-tail fashion with the domains meeting at an angle of ~120, as defined by the cylinder axes. The folding topology of each domain is identical to that previously observed for single FnIII domains from tenascin and fibronectin. The domains of NgFn1,2 are related by an approximate two fold screw axis that is nearly parallel to the longest dimension of the fragment. Assuming this relative orientation is a general property of tandem FnIII repeats, the multiple tandem FnIII domains in neuroglian and other proteins are modeled as thin straight rods with two domain zig-zag repeats. When combined with the dimensions of pairs of tandem immunoglobulin-like domains from CD4 and CD2, this model suggests that neuroglian is a long narrow molecule (20 - 30 Å in diameter) that extends up to 370Å from the cell surface.

In photomicrographs, rotary shadowed Ng and NgFn1-5 appear to be highly flexible rod-like molecules. NgFn 1-5 is observed to bend in at least two positions and has a mean total length consistent with models generated from the NgFn1,2 structure. Ng molecules have up to four bends and a mean total length of 392 Å, consistent with a head-to-tail packing of neuroglian's C2-type domains.

Damage detection in civil structures using high-frequency seismograms

The dynamic properties of a structure are a function of its physical properties, and changes in the physical properties of the structure, including the introduction of structural damage, can cause changes in its dynamic behavior. Structural health monitoring (SHM) and damage detection methods provide a means to assess the structural integrity and safety of a civil structure using measurements of its dynamic properties. In particular, these techniques enable a quick damage assessment following a seismic event. In this thesis, the application of high-frequency seismograms to damage detection in civil structures is investigated.

Two novel methods for SHM are developed and validated using small-scale experimental testing, existing structures in situ, and numerical testing. The first method is developed for pre-Northridge steel-moment-resisting frame buildings that are susceptible to weld fracture at beam-column connections. The method is based on using the response of a structure to a nondestructive force (i.e., a hammer blow) to approximate the response of the structure to a damage event (i.e., weld fracture). The method is applied to a small-scale experimental frame, where the impulse response functions of the frame are generated during an impact hammer test. The method is also applied to a numerical model of a steel frame, in which weld fracture is modeled as the tensile opening of a Mode I crack. Impulse response functions are experimentally obtained for a steel moment-resisting frame building in situ. Results indicate that while acceleration and velocity records generated by a damage event are best approximated by the acceleration and velocity records generated by a colocated hammer blow, the method may not be robust to noise. The method seems to be better suited for damage localization, where information such as arrival times and peak accelerations can also provide indication of the damage location. This is of significance for sparsely-instrumented civil structures.

The second SHM method is designed to extract features from high-frequency acceleration records that may indicate the presence of damage. As short-duration high-frequency signals (i.e., pulses) can be indicative of damage, this method relies on the identification and classification of pulses in the acceleration records. It is recommended that, in practice, the method be combined with a vibration-based method that can be used to estimate the loss of stiffness. Briefly, pulses observed in the acceleration time series when the structure is known to be in an undamaged state are compared with pulses observed when the structure is in a potentially damaged state. By comparing the pulse signatures from these two situations, changes in the high-frequency dynamic behavior of the structure can be identified, and damage signals can be extracted and subjected to further analysis. The method is successfully applied to a small-scale experimental shear beam that is dynamically excited at its base using a shake table and damaged by loosening a screw to create a moving part. Although the damage is aperiodic and nonlinear in nature, the damage signals are accurately identified, and the location of damage is determined using the amplitudes and arrival times of the damage signal. The method is also successfully applied to detect the occurrence of damage in a test bed data set provided by the Los Alamos National Laboratory, in which nonlinear damage is introduced into a small-scale steel frame by installing a bumper mechanism that inhibits the amount of motion between two floors. The method is successfully applied and is robust despite a low sampling rate, though false negatives (undetected damage signals) begin to occur at high levels of damage when the frequency of damage events increases. The method is also applied to acceleration data recorded on a damaged cable-stayed bridge in China, provided by the Center of Structural Monitoring and Control at the Harbin Institute of Technology. Acceleration records recorded after the date of damage show a clear increase in high-frequency short-duration pulses compared to those previously recorded. One undamage pulse and two damage pulses are identified from the data. The occurrence of the detected damage pulses is consistent with a progression of damage and matches the known chronology of damage.

Suspension mechanics: I. Inertial and non-Newtonian migration of neutrally buoyant rigid spheres in two-dimensional unidirectional flows; II. The effect of viscoelasticity on the creeping motion of a train of neutrally buoyant Newtonian drops through a circular tube

The lateral migration of neutrally buoyant rigid spheres in two-dimensional unidirectional flows was studied theoretically. The cases of both inertia-induced migration in a Newtonian fluid and normal stress-induced migration in a second-order fluid were considered. Analytical results for the lateral velocities were obtained, and the equilibrium positions and trajectories of the spheres compared favorably with the experimental data available in the literature. The effective viscosity was obtained for a dilute suspension of spheres which were simultaneously undergoing inertia-induced migration and translational Brownian motion in a plane Poiseuille flow. The migration of spheres suspended in a second-order fluid inside a screw extruder was also considered.

The creeping motion of neutrally buoyant concentrically located Newtonian drops through a circular tube was studied experimentally for drops which have an undeformed radius comparable to that of the tube. Both a Newtonian and a viscoelastic suspending fluid were used in order to determine the influence of viscoelasticity. The extra pressure drop due to the presence of the suspended drops, the shape and velocity of the drops, and the streamlines of the flow were obtained for various viscosity ratios, total flow rates, and drop sizes. The results were compared with existing theoretical and experimental data.

Análisis del proceso de friction drilling. Viabilidad de la unión de materiales disimilares en uniones atornilladas sin tuerca, compatibilidad de la unión

[ES]En este trabajo se expone un estudio experimental del proceso de taladrado por fricción, más conocido como Friction Drilling y posterior roscado por laminación, en uniones de chapas de acero y aluminio, muy utilizadas en multitud de sectores, que se caracteriza por la ausencia de tuercas. La base de esta técnica es el calor producido por el rozamiento al entrar en contacto la herramienta rotativa con el material, causando el reblandecimiento del material, la fluencia y la deformación de éste. De este modo, se generará una copa cónica, que se roscará por laminación. En este trabajo se va a estudiar la viabilidad del proceso experimentalmente, obteniendo variables de entrada del proceso óptimas que generen una unión de calidad, atendiendo a diferentes aspectos. Sin embargo, se centra sobre todo en analizar la calidad de la unión en lo que se refiere a la compatibilidad de los materiales. Se estudiará la corrosión galvánica por una parte entre acero y aluminio y, por otra parte, entre acero, aluminio y el material del tornillo. Una vez concluido el trabajo, se espera obtener un proceso de unión de materiales disímiles sin tuerca, ofreciendo una mayor calidad que los procesos implementados actualmente.

Procedures to prevent the occurrence of potentially dangerous situations during the operation of the Mackereth 1-metre mini or short sediment corer

During the 1950s and 1960s, F.J.H. Mackereth developed and published plans for a series of pneumatic samplers for lake sediments. Unfortunately, as the equipment was continually evolving during ensuing research, no user manuals, beyond the original publication, had been produced. Over the last few years there have been a few potentially very serious accidents with the 1-metre corer, which has prompted the authors to carry out a risk assessment. This highlighted two weaknesses in the design and its later developments. They can be corrected simply by checking for screw threads that may have been added to the exhaust port on the mini-corer, and by changing the operating procedure. An A4 nine-page user manual is now available from the authors. A small charge ( pound sterling 10 in 1998) will be made to cover handling costs and postage.

Avaliação in vitro da variação do torque de remoção de parafusos para fixação de pilares protéticos submetidos a ciclos de parafusamento e desparafusamento

O afrouxamento dos parafusos protéticos é descrito na literatura como uma das complicações mais frequentes das próteses sobre implantes. Durante sua confecção, os profissionais sentem necessidade de remover várias vezes as próteses e/ou componentes protéticos, soltando e re-apertando os parafusos repetidamente. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a variação do torque de remoção de parafusos de fixação de pilares protéticos a implantes osteointegráveis após sucessivos ciclos de parafusamento e desparafusamento. Outro objetivo foi avaliar a influência do hexágono da base do pilar no torque de remoção dos parafusos. Para isso, foram utilizados 20 implantes de plataforma regular com hexágono externo e 20 pilares protéticos sextavados, que foram parafusados aos implantes com um parafuso de titânio, aplicando-se a este um torque de 32Ncm, por meio de um torquímetro digital. Os conjuntos implante/pilar/parafuso foram divididos em dois grupos: (1) pilares cujo hexágono da base foram removidos e (2) pilares convencionais, com hexágono na base. Cada conjunto recebeu uma restauração provisória e foi submetido a ciclagem mecânica por 15 minutos. Depois, os parafusos foram removidos, medindo-se o torque de remoção. Esta sequência foi repetida dez vezes e então o parafuso foi trocado por outro sem uso, e mais um ciclo foi realizado. Uma análise de regressão linear demonstrou nos dois grupos uma queda do torque de remoção do parafuso ao longo dos repetidos ciclos de inserção/remoção. A comparação entre os coeficientes da regressão nos dois grupos não revelou diferença entre eles. Também não houve diferença entre as médias das 5 últimas repetições e o 11 ciclo, com o parafuso novo. Concluiu-se que (1) repetidos parafusamentos e desparafusamentos promoveram a diminuição progressiva do torque de remoção dos parafusos, (2) a troca do parafuso por outro sem uso após dez ciclos de inserção/remoção não aumentou sua resistência ao afrouxamento, e (3) a remoção do hexágono da base do pilar protético não exerceu nenhum efeito sobre o torque de remoção do parafuso.

Avaliação in vivo da densidade óssea ao redor de implantes osteointegráveis com diferentes plataformas

Os implantes osteointegráveis assumiram condição prioritária na reabilitação da perda dentária unitária ou múltipla em função das elevadas taxas de sucesso e previsibilidade no tratamento e vêm sendo cada vez mais utilizados por especialistas e clínicos. Atualmente existe a preocupação com a manutenção dos tecidos moles periimplantares, principalmente em áreas estéticas. De modo geral, um ano após a instalação dos implantes osteointegráveis ocorre uma perda óssea proximal de 1,5 mm e em média 0,1 mm durante os anos subsequentes. Nos últimos anos, achados clínicos evidenciaram menor perda óssea inicial associada a intermediários de diâmetro reduzido em relação à plataforma dos implantes. Com o objetivo de comparar, por meio de imagens radiográficas o comportamento ósseo proximal ao redor de implantes osteointegráveis com plataformas convencionais e plataformas de diâmetro intermediário reduzido, foi estabelecido o seguinte desenho de estudo clínico prospectivo: em 08 pacientes totalmente edentados, foram instalados 40 implantes, 5 implantes mandibulares por paciente. Cada paciente recebeu 3 implantes com plataforma convencional e 2 com plataforma associada aos intermediários de diâmetro reduzido (cone morse). Foram confeccionadas próteses em resina acrílica e fixadas precocemente aos implantes por intermédio de parafusos, seguindo o modelo protocolo Bränemark. Foram feitas radiografias periapicais padronizadas em intervalos de 21 dias, 3, 6 e 12 meses, após a instalação dos implantes. As imagens radiográficas foram digitalizadas e realizada a subtração radiográfica digital pelo programa emago, sendo comparadas com a radiografia inicial. Os resultados obtidos neste estudo mostraram uma regularidade no remodelamento ósseo ao longo do tempo para todos os implantes, não tendo sido encontradas diferenças significativas entre os diferentes implantes analisados.

Modelagem e otimização de misturas ternárias de polipropileno (PP), borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e pó de pneu (SRT).

O aumento nos rejeitos industriais e a contínua produção de resíduos causam muitas preocupações no âmbito ambiental. Neste contexto, o descarte de pneus usados tem se tornado um grande problema por conta da pequena atenção que se dá à sua destinação final. Assim sendo, essa pesquisa propõe a produção de uma mistura polimérica com polipropileno (PP), a borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e o pó de pneu (SRT). A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), coleção de técnicas estatísticas e matemáticas úteis para desenvolver, melhorar e optimizar processos, foi aplicada à investigação das misturas ternárias. Após o processamento adequado em extrusora de dupla rosca e a moldagem por injeção, as propriedades mecânicas de resistência à tração e resistência ao impacto foram determinadas e utilizadas como variáveis resposta. Ao mesmo tempo, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para a investigação da morfologia das diferentes misturas e melhor interpretação dos resultados. Com as ferramentas estatísticas específicas e um número mínimo de experimentos foi possível o desenvolvimento de modelos de superfícies de resposta e a otimização das concentrações dos diferentes componentes da mistura em função do desempenho mecânico e além disso com a modificação da granulometria conseguimos um aumento ainda mais significativo deste desempenho mecânico.

Metrologia de instrumentos endodônticos por microscopia eletrônica de varredura e análise digital de imagens: uma proposta metodológica

A padronização para a fabricação de instrumentos endodônticos em aço inoxidável contribuiu para o desenvolvimento de novos aspectos geométricos. Surgiram propostas de alterações no desenho da haste helicoidal, da seção reta transversal, da ponta, da conicidade e do diâmetro na extremidade (D0). Concomitantemente, o emprego de ligas em Níquel-Titânio possibilitou a produção de instrumentos acionados a motor, largamente empregados hoje. A cada ano a indústria lança instrumentos com diversas modificações, sem, contudo, disponibilizar informações suficientes quanto às implicações clínicas destas modificações. Existe um crescente interesse no estudo dos diferentes aspectos geométricos e sua precisa metrologia. Tradicionalmente, a aferição de aspectos geométricos de instrumentos endodônticos é realizada visualmente através de microscopia ótica. Entretanto, esse procedimento visual é lento e subjetivo. Este trabalho propõe um novo método para a metrologia de instrumentos endodônticos baseado no microscópio eletrônico de varredura e na análise digital das imagens. A profundidade de campo do MEV permite obter a imagem de todo o relevo do instrumento endodôntico a uma distância de trabalho constante. Além disso, as imagens obtidas pelo detector de elétrons retro-espalhados possuem menos artefatos e sombras, tornando a obtenção e análise das imagens mais fáceis. Adicionalmente a análise das imagens permite formas de mensuração mais eficientes, com maior velocidade e qualidade. Um porta-amostras específico foi adaptado para obtenção das imagens dos instrumentos endodônticos. Ele é composto de um conector elétrico múltiplo com terminais parafusados de 12 pólos com 4 mm de diâmetro, numa base de alumínio coberta por discos de ouro. Os nichos do conector (terminais fêmeas) têm diâmetro apropriado (2,5 mm) para o encaixe dos instrumentos endodônticos. Outrossim, o posicionamento ordenado dos referidos instrumentos no conector elétrico permite a aquisição automatizada das imagens no MEV. Os alvos de ouro produzem, nas imagens de elétrons retro-espalhados, melhor contraste de número atômico entre o fundo em ouro e os instrumentos. No porta-amostras desenvolvido, os discos que compõem o fundo em ouro são na verdade, alvos do aparelho metalizador, comumente encontrados em laboratórios de MEV. Para cada instrumento, imagens de quatro a seis campos adjacentes de 100X de aumento são automaticamente obtidas para cobrir todo o comprimento do instrumento com a magnificação e resolução requeridas (3,12 m/pixel). As imagens obtidas são processadas e analisadas pelos programas Axiovision e KS400. Primeiro elas são dispostas num campo único estendido de cada instrumento por um procedimento de alinhamento semi-automático baseado na inter-relação com o Axiovision. Então a imagem de cada instrumento passa por uma rotina automatizada de análise de imagens no KS400. A rotina segue uma sequência padrão: pré-processamento, segmentação, pós-processamento e mensuração dos aspectos geométricos.

Diseño y fabricación de un instrumento coaxial para cirugía laparoscópica.

[ES]En este trabajo se ha diseñado un producto secundario con una fijación extra en formato trocar para operaciones percutáneas dirigidas por sistemas de imagen. Este instrumento que hasta ahora era inexistente en el mercado actuará como túnel, permitiendo la introducción de agujas de radiofrecuencia y biopsia por su interior. La particularidad de este producto es el diseño del sistema de sujeción, que garantizará al cirujano que el punto a intervenir sea el mismo durante toda la operación. Este diseño se ha realizado después de hacer un estudio en profundidad de las alternativas existentes de los sistemas de fijación en el campo de la medicina oncológica y el sector industrial. Además se detalla el material de cada elemento del producto en base a la norma sanitaria correspondiente, también se explica el proceso más adecuado para la fabricación de dichos elementos y por último se realiza un cálculo sencillo del pandeo de la aguja, que garantice un uso óptimo del instrumento.

Formação in vitro de biofilme de Candida albicans em materiais usados no preenchimento dos acessos aos parafusos das próteses sobre implantes

Os orifícios de acesso aos parafusos de retenção devem ser preenchidos para que o parafuso não seja danificado caso seja necessária a remoção da prótese. Dentre os materiais mais utilizados estão o algodão, a fita de politetrafluoretileno e a guta percha. O objetivo deste estudo é avaliar a formação de biofilme de Candida albicans nos materiais anteriormente descritos, buscando estabelecer um parâmetro que contribua para a escolha do tipo de material mais adequado a ser utilizado clinicamente. Foram utilizados UCLAs, análogos e parafusos sextavados, todos de titânio. Os conjuntos foram montados com torque de 32N. Os materiais foram condensados no interior dos UCLAs e colocados em meio de cultura com uma suspensão de 3x106 células/ml de Candida albicans. O sistema foi armazenado à 37C com agitação, por 15 dias e o meio foi renovado a cada 48 horas. A quantificação de biofilme foi realizada pelo ensaio de MTT e leitura à 490nm, resultando em diferentes valores de densidade óptica. A normalidade (p=0,304 - Kolmogorov-Smirnov) e a igualdade de variâncias (p=0,721 - Scheffe) foram testadas primeiramente. O teste de análise de variância demonstrou diferença significativa entre os grupos (p<0,001) e com o Holm-Sidak foi observada diferença significativa entre os grupos algodão e guta (p<0,05) e algodão e fita de politetrafluoetileno (p<0,05); não houve diferença significativa entre os grupos guta e fita de politatrafluoretileno (p>0,05), apesar dos valores da fita de politetrafluoetileno terem sido maiores. Considerando-se as limitações deste estudo in vitro, podemos concluir que tanto a guta-percha quanto a fita de politetrafluoretileno apresentaram menor formação de biofilme, não havendo diferença estatisticamente significativa entre os materiais. O algodão apresentou um nível de formação de biofilme significativamente maior que a fita de politetrafluoretileno e a guta percha. Diante disso, serão necessários novos estudos para confirmar as limitações que este tipo de material pode apresentar quando usado como material de preenchimento do acesso do parafuso da prótese sobre implante.