Fatigue Analysis of Welded Cruciform Joints with Cold Laps

Työssä on tutkittu vetojännityskuormituksen alaisena olevien hitsattujen kuormaa kantamattomien X-liitosten hitsin paikallisen geometrian variaation vaikutusta väsymislujuuteen. Muuttujina olivat reunan pyöristyssäde, kylmäjuoksun suuruus ja kylkikulma. Geometristen muuttujien parametrinen riippuvuussuhde on analysoitu usealla elementtimallilla. Väsymistarkastelu on suoritettu käyttämällä lineaaris-elastista murtumismekaniikkaa (LEFM) tasovenymätilassa ja materiaalina terästä. Särönkasvun suunnan ennustamisessaon käytetty maksimipääjännityskriteeriä sekä jännitysintensiteettikertoimet on määritetty J-integraalilla. Särön ydintymisvaihetta ei ole otettu huomioon. Rakenteen on oletettu olevan hitsatussa tilassa ja jännitysheilahdus on kokonaan tehollinen. Särön kasvunopeuden ennustamiseen on käytetty Paris'n lakia. Väsymislujuustulokset on esitetty karakteristisina väsymisluokkina (FAT) ja sovitettu parametriseksi yhtälöksi. Lopuksi väsymisanalyysin ennustamia tuloksia on verrattu saatavilla oleviin väsytystestituloksiin.

Thermal degradation behaviour of some polydithiooxamide metal complexes

The thermal decomposition behavior of the Fe(II), Co(II), Ni(II) and Zn(II) complexes of polydithiooxamide has been investigated by thermogravimetric analysis (TGA) at a heating rate of 20°C min-1 under nitrogen. The Coats-Redfern integral method is used to evaluate the kinetic parameters for the successive steps in the decomposition sequence observed in the TGA curves. The processes of thermal decomposition taking place in the four complexes are studied comparatively as the TGA curves indicate the difference in the thermal decomposition behavior of these complexes. The thermal stabilities of these complexes are discussed in terms of repulsion among electron pairs in the valence shell of the central ion and electronegativity effects.

Approximate solution for non-Darcy transient film condensation in a porous medium

The problem of non-darcian transient film condensation adjacent to a vertical flat plate embedded in a porous medium has been considered. The governing equation for the boundary layer thickness was obtained by an integral method and solved approximately by the method of integral relations. It is shown that the results are in good agreement with those obtained exactly by the method of characteristics.

Approximate solution for non-darcy transient film condensation in a porous medium

The problem of non-darcian transient film condensation adjacent to a vertical flat plate embedded in a porous medium has been considered. The governing equation for the boundary layer thickness was obtained by an integral method and solved approximately by the method of integral relations. It is shown that the results are in good agreement with those obtained exactly by the method of characteristics.

Investigação da reatividade e da cinética de dissolução do metacaulim em ácido sulfúrico

Um estudo da reatividade e da cinética de dissolução do metacaulim foi desenvolvido para o caulim de cobertura de papel oriundo da região do Rio Capim, Pará. O caulim foi calcinado a 600, 700, 800, 900 e 1000 ºC por 2 h para obtenção do metacaulim e posteriormente lixiviado com ácido sulfúrico em temperaturas constantes dentro do intervalo 50-95 °C ± 3 °C. Nas lixiviações foram usadas quantidades de ácido sulfúrico correspondentes a 10% acima do valor estequiométrico em relação ao alumínio presente no material. Foram coletadas amostras, com intervalos pré-determinados a cada 15 min até tempo total de 3 h, as quais foram submetidas à análise de teor de alumínio pelo método titrimétrico com EDTA. Os resultados mostraram que a reatividade do caulim calcinado diminuiu com o aumento da temperatura de calcinação e que a cinética de dissolução do alumínio do metacaulim obtido por calcinação a 700 °C seguiu os métodos de reação homogênea utilizados: método integral, método das meia-vidas e método das velocidades iniciais. Uma energia de ativação de 96,25 kJ/mol foi encontrada bem como reação de lixiviação de primeira ordem em relação ao alumínio do metacaulim e de primeira ordem em relação à concentração ácida. Pesquisas realizadas anteriormente, utilizando excesso de um dos reagentes acima de 90% e modelos de reação heterogênea, estão em consonância com os dados encontrados neste trabalho desenvolvido com excesso de apenas 10%.

Caracterização química e estudo térmico de lodos provenientes da estação de tratamento de esgotos de Ribeirão Preto, SP, Brasil

Pós-graduação em Química - IQ

Multibrane solutions in cubic superstring field theory

Using the elements of the so-called KBc gamma subalgebra, we study a class of analytic solutions depending on a single function F(K) in the modified cubic superstring field theory. We compute the energy associated to these solutions and show that the result can be expressed in terms of a contour integral. For a particular choice of the function F(K), we show that the energy is given by integer multiples of a single D-brane tension.

Modeling and Identification of an Open-frame Underwater Vehicle: The Yaw Motion Dynamics

A semi-autonomous unmanned underwater vehicle (UUV), named LAURS, is being developed at the Laboratory of Sensors and Actuators at the University of Sao Paulo. The vehicle has been designed to provide inspection and intervention capabilities in specific missions of deep water oil fields. In this work, a method of modeling and identification of yaw motion dynamic system model of an open-frame underwater vehicle is presented. Using an on-board low cost magnetic compass sensor the method is based on the utilization of an uncoupled 1-DOF (degree of freedom) dynamic system equation and the application of the integral method which is the classical least squares algorithm applied to the integral form of the dynamic system equations. Experimental trials with the actual vehicle have been performed in a test tank and diving pool. During these experiments, thrusters responsible for yaw motion are driven by sinusoidal voltage signal profiles. An assessment of the feasibility of the method reveals that estimated dynamic system models are more reliable when considering slow and small sinusoidal voltage signal profiles, i.e. with larger periods and with relatively small amplitude and offset.

Ground Water Impact Assessment in Rural Areas of North-Eastern Part of Ukrain

Protecting ground water from pollution in the rural areas of Ukraine is a priority, particularly because the largely unconfined aquifers are used by local people for potable water supply. The most important aim of this project was to characterise the scale and impact of pollution sources on groundwater quality according to the nature of groundwater vulnerability and of the particular sources of pollution. Analysis of 50 different maps of Ukraine according to geochemical, natural and landscape features, together with field studies made it possible to identify areas with different pollution risk factors. The most harmful sources of groundwater contamination providing nitrates, petrol, heavy metals and other pollutants were identified and an integral method of groundwater quality assessment was worked out. The main sources of groundwater contamination in rural areas of Ukraine were identified and listed in order of importance. Magmedov also puts forward recommendations for improving monitoring of groundwater quality as an essential part of sustainable development in rural areas of Ukraine.

Variations of the FEAST Eigenvalue Algorithm

FEAST is a recently developed eigenvalue algorithm which computes selected interior eigenvalues of real symmetric matrices. It uses contour integral resolvent based projections. A weakness is that the existing algorithm relies on accurate reasoned estimates of the number of eigenvalues within the contour. Examining the singular values of the projections on moderately-sized, randomly-generated test problems motivates orthogonalization-based improvements to the algorithm. The singular value distributions provide experimentally robust estimates of the number of eigenvalues within the contour. The algorithm is modified to handle both Hermitian and general complex matrices. The original algorithm (based on circular contours and Gauss-Legendre quadrature) is extended to contours and quadrature schemes that are recursively subdividable. A general complex recursive algorithm is implemented on rectangular and diamond contours. The accuracy of different quadrature schemes for various contours is investigated.

The internal structure of hydrogen-air difussion flames

The Internal Structure of Hydrogen-Air Diffusion Flames. Tho purpose of this paper is to study finite rate chemistry effects in diffusion controlled hydrogenair flames undor conditions appearing in some cases in a supersonic combustor. Since for large reaction rates the flame is close to chemical equilibrium, the reaction takes place in a very thin region, so thata "singular perturbation "treatment" of the problem seems appropriate. It has been shown previously that, within the inner or reaction zone, convection effects may be neglocted, the temperature is constant across the flame, and tho mass fraction distributions are given by ordinary differential equations, whore tho only independent variable involved is tho coordinate normal to the flame surface. Tho solution of the outer problom, which is a pure mixing problem with the additional condition that fuol and oxidizer do not coexist in any zone, provides t h e following information: tho flame position, rates of fuel consumption, temperature, concentrators of species, fluid velocity outside of tho flame, and the boundary conditions required to solve the "inner problem." The main contribution of this paper consists in the introduction of a fairly complicated chemical kinetic scheme representing hydrogen-oxygen reaction. The nonlinear equations expressing the conservation of chemical species are approximately integrated by means of an integral method. It has boen found that, in the case considered of a near-equilibrium diffusion flame, tho role played by the dissociation-recombination reactions is purely marginal, and that somo of the second order "shuffling" reactions are close to equilibrium. The method shown here may be applied to compute the distanco from the injector corresponding to a given separation from equilibrium, say ten to twenty percent. For the casos whore this length is a small fraction of the combustion zone length, the equilibrium treatment describes properly tho flame behavior.

Laser shock peening without absorbent coating (LSPwC) effect on 3D surface topography and mechanical properties of 6082-T651 Al alloy

The influence of nanosecond laser pulses applied by laser shock peening without absorbent coating (LSPwC) with a Q-switched Nd:YAG laser operating at a wavelength of λ = 1064 nm on 6082-T651 Al alloy has been investigated. The first portion of the present study assesses laser shock peening effect at two pulse densities on three-dimensional (3D) surface topography characteristics. In the second part of the study, the peening effect on surface texture orientation and micro-structure modification, i.e. the effect of surface craters due to plasma and shock waves, were investigated in both longitudinal (L) and transverse (T) directions of the laser-beam movement. In the final portion of the study, the changes of mechanical properties were evaluated with a residual stress profile and Vickers micro-hardness through depth variation in the near surface layer, whereas factorial design with a response surface methodology (RSM) was applied. The surface topographic and micro-structural effect of laser shock peening were characterised with optical microscopy, InfiniteFocus® microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Residual stress evaluation based on a hole-drilling integral method confirmed higher compression at the near surface layer (33 μm) in the transverse direction (σmin) of laser-beam movement, i.e. − 407 ± 81 MPa and − 346 ± 124 MPa, after 900 and 2500 pulses/cm2, respectively. Moreover, RSM analysis of micro-hardness through depth distribution confirmed an increase at both pulse densities, whereas LSPwC-generated shock waves showed the impact effect of up to 800 μm below the surface. Furthermore, ANOVA results confirmed the insignificant influence of LSPwC treatment direction on micro-hardness distribution indicating essentially homogeneous conditions, in both L and T directions.

The fracture toughness of a range of cast steels

A range of plain carbon, carbon-manganese and low alloy cast steels were tested in order to determine their various fracture toughness values under elastic and elastic-plastic conditions. The main fracture toughness parameters which are considered are (1) Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM), (2) the J-Contour Integral, and (3) Crack Opening Displacement (COD). Results are obtained from fracture toughness specimens of various dimensions and the relevance of the validity criteria to cast steels is considered in some detail. In addition, the effect of casting position on specimen toughness values was noted. Valid KIC results according to LEFM, were obtained for three of the eight cast steels tested. Although KIC values from LEFM were not obtained from the remaining five steels, critical COD and J-integral values were determined. It is postulated that these values and particularly the critical J values can be used, with confidence for material selection or in defect tolerance calculations using these steels. Toughness values were found to vary with casting position in several of the steels tested and the possible reasons for such variations are discussed in the Thesis.

Ku metodzie integralnej w teologii fundamentalnej. Sposoby konstruowania interdyscyplinarnych działań w poszukiwaniu locorum theologicorum. Zastosowanie i weryfikacja na przykładzie życia i twórczości Simone Weil

Niniejsza praca powstała z rozpoznanej potrzeby projektowania nowych ujęć poznawczych w teologii obejmujących, w tym samym stopniu, odniesienia do dziedzin teologicznych, jak i innych nauk. Podjęto próbę skonstruowania procedur badawczych, które mogą stać się punktem wyjścia ku stworzeniu pełnej metody integralnej w teologii fundamentalnej. Stąd tytuł pracy Ku metodzie integralnej w teologii fundamentalnej. Budowanie nowych zasad aktywności badawczej związane jest zawsze z etapem konstrukcyjnym i etapem weryfikacyjnym przygotowanych narzędzi, co zostało wyartykułowane w podtytułach: Sposoby konstruowania interdyscyplinarnych działań w poszukiwaniu »locorum theologicorum«. Zastosowanie i weryfikacja na przykładzie życia i twórczości Simone Weil. Tym samym praca jest dwuczęściowa. Celem pierwszej części jest przedstawienie, w jaki sposób konstruować poszukiwania nowych locorum theologicorum. Druga część pracy ma charakter weryfikacyjny. Opracowane narzędzia badawcze zostały zastosowane do odpowiedzi na pytanie: Na ile życie i twórczość francuskiej myślicielki, Simone Weil, może stać się źródłem dla tworzonych współcześnie opinii teologicznych? W przedstawianej pracy powiązano, dość ściśle, konstruowanie integralnego ujęcia badawczego z poszukiwaniem nowych czy reinterpretacją już rozeznanych miejsc teologicznych. Główny cel pracy związany jest z opisywaniem działań, które uprawdopodobniają otrzymanie nowych treści. Przyjęty sposób działania to wyjaśnianie, nie mające statusu pełnej prawdziwości logicznej; jednak jest ono procedurą, która pozwala w pewnym stopniu obiektywizować subiektywne dane płynące z otaczającej nas rzeczywistości. Pozwoliło to na kompetentne poruszanie się w przestrzeni zdań uznanych za prawdziwe zarówno w ramach teologii, jak i innych nauk. Dlatego w tej pracy skupiono się na przedstawieniu procedur poszukiwań, weryfikacji i możliwego zastosowania w badaniach naukowych współczesnych miejsc teologicznych. Ważniejszy jest sposób otrzymywania określonych wyników, a wynik tychże działań doceniony jest dopiero na etapie weryfikacyjnym skonstruowanych narzędzi badawczych. W części pierwszej pracy skupiono się na tworzeniu ogólnych zasad myślenia w ramach teologii fundamentalnej. Konstruowanie narzędzi badawczych rozpoczęto od rozeznania i przedstawienia najgłębszych fundamentów, korzeni zastosowanych procedur poprzez opis zasad opracowywania i przygotowywania działań operacyjnych. Określenie tych zasad związane jest z wprowadzeniem nowego sposobu ujmowania problematyki badawczej poprzez tak zwane myślenie modelowe. Pozwala ono na włączenie w proces uzasadniania otrzymanych wyników, oprócz dowodzenia i tłumaczenia, również tak zwanego wyjaśniania, poprzez zataczanie coraz wyższych kręgów po metodycznej spirali, której osią jest odniesienie do Bożego Objawienia odczytanego we wspólnocie Kościoła. Dzięki temu otrzymano śmiałą hipotezę, w której uwzględniono w tym samym stopniu Objawienie Boga, jak i adresata tegoż, z jego pełnym osadzeniem w rzeczywistościach ziemskich. Holistyczne, w ramach tworzonego modelu, ujmowanie problematyki pozwoliło również na ukazywanie ciągle nowych aspektów tworzonej metody integralnej. Opracowane zostały zasady konstruowania modelu ujmowania rzeczywistości Objawienia w aspekcie przedmiotowym. Jako podstawę działań przyjęto istniejącą już w teologii fundamentalnej metodę historiozbawczą. Przechodząc do systematycznej prezentacji, jako odniesienia graniczne tworzonego modelu «przestrzeni eklezjalnej» wprowadzono ujęcia teologiczne św. Ireneusza z Lyonu i św. Justyna Męczennika. Konstruując narzędzia pozwalające na ujęcia podmiotowe treści przeżyć odbiorcy Objawienia jako odniesienia graniczne wprowadzono koncepcje Umberto Eco, Geralda O’Collinsa i Paula Ricoeura. Pozwalają one na modelowe ujęcie ludzkich przeżyć jako «dzieła otwartego». W etapie czwartym podjęto próbę ustalenia zasad wzajemnego przenikania się ujęć przedmiotowych i podmiotowych problematyki badawczej, by stworzyć ujęcie integralne w opracowywaniu treści teologicznych. Powstały model «wzajemnych oddziaływań» okazał się przydatnym narzędziem w ocenie teologicznego potencjału interdyscyplinarnych oddziaływań pomiędzy teologią fundamentalną a treściami innych nauk. Pozwolił on doprecyzować warunki możliwości przyjęcia jakiejś ludzkiej aktywności jako locus theologicus z zachowaniem odpowiedniej relacji do Objawienia odczytanego we wspólnocie Kościoła z możliwym do osiągnięcia stopniem obiektywizacji. W cześć drugiej pracy realizuje się konieczną w naukach weryfikację opracowanych narzędzi badawczych i uwiarygodnienia działań operacyjnych poprzez zastosowanie do analizy konkretnego przypadku, którym jest życie i twórczość Simone Weil. Praca w tej części również została podzielona na etapy według aspektowego ujęcia umożliwiającego różne punkty widzenia tego samego przedmiotu badawczego. Ponieważ opracowane modele teoretyczne tworzą ramy dla nowej twórczości badacza, kolejne etapy weryfikacyjne są dalszym ciągiem budowania sposobów ujęcia ukonkretnionej tematyki. Życie i twórczość Simone Weil zostały przedstawione w czterech perspektywach badawczych. Pierwsza z nich jest ujęciem z punktu widzenia relacji «dzieło – autor dzieła», kolejna wprowadza dodatkowe odniesienia związane z relacją «dzieło – odbiorca dzieła». Trzeci aspekt skupia się na możliwych do odczytania z twórczości Simone Weil, treściach teologicznych na bazie relacji «dzieło – badacz dzieła». Najpłodniejszym badawczo okazało się odniesienie «dzieła», któremu na imię Simone Weil ku wymiarowi eschatologicznemu chrześcijaństwa. Opracowana metoda i przedstawione warunki weryfikacyjne ustalające kryteria w uznaniu jej przemyśleń i koncepcji jako locus theologicus ukazały się jako niezwykle przydatne.

Heat kernel and worldline path integrals for the Proca theory

In this thesis we study the heat kernel, a useful tool to analyze various properties of different quantum field theories. In particular, we focus on the study of the one-loop effective action and the application of worldline path integrals to derive perturbatively the heat kernel coefficients for the Proca theory of massive vector fields. It turns out that the worldline path integral method encounters some difficulties if the differential operator of the heat kernel is of non-minimal kind. More precisely, a direct recasting of the differential operator in terms of worldline path integrals, produces in the classical action a non-perturbative vertex and the path integral cannot be solved. In this work we wish to find ways to circumvent this issue and to give a suggestion to solve similar problems in other contexts.