Simuloinnin hyödyntäminen ajoneuvon kestoikäanalyysissä

Diplomityö tehtiin Patria Land & Armament Oy:n toimeksiannosta. Patria Land & Armament Oy:n tuotteisiin kuuluvat vaativiin maasto-olosuhteisiin soveltuvat sotilasajoneuvot. Tuotesuunnittelussa otetaan huomioon ajoneuvon koko elinkaari, joten väsymismitoitus ja kestoikäanalyysit ovat suunnittelun tärkeitä osa-alueita. Kestoikäanalyysit ovat perinteisesti pohjautuneet mittausten avulla määritettyyn jännityshistoriaan. Työn tavoitteena oli tutkia tietokonesimuloinnin soveltuvuutta maastoajoneuvon jännityshistorian määrittämiseen. Selvityksen perusteella muodostettiin kohdeyrityksen tarpeisiin soveltuva ja kestoikäanalyysiä helpottava simulointiympäristö. Tietokonesimuloinnin tuloksien tarkkuutta tutkittiin mittaamalla todellisen ajoneuvon käyttäytymistä. Simulointiympäristö toteutettiin analysoimalla joustavia kappaleita ADAMS dynamiikkaohjelmistolla. Kappaleiden joustavuus mallinnettiin kelluvan koordinaatiston menetelmällä ja siihen käytettiin PATRAN/NASTRAN elementtimenetelmäohjelmistoa. Simulointiympäristön toimivuus testattiin case-esimerkin avulla. Esimerkissä tutkittiin AMV:n alatukivarren rasituksia. Tuloksista havaittiin, että simuloimalla on mahdollista tuottaa maastoajoneuvon rakenteiden jännityshistoria. Eri parametrien tutkiminen onnistuu vaivattomasti, mutta simuloimalla määritetyn kestoiän absoluuttisiin arvoihin tulee suhtautua varauksella.

Real-Time Simulation of Mobile and Industrial Machines Using the Multibody Simulation Approach

This thesis introduces a real-time simulation environment based on the multibody simulation approach. The environment consists of components that are used in conventional product development, including computer aided drawing, visualization, dynamic simulation and finite element software architecture, data transfer and haptics. These components are combined to perform as a coupled system on one platform. The environment is used to simulate mobile and industrial machines at different stages of a product life time. Consequently, the demands of the simulated scenarios vary. In this thesis, a real-time simulation environment based on the multibody approach is used to study a reel mechanism of a paper machine and a gantry crane. These case systems are used to demonstrate the usability of the real-time simulation environment for fault detection purposes and in the context of a training simulator. In order to describe the dynamical performance of a mobile or industrial machine, the nonlinear equations of motion must be defined. In this thesis, the dynamical behaviour of machines is modelled using the multibody simulation approach. A multibody system may consist of rigid and flexible bodies which are joined using kinematic joint constraints while force components are used to describe the actuators. The strength of multibody dynamics relies upon its ability to describe nonlinearities arising from wearing of the components, friction, large rotations or contact forces in a systematic manner. For this reason, the interfaces between subsystems such as mechanics, hydraulics and control systems of the mechatronic machine can be defined and analyzed in a straightforward manner.

Aaltovoimalaitteen toimintaperiaatteen analysointi

Diplomityö tehtiin Wello Oy:n toimeksiannosta. Wello Oy on vesi- ja tuulivoimaratkaisuihin keskittynyt yritys, joka kehittää aaltovoimalaitekonseptia. Työssä selvitettiin aaltovoimaan liittyviä ilmiöitä ja aaltovoimalaitteen mekaanista konseptia ja tehtiin arvio niiden tehokkuudesta. Työssä käytettiin kaupallisia simulointityökaluja kuten monikappaledynamiikan simulointiohjelmaa MSC.ADAMS R3:a ja yleistä matematiikka ohjelmaa Matlab Simulink:ia. Simulointimallia käytettiin arvioimaan laitteen yleistä käyttäytymistä. Lisäksi laitteen analyyttisiä malleja käytettiin laitteen toimintaperiaatteen selvitykseen. Simulointia käytettiin kelluvan laitteen mekanismin tutkimukseen. Tuloksiin pohjautuen laitteelle määriteltiin teoreettiset maksimiteho rajat ja rajoitteet, jotka vaikuttavat laitteen tehokkuuteen.

Fluxos de óxido nitroso na interface ar-mar na Baía de Guanabara

In Surface water concentrations of N2O were measured at 37 stations in Guanabara Bay and fluxes estimated across the air-sea interface. Concentrations averaged 8.2 ± 2.2 nmol L-1 and 90% of the stations showed supersaturation averaging 33%. N2O fluxes were estimated using a two-film model which is given by the product of the concentration difference across the film and the gas transfer coefficient (k w). Two parametrizations of k w were used which provided average fluxes of 0.3 and 3.0 µg N m-2 h-1. Flux measurements using floating chambers (not reported here) seem to agree with the upper limit of these estimates.

Development of a flotation method for preconcentration-separation of trace amounts of some metal ions in plant tissues prior to their FAAS determinations

An efficient flotation method based on the combination of flame atomic absorption spectrometry (FAAS) and separation and preconcentration step for determination of Cr3+, Cu 2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cd 2+, Fe3+ and Pb2+ ions in various real samples by the possibility of applying bis(2-hydroxyacetophenone)-1,4-butanediimine (BHABDI) as a new collector was studied. The influence of pH, amount of BHABDI as collector, sample matrix, type and amount of eluting agent, type and amount of surfactant as floating agent, ionic strength and air flow rates i.e. variables affecting the efficiency of the extraction system was evaluated. It is ascertained that metal ions such as iron can be separated simultaneously from matrix in the presence of 0.012 mM ligand, 0.025% (w/v) of CTAB to a test sample of 750 mL at pH 6.5. These ions can be eluted quantitatively with 6 mL of 1.0 mol L-1 HNO3 in methanol which lead to the enrichment factor of 125. The detection limits for analyte ions were in the range of 1.3-2.4 ng mL-1. The method has been successfully applied for determination of trace amounts of ions in various real samples.

Avaliação do desempenho de surfactantes para a solubilização de fases líquidas não aquosas em meio aquoso

The presence of non-aqueous phase liquids (NAPLs) in the subsurface is a threat to public health as well as a serious environmental issue. NAPLs may remain adsorbed or form lenses floating on aquifers causing long-term contaminations. Surfactants may increase NAPLs solubility, enhancing the pump-and-treatment performance. Size, shape, hydration and ionization degree of the micelles define the affinity and the space available for the solubilization of a particular contaminating agent. The tests carried out at laboratory scale, taking into account the NAPL to be removed and the medium characteristics were useful to select surfactants and evaluate their efficiency as NAPLs solubilizers.

Avaliação da combinação da nebulização discreta e processos de microextração aplicados à determinação de molibdênio por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS)

Simple and sensitive procedures for the extraction/preconcentration of molybdenum based on vortex-assisted solidified floating organic drop microextraction (VA-SFODME) and cloud point combined with flame absorption atomic spectrometry (FAAS) and discrete nebulization were developed. The influence of the discrete nebulization on the sensitivity of the molybdenum preconcentration processes was studied. An injection volume of 200 µL resulted in a lower relative standard deviation with both preconcentration procedures. Enrichment factors of 31 and 67 and limits of detection of 25 and 5 µg L-1 were obtained for cloud point and VA-SFODME, respectively. The developed procedures were applied to the determination of Mo in mineral water and multivitamin samples.

Kuivurin pölynhallintajärjestelmä

Lämminilmakuivaus on viljan kuivaamisen menetelmistä ylivoimaisesti käytetyin. Siinä kuivurissa olevan viljakerroksen läpi puhalletaan lämmintä ilmaa, kunnes viljan kosteuspitoisuus laskee tavoitetasoon. Viljan jyvistä irtoaa aina pölyä niiden hangatessa toisiaan vasten. Viljankuivaamoiden pölyisyyttä on normaalisti pyritty vähentämään poistamalla leijuvaa pölyä viljan liikkeen epäjatkuvuuskohdista. Pölyä kulkeutuu kuitenkin kuivaamon ulkopuolelle myös kuivaukseen käytetyn ilman mukana. Poistoilman pölypitoisuus ei tavallisesti ole korkea, mutta kuivaamiseen käytetyistä suurista ilmamääristä johtuen pölyä voi kertyä poistoilmakanavan ympäristöön huomattavia määriä. Tämän diplomityön tavoitteena onkin viljankuivurin poistoilman pölypitoisuuden vähentämiseen soveltuvan pölynhallintajärjestelmän kehittäminen. Selvityksessä tarkasteltiin ensinnäkin kuivurin poistoilman pölypitoisuuteen liittyvää kansallista ja kansainvälistä lainsäädäntöä sekä raja-arvoja. Lähdemateriaalin perusteella kartoitettiin pölypitoisuuden vähentämiseen soveltuvia menetelmiä sekä kilpailijoiden toteuttamia ratkaisuja. Myös muita pölynhallintajärjestelmän edellytyksiä selvitettiin. Teoreettisessa tarkastelussa teknistaloudellisesti parhaaksi osoittautunut pölynhallintaratkaisu jalostettiin prototyypiksi. Sen toimintakykyä testattiin erotustehokkuuden mittaamiseen soveltuvan koelaitteiston avulla. Testitulosten perusteella kyseinen pölynhallintajärjestelmä todettiin toimivaksi ja pienellä jatkokehittelyllä myös kaupalliseen käyttöön soveltuvaksi. Testitulosten hyödyntämismahdollisuuksien lisäksi diplomityössä esitetään myös muutamia jatkokehitysehdotuksia.

Toimitusketjun hallinnan kehittäminen tekstiiliteollisuudessa

Due to the outsourcing of manufacturing, Finlayson Oy now has a need to develop its supply chain management as its new ability. This requires development of efficient and flexible procedures and models in order to efficiently manage the company’s floating assets without affecting the reliability of delivery promised for the customer. In this thesis we discuss Finlayson’s supply chain management with a focus on the operations between Finlayson and its suppliers. The aim is to develop these operations and increase the reaction speed of the supply chain in order to response to the changes in demand. In order to do this we discuss different product analysis, material and inventory management and demand forecasting. In the research part of the thesis we design strategies for different products based on product classification analysis. Market behavior of different products will be modeled with demand forecasting methods and inventory control systems will be designed for different product groups based on the nature of their supplier. We will also optimize the costs and resource needs for different suppliers’ order-deliver processes.

Päämääriä, ajelehtimista, tietämättömyyttä, etsintää: Koulutusvalinnat, opinnot ja koulutuksen vaihtaminen yliopisto-opiskelijoiden kokemana 2000 -luvun taitteessa

Tutkimuksessa tarkastellaan yliopisto-opiskelua, opintojen kokemista ja niiden kulkua alkaen koulutusvalinnoista. Lisäksi tutkimuksessa pyritään ymmärtämään ja kuvaamaan yliopisto-opintojen aikaista koulutuksen vaihtamista prosessina. Kyseessä on seurantatutkimus Turun yliopistossa vuonna 1998 aloittaneesta opiskelijakohortista. Tutkittavat opiskelijat valittiin sillä perusteella, että he vastasivat kolmeen opintoja koskevaan kyselyyn ja olivat vähintään kolmen vuoden ajan läsnä olevina opiskelijoina. Opiskelijat (n=440) jaettiin neljään vertailuryhmään: 1) opintoihinsa tyytyväiset, 2) ensimmäisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneet, 3) toisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneet ja 4) koulutusta vaihtaa halunneet. Tutkimusaineisto koostuu kolmesta kyselystä, opintorekisteriaineistosta ja koulutusta opintojen aikana vaihtaneiden opiskelijoiden haastatteluista (n=22). Kyselyt tehtiin ensimmäisen, toisen ja kolmannen opintovuoden kevätlukukausilla ja haastattelut vuonna 2002, jolloin opiskelijat opiskelivat Turun yliopistossa neljättä tai viidettä vuotta. Kyselyiden avulla tutkittiin eroavatko koulutusta vaihtaneet opiskelijat muista opiskelijoista rakenteellisilta tekijöiltään tai opintokokemuksissaan. Opintorekisteriaineiston perusteella tutkittiin eroavatko koulutusta vaihtaneet opiskelijat koulutuksessa pysyneistä opiskelijoista opintojen kulussa. Kyselyiden ja haastatteluiden avulla tutkittiin minkälaisia tietoja ja odotuksia opiskelijoilla oli yliopisto-opiskelusta ollut ennen opintojen aloittamista. Haastatteluiden perusteella tutkittiin mitä syitä koulutuksen vaihtamisen taustalla oli ja minkälaisina kertomuksina koulutuksen vaihtamisprosessi näyttäytyi. Koulutusta vaihtaneet opiskelijat erosivat koulutuksessa pysyneistä opiskelijoista aiemman koulutuksen määrän, iän ja perheellisyyden suhteen. Verrattaessa ensimmäisen ja toisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneita opiskelijoita keskenään havaittiin näillä ryhmillä olevan erilainen perhetausta. Koulutusta valittaessa tärkein tekijä oli kiinnostus alaa kohtaan. Toiseksi voimakkain hakutekijä oli muilla paitsi ensimmäisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneilla valmiudet haluttuun ammattiin. Vuorostaan ensimmäisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneilla toiseksi tärkein tekijä hakeutumisessa oli helppo sisäänpääsy opintoihin. Suurin osa opiskelijoista oli päässyt ensisijaisesti haluamaansa koulutukseen. Koulutusta myöhemmin vaihtaneissa ryhmissä ja koulutuksen vaihtoa halunneiden ryhmässä ensisijaisesti haluttuun koulutukseen päässeitä oli alle puolet. Odotukset opiskelusta eivät täysin täyttyneet ensimmäisen puolen vuoden opiskelun aikana. Tutkittujen ryhmien välillä havaittiin eroja kokemuksissa koulutuksen sopivuudesta itselle. Koulutuksen vaihtaminen oli myönteinen kokemus, ja uusi koulutus koettiin aiempaa koulutusta sopivammaksi itselle. Kolmannen vuoden kevätlukukaudella omaa koulutusta kohtaan koettu kiinnostus oli voimakasta muissa ryhmissä paitsi koulutuksen vaihtoa halunneissa. Harvimmin positiivisia tunteita opiskelua kohtaan kokivat vaihtoa halunneet opiskelijat. Koulutuksen vaihtaminen vähensi opintoihin kiinnittymättömyyttä. Koulutuksen vaihtoa halunneiden kokemukset nykyisen koulutuksensa ilmapiiristä olivat negatiivisimpia. Koulutuksen vaihtaminen vaikutti myönteisesti myös opetuksen kokemiseen. Opinnot etenivät kaikissa tutkituissa ryhmissä tasaisesti. Koulutuksen vaihtamisen jälkeisenä vuonna opinnot etenivät vaihtaneissa ryhmissä keskimääräistä enemmän. Haastatteluiden mukaan pääasiallisia syitä koulutuksen vaihtamiselle olivat päätyminen toissijaiseen koulutukseen ja pettyminen aloittamaansa koulutukseen. Narratiivien analyysin avulla tutkimuksessa löydettiin neljä erilaista tarinaa vaihtamisprosessista: 1) toissijaisesta koulutuksesta ensisijaiseen koulutukseen vaihtaminen, 2) ensisijaiseen koulutukseen pettyminen, 3) kiinnostavampaan koulutukseen ajautuminen ja 4) oman alan löytyminen etsinnän kautta. Vaikka koulutuspolitiikassa koulutuksen vaihtaminen nähdään ongelmana, oli se tämän tutkimuksen mukaan opiskelijalle myönteinen kokemus. Tämän tutkimuksen perusteella tulisikin kiinnittää huomiota opiskelijoihin, jotka haluaisivat vaihtaa koulutuksesta toiseen. Heillä opintojen eteneminen osoittautui hitaimmaksi ja opintokokemukset negatiivisimmiksi. Koulutusta vaihtaneiden opiskelijoiden opintojen eteneminen näytti hitaalta verrattuna opintoihinsa tyytyväisiin opiskelijoihin. Koulutuksen vaihtamisen jälkeen opintojen eteneminen kuitenkin nopeutui ja opintotyytyväisyys lisääntyi.

Physical-chemical characterization and wet milling yield of four maize hybrids

The influence of physical-chemical characteristics of maize grains and lactic acid concentrations on byproduct yields, generated by conventional wet milling, was studied during steeping, for four maize hybrids and two lactic acid concentrations (0.55 and 1.00%). For physical-chemical characterization, grain dimensions (length, thickness, and width) were determined, as well as mass of 100 grains, percentage of floating grains, volumetric mass, and centesimal composition. Statistical differences were found for percentage of floating grains (2.33 to 24.67%), volumetric mass (0.814 to 0.850 kg.L-1), mass of 100 grains (0.033 to 0.037 kg), water content (11.86 to 12.20%), proteins (8.21 to 9.06%), lipids (3.00 to 4.77%), and ashes (1.07 to 1.26%). There were no relationships of wet milling yields with maize appearance and physical-chemical characteristics. The addition of 1.00% lactic acid did not statistically improve byproduct yields; however, it favored separation of the grain components.

Volvo da vesícula biliar

A case of torsion of the gallbladder is presented. This is a rare condition that occurs when it is associated with anatomical variants related to abnormal fixation of the gallbladder to the liver bed. The blood irrigation is insufficient and the gallbladder develops necrosis. The abnormal implantation occurs in 4% of the population. If the gallbladder losses its fixations to the inferior margin of the liver with the presence of a 1011.g mesocyst a torsion can occur when this gallbladder twists axially with subsequent occlusion of the blood flow. The signs and symptoms are similar to those of severe acute cholecystitis: abrupt onset of the pain and large palpable mass below the right costal margin. The ultrasound can show a very large and anteriorly floating gallbladder: In this case, the ultrasound did not show any abnormal signs, so it is usually diagnosed at laparotomy and the treatement consists of cholecystectomy. This condition should be suspected in acute abdominal pain of unknown origin.

Vesirakentamisen ja säännöstelyn sekä niihin liittyvien kompensaatiotoimenpiteiden vaikutukset Kalajoen kala-, nahkiais- ja rapukantoihin : Yhteenveto vuosien 1978-2010 velvoitetarkkailujen tuloksista

Kalajoen pääuomassa on tehty suuria vesistöjärjestelyjä 1900-luvun alusta aina 2000-luvulle asti. Jokiuomaa ja sen virtaamia on muutettu mm. tulvasuojelun, voimatalouden ja uiton edistämiseksi. Merkittävimmät vesistöjärjestelyt ovat olleet Kalajoen säännöttäminen vuosina 1903–1910, Niemelänkylän pengerrys vuosina 1955–1960, Kalajoen vesistötaloussuunnitelma 1960–1970-luvulla, Kalajoen keskiosan järjestely vuosina 1967–1988, Alavieskan tulvasuojelu vuosina 1990–1992 ja Juurikosken kunnostus vuosina 2004–2005. 1970-luvunlopulta lähtien vesistöjärjestelyiden lupamääräyksiin alettiin sisällyttää velvoitteita tarkkailla hankkeiden vaikutuksia veden laatuun, kalastoon ja kalastukseen. Lisäksi aiheutetun haitan kompensoimiseksi alettiin määrätä toimenpiteitä, kuten kalaistutuksia ja kunnostustoimenpiteitä. Lupamääräykset ovat sisältäneet myös velvoitteita tarkkailla kompensaatiotoimenpiteiden tuloksellisuutta. Kalajoella valtio on ollut selvästi merkittävin toimija vesistöjärjestelyissä ja on ollut luvanhaltijana pääosassa hankkeista. Lisäksi valtio on kaikkien Kalajoen vesistön säännöstelyjen luvanhaltija. Näin ollen valtio on vastannut myös hankkeisiin liittyvistä velvoitetarkkailuista ja kompensaatiotoimenpiteistä. Merkittävimmät kompensaatiotoimenpiteet ovat olleet 4,7 miljoonan yksikesäisen vaellussiian istuttaminen vuosina 1981–2010, Kalajoen kunnostaminen mm. ravun ja nahkiaisen lisääntymisedellytysten parantamiseksi vuosina 1999–2004 ja 30 000 sukukypsän ravun istuttaminen vuosina 2003–2006. Tässä raportissa on tehty yhteenveto Kalajoen tarkkailututkimuksista vuosilta 1978–2010. Niiden perusteella on arvioitu, kuinka vesistörakentamishankkeet ja säännöstely sekä niihin liittyvät kompensaatiotoimenpiteet ovat vaikuttaneet rapu-, nahkiais- ja kalakantoihin sekä Kalajokeen niiden elinympäristönä. Lisäksi käytettävissä olevan aineiston puitteissa on arvioitu muiden tekijöiden vaikutusta rapu-, nahkiais- ja kalakantoihin.

Simulation of structural stress history based on dynamic analysis

Modern machine structures are often fabricated by welding. From a fatigue point of view, the structural details and especially, the welded details are the most prone to fatigue damage and failure. Design against fatigue requires information on the fatigue resistance of a structure’s critical details and the stress loads that act on each detail. Even though, dynamic simulation of flexible bodies is already current method for analyzing structures, obtaining the stress history of a structural detail during dynamic simulation is a challenging task; especially when the detail has a complex geometry. In particular, analyzing the stress history of every structural detail within a single finite element model can be overwhelming since the amount of nodal degrees of freedom needed in the model may require an impractical amount of computational effort. The purpose of computer simulation is to reduce amount of prototypes and speed up the product development process. Also, to take operator influence into account, real time models, i.e. simplified and computationally efficient models are required. This in turn, requires stress computation to be efficient if it will be performed during dynamic simulation. The research looks back at the theoretical background of multibody dynamic simulation and finite element method to find suitable parts to form a new approach for efficient stress calculation. This study proposes that, the problem of stress calculation during dynamic simulation can be greatly simplified by using a combination of floating frame of reference formulation with modal superposition and a sub-modeling approach. In practice, the proposed approach can be used to efficiently generate the relevant fatigue assessment stress history for a structural detail during or after dynamic simulation. In this work numerical examples are presented to demonstrate the proposed approach in practice. The results show that approach is applicable and can be used as proposed.

Uittonippujen sidelangan valinta ja sitomiskonstruktion suunnittelu

Työssä suunniteltiin uittonippujen sidonnan koneellistamiseksi tarvittavan sidontalangan käsittelylaitteisto. Sen toiminnalliset pääkomponentit ovat langan ohjauskouru, syöttölaite sekä solminta- ja katkaisulaitteet. Lisäksi työssä tehtiin koneelliseen sidontaan sopivan sidontalangan määrityksiä.