Development of Bridge Load Testing Process for Load Evaluation, TR-445, 2003

Recent reports indicate that of the over 25,000 bridges in Iowa, slightly over 7,000 (29%) are either structurally deficient or functionally obsolete. While many of these bridges may be strengthened or rehabilitated, some simply need to be replaced. Before implementing one of these options, one should consider performing a diagnostic load test on the structure to more accurately assess its load carrying capacity. Frequently, diagnostic load tests reveal strength and serviceability characteristics that exceed the predicted codified parameters. Usually, codified parameters are very conservative in predicting lateral load distribution characteristics and the influence of other structural attributes. As a result, the predicted rating factors are typically conservative. In cases where theoretical calculations show a structural deficiency, it may be very beneficial to apply a "tool" that utilizes a more accurate theoretical model which incorporates field-test data. At a minimum, this approach results in more accurate load ratings and many times results in increased rating factors. Bridge Diagnostics, Inc. (BDI) developed hardware and software that are specially designed for performing bridge ratings based on data obtained from physical testing. To evaluate the BDI system, the research team performed diagnostic load tests on seven "typical" bridge structures: three steel-girder bridges with concrete decks, two concrete slab bridges, and two steel-girder bridges with timber decks. In addition, a steel-girder bridge with a concrete deck previously tested and modeled by BDI was investigated for model verification purposes. The tests were performed by attaching strain transducers on the bridges at critical locations to measure strains resulting from truck loading positioned at various locations on the bridge. The field test results were used to develop and validate analytical rating models. Based on the experimental and analytical results, it was determined that bridge tests could be conducted relatively easy, that accurate models could be generated with the BDI software, and that the load ratings, in general, were greater than the ratings, obtained using the codified LFD Method (according to AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges).

Selective ablation of photovoltaic materials with UV laser sources for monolithic interconnection of devices based on a-Si:H

Lasers are essential tools for cell isolation and monolithic interconnection in thin-film-silicon photovoltaic technologies. Laser ablation of transparent conductive oxides (TCOs), amorphous silicon structures and back contact removal are standard processes in industry for monolithic device interconnection. However, material ablation with minimum debris and small heat affected zone is one of the main difficulty is to achieve, to reduce costs and to improve device efficiency. In this paper we present recent results in laser ablation of photovoltaic materials using excimer and UV wavelengths of diode-pumped solid-state (DPSS) laser sources. We discuss results concerning UV ablation of different TCO and thin-film silicon (a-Si:H and nc-Si:H), focussing our study on ablation threshold measurements and process-quality assessment using advanced optical microscopy techniques. In that way we show the advantages of using UV wavelengths for minimizing the characteristic material thermal affection of laser irradiation in the ns regime at higher wavelengths. Additionally we include preliminary results of selective ablation of film on film structures irradiating from the film side (direct writing configuration) including the problem of selective ablation of ZnO films on a-Si:H layers. In that way we demonstrate the potential use of UV wavelengths of fully commercial laser sources as an alternative to standard backscribing process in device fabrication.

Viral self-assembly as a thermodynamic process

The protein shells, or capsids, of nearly all spherelike viruses adopt icosahedral symmetry. In the present Letter, we propose a statistical thermodynamic model for viral self-assembly. We find that icosahedral symmetry is not expected for viral capsids constructed from structurally identical protein subunits and that this symmetry requires (at least) two internal switching configurations of the protein. Our results indicate that icosahedral symmetry is not a generic consequence of free energy minimization but requires optimization of internal structural parameters of the capsid proteins

Innovation Process Management and System Modelling

Työn tavoitteena oli perehtyä innovaatiojohtamisen ja järjestelmän soveltamiseen prosessiteollisuuden toimintaympäristöön. Kirjallisuuslähteitä apuna käyttäen perehdyttiin liiketoimintaympäristön innovaatiojohtamiselle asettamiin vaatimuksiin ja erilaisiin innovaatiojärjestelmiin. Olennaisena osana innovaatiojohtamiseen liittyy sidosryhmien tarpeiden ja niiden tarjoamien resurssien huomioiminen toiminnassa. Myöskin tuotekehityksen menetelmät ja työkalut ovat omalta osaltaan merkittävässä asemassa toiminnan tehokkuutta arvioitaessa. Innovaatiojärjestelmä tulee sopeuttaa yrityksen toimintoihin ja sen erityispiirteet huomioonottaen siten, että toiminnan johtaminen prosessina tuo yritykselle ja sen sidosryhmille lisäarvoa. Innovaatiojärjestelmän luominen yritykselle on ainayksilöllinen prosessi ja siihen ei ole olemassa yleispätevää menetelmää, joka voitaisiin ottaa käyttöön sellaisenaan. Yritys, jonka liiketoiminta keskittyy kuitupohjaisten pakkausmateriaalien valmistamiseen, joutuu täyttämään toiminnassaan materiaalintoimittajien, omien tuotantoprosessiensa ja asiakkaiden sekä jopa loppukäyttäjien uusille tuotteille luomat odotukset. Innovaatiojohtamista sävyttää toiminnan tulosten suuri epävarmuus ja sen vaativien aineellisten ja henkisten resurssien mittavuus. Innovaatiotoiminnan johtaminen prosessina, käyttäen hyväksi järjestelmämallia, tavoittelee systemaattista ja asetettujen kriteerien täyttämää lähestymistapaa tuotekehityksen ja uusien liiketoimintainnovaatioiden alueella. Kehitetyn mallin tulee palvella monimutkaista liiketoimintaympäristöä, jokatoisaalta perustuu tehokkaaseen massatuotantoon ja toisaalta pyrkii erilaistumaan palvelemalla sekä huomioimalla asiakkaidensa tuotteille asettamat vaatimukset.

Development of Order-Delivery Process in Purchasing

Diplomityön tavoitteena oli kehittää Fazer Suklaan oston tilaus-toimitusprosesseja, jotta raaka-aineet ja pakkausmateriaalit pystytään hoitamaan mahdollisimman tehokkaasti. Ensin selvitettiin kirjallisuuden avulla tilaus-toimitusprosessin päävaiheet ja niihin vaikuttavat tekijät. Empiirisessä osassa lähdettiin liikkeelle käymällä läpi Fazer Suklaan oston nykytilanne, joka tehtiin ostajille suunnatun aikaselvityksen, haastatteluiden ja nykyisten tilaus-toimitusprosessien kuvaamisen avulla. Tavoitetilanteen rakentaminen aloitettiin ostettavien materiaalien ja toimittajien luokittelemisella. Tämän perusteella nämä materiaalit voitiin jakaa kolmen eri tilaus toimitusprosessin alle. Automaattisessa tilaus-toimitusprosessissa eri vaiheet automatisoidaan yhdessäavain toimittajien kanssa. Puoliautomaattinen prosessi perustuu systeemiin, jossa toimittaja näkee internetin kautta Fazerin tuotantosuunnitelman ja tekee tämän perusteella materiaalien täydennykset. Yksinkertaisessa prosessissa ostoarvoltaan alhaiset materiaalit hoidetaan mahdollisimman lähellä käyttöpistettä ja prosessin vaiheet tehdään mandollisimman pienellä työmäärällä. Tavoiteprosessien implementoinnilla todettiin suurimmiksi eduiksi prosessivaiheiden vähentyminen ja manuaalisen työn automatisoituminen. Tätä kautta saatiin prosessin eri vaiheiden työmäärää vähennettyä, sekä alennettua varastotasoja ja näin tilaus toimitusprosessin kokonaiskustannuksia pystyttiin pienentämään.

Development of fluid conduits in the auriferous shear zones of the Hutti Gold Mine, India: evidence for spatially and temporally heterogeneous fluid flow

The gold mineralization of the Hutti Mine is hosted by nine parallel, N - S trending, steeply dipping, 2 - 10 m wide shear zones, that transect Archaean amphibolites. The shear zones were formed after peak metamorphism during retrograde ductile D, shearing in the lower amphibolite facies. They were reactivated in the lower to mid greenschist facies by brittle-ductile D-3 shearing and intense quartz veining. The development of a S-2-S-3 crenulation cleavage facilitates the discrimination between the two deformation events and contemporaneous alteration and gold mineralization. Ductile D, shearing is associated with a pervasively developed distal chlorite - sed cite alteration assemblage in the outer parts of the shear zones and the proximal biotite-plagioclase alteration in the center of the shear zones. D3 is characterized by development of the inner chlorite-K-feldspar alteration, which forms a centimeter-scale alteration halo surrounding the laminated quartz veins and replaces earlier biotite along S-3. The average size of the laminated vein systems is 30-50 m along strike as well as down-dip and 2-6 m in width. Mass balance calculations suggest strong metasomatic changes for the proximal biotite-plagioclase alteration yielding mass and volume increase of ca. 16% and 12%, respectively. The calculated mass and volume changes of the distal chlorite-sericite alteration (ca. 11%, ca. 8%) are lower. The decrease in 6180 values of the whole rock from around 7.5 parts per thousand for the host rocks to 6-7 parts per thousand for the distal chlorite-sericite and the proximal biotite-plagioclase alteration and around 5 parts per thousand for the inner chlorite-K-feldspar alteration suggests hydrothermal alteration during two-stage deformation and fluid flow. The ductile D-2 deformation in the lower amphibolite facies has provided grain scale porosities by microfracturing. The pervasive, steady-state fluid flow resulted in a disseminated style of gold-sulfide mineralization and a penetrative alteration of the host rocks. Alternating ductile and brittle D3 deformation during lower to mid greenschist facies conditions followed the fault-valve process. Ductile creep in the shear zones resulted in a low permeability environment leading to fluid pressure build-up. Strongly episodic fluid advection and mass transfer was controlled by repeated seismic fracturing during the formation of laminated quartz(-gold) veins. The limitation of quartz veins to the extent of earlier shear zones indicate the importance of preexisting anisotropies for fault-valve action and economic gold mineralization. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Development of fibre recovery process

The fiber recovery process is an essential part of the modern paper mill. It creates the basisfor mill's internal recirculation of the most important raw materials ¿ water and fiber. It is normally also a start point for further treatment of wastewater and if it works efficiently, it offers excellent basis to minimize effluents. This dissertation offers two different approaches to the subject. Firstly a novel save-all disc filter feeding system is developed and presented. This so-called precoat method is tested both in the laboratory and full-scale conditions. In laboratory scale it beats the traditional one clearly, when low freeness pulps are used as a sweetener stock. The full-scale application needs still some development work before it can be implemented to the paper mills. Secondly, the operationenvironment of save-all disc filter is studied mostly in laboratory conditions.The focus of this study is in cases, where low-freeness pulps are used as a sweetener stock of save-all filter. The effects of CSF-value, pressure drop, suspension consistency and retention chemicals to the quantity and quality of the filtrate was studied. Also the filtration resistance of the low freeness pulps was one studied.

Anomalous optical and electrical recovery process of photoquenched EL2 defect produced by oxygen and boron ion implantation in gallium arsenide

The optical and electrical recovery processes of the metastable state of the EL2 defect artificially created in n‐type GaAs by boron or oxygen implantation are analyzed at 80 K using optical isothermal transient spectroscopy. In both cases, we have found an inhibition of the electrical recovery and the existence of an optical recovery in the range 1.1-1.4 eV, competing with the photoquenching effect. The similar results obtained with both elements and the different behavior observed in comparison with the native EL2 defect has been related to the network damage produced by the implantation process. From the different behavior with the technological process, it can be deduced that the electrical and optical anomalies have a different origin. The electrical inhibition is due to the existence of an interaction between the EL2 defect and other implantation‐created defects. However, the optical recovery seems to be related to a change in the microscopic metastable state configuration involving the presence of vacancies

Epäpuhtauksien poistaminen sinkkisulfaattiliuoksista käyttäen selektiivisiä ioninvaihtimia

Diplomityössä on tutkittu kuparin, koboltin, nikkelin ja kadmiumin poistamista sinkkisulfaattiliuoksista käyttäen uusia silikarunkoisia kelatoivia erotusmateriaaleja. Vertailukohteena on käytetty perinteisiä kaupallisia polymeerirunkoisia kelatoivia ioninvaihtohartseja. Laboratoriokokeissa selvitettiin erotusmateriaalien adsorptio- ja ioninvaihto-ominaisuuksia tasapaino- ja kolonnikokeilla. Silikarunkoisten erotusmateriaalien kemiallista kestävyyttä tutkittiin olosuhteissa, jotka vastaavat prosessisyklin eri vaiheita. Metallien adsorptiomekanismien selvittämiseksi erotusmateriaaleille tehtiin happo-emäs ja sulfaattititraukset. Tasapainokokeet osoittivat, että silikarunkoisilla erotusmateriaaleilla saatiin kupari erotettua väkevistä sinkkisulfaattiliuoksista polymeerirunkoisia kelatoivia ioninvaihtohartseja paremmin. Tutkituilla erotusmateriaaleilla ja ioninvaihtohartseilla ei havaittu merkittävää selektiivisyyttä koboltille, nikkelille tai kadmiumille sinkin ja kuparin läsnä ollessa. Kolonnikokeilla yritettiin löytää paras esikäsittely-lataus-eluointisykli kuparin talteenottoon väkevistä sinkkisulfaattiliuoksista silikarunkoisilla erotusmateriaaleilla. Kolonnikokeissa esikäsittely tehtiin laimealla NaOH:lla, jonka jälkeen petiin syötettiin hapanta sinkkisulfaattiliuosta. Eluointi onnistui hyvin laimealla rikkihapolla. Kolonnikokeiden tulokset osoittivat, että kupari on mahdollista erottaa väkevistä sinkkisulfaattiliuoksista. Silikarunkoisten erotusmateriaalien kemiallista kestävyyttä tutkittaessa havaittiin materiaalien kestävän hyvin happoja ja 60 oC:en lämpötilaa. Sitä vastoin alkaalisissa olosuhteissa tapahtui silikan liukenemista. Tutkituilla erotusmateriaaleilla havaittiin kuparin sitoutumista sekä ioninvaihtomekanismin avulla että sitoutuneena neutraalina suolana.

Organisational Buying Decision Process for Biodegradable Implants

Työn tavoitteena oli selvittää organisaation ostopäätösprosessi, kun tuotteina ovat biohajoavat kasvo- ja kallokirurgian implantit. Ensin selvitettiin biohajoavien implanttien markkinapotentiaalia, biohajoavien materiaalien lisäksi implanttien valmistuksessa käytettäviä muita materiaaleja sekä implanteilta vaadittavia ominaisuuksia kirjallisuuden ja internetin sekä asiantuntijahaastatteluiden avulla. Kirjallisuuden avulla selvitettiin myös organisaatioiden ostopäätösprosessien yleisiä piirteitä ja vaiheita. Biohajoavien kasvo- ja kallokirurgian implanttien ostopäätösprosessia tutkittiin kirjallisen kyselytutkimuksen avulla, joka oli suunnattu alan asiantuntijoille Euroopassa, Yhdysvalloissa sekä Kanadassa. Tutkimuksessa selvitettiin mm. tärkeimpiä käytettävien implanttien materiaalivalintaan vaikuttavia kriteereitä, ostopäätösprosessiin osallistuvia organisaation jäseniä, sekä heidän roolejaan päätöksenteossa, implantteja koskevan informaation etsintää sekä ostopäätösprosessin vaiheita. Kirjallisuudesta, internetistä, asiantuntijahaastatteluista ja kyselytutkimuksesta saatu tieto koottiin vuokaaviomalliksi, joka kuvaa kasvo- ja kallokirurgian implanttien ostopäätösprosessia organisaatioissa. Lopuksi esitettiin myös ehdotuksia markkinointisuunnitelmaan sekä jatkotutkimusehdotukset.

Reuse of information for selection of methods and operating conditions for drying of pharmaceutical materials

Drying is a major step in the manufacturing process in pharmaceutical industries, and the selection of dryer and operating conditions are sometimes a bottleneck. In spite of difficulties, the bottlenecks are taken care of with utmost care due to good manufacturing practices (GMP) and industries' image in the global market. The purpose of this work is to research the use of existing knowledge for the selection of dryer and its operating conditions for drying of pharmaceutical materials with the help of methods like case-based reasoning and decision trees to reduce time and expenditure for research. The work consisted of two major parts as follows: Literature survey on the theories of spray dying, case-based reasoning and decision trees; working part includes data acquisition and testing of the models based on existing and upgraded data. Testing resulted in a combination of two models, case-based reasoning and decision trees, leading to more specific results when compared to conventional methods.

Característiques bàsiques de l’organització d’espais, d’ambients i dels tipus de materials que hauria d’estar present en les escoles d’educació infantil (3-6) per garantir pràctiques educatives de qualitat

Amb el present treball es vol aprofundir en la manera que influeix l’organització d’espais, d’ambients i les característiques dels materials en el procés educatiu. A partir d’una recerca teòrica en base les necessitats educatives de la societat actual, les necessitats evolutives dels infants, i en base a l’observació i anàlisi d’escoles reggianes i catalanes referents que tenen en compte com a agent educador l’espai, els ambients i els materials, es volen reunir quines són les característiques bàsiques de l’organització dels espais, ambients i materials per garantir una educació de qualitat a l’etapa infantil (3-6).

Ostwald ripening in porous materials

The process of coarsening of an ensemble of clusters is investigated for the case that elastic strains due to matrix - cluster interactions change the process qualitatively as compared with dependencies established theoretically first by Lifshitz and Slezov. Such a qualitatively different behavior occurs always when the energy of elastic deformation in cluster growth increases more rapidly than linear with the volume of a cluster. Analytic solutions, for limiting cases, as well as numerical solutions, for the general case of coarsening in an ensemble of pores with a given pore size distribution, are presented. Possible applications are discussed.

Preparation and thermal decomposition of copper(II), zinc(II) and cadmium(II) chelates with 8-hydroxyquinoline

When the compounds are heated in an inert atmosphere it can be verified the consecutive partial sublimation, fusion, partial volatilization and partial thermal decomposition of the anhydrous complexes. When in an oxidating atmosphere the above process is only verified to Cu(II) chelates. Anhydrous copper(II) complexes present a monoclinic structure in the b form and the volatilized compound in a a form. Zinc(II) and cadmium(II) hydrated complexes are isomorphous and they present different cell dimensions from those reported previously.

Drug loading of mesoporous silicon particles

Porous silicon (PSi) is a promising material to be utilized in drug delivery formulations. The release rate of the drug compound can be controlled by changing the pore properties and surface chemistry of PSi. The loading of a poorly soluble drug into mesoporous silicon particles enhances its dissolution in the body. The drug loading is based on adsorption. The attainable maximum loaded amount depends on the properties of the drug compound and the PSi material, and on the process conditions. The loading solvent also essentially affects the adsorption process. The loading of indomethacin into PSi particles with varying surface modification was studied. Solvent mixtures were applied in the loading, and the loaded samples were analyzed with thermal analysis methods. The best degree of loading was obtained using a mixture of dichloromethane and methanol. The drug loads varied from 7.7 w-% to 26.8 w-%. A disturbing factor in the loading experiments was the tendency of indomethacin to form solvates with the solvents applied. In addition, the physical form and stability of indomethacin loaded in PSi and silica particles were studied using Raman spectroscopy. In the case of silica, the presence of crystalline drug as well as the polymorph form can be detected, but the method proved to be not applicable for PSi particles.