Double incretin receptor knock-out (DIRKO) mice present with alterations of trabecular and cortical micromorphology and bone strength.

A role for gut hormone in bone physiology has been suspected. We evidenced alterations of microstructural morphology (trabecular and cortical) and bone strength (both at the whole-bone - and tissue-level) in double incretin receptor knock-out (DIRKO) mice as compared to wild-type littermates. These results support a role for gut hormones in bone physiology. INTRODUCTION: The two incretins, glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) and glucagon-like peptide-1 (GLP-1), have been shown to control bone remodeling and strength. However, lessons from single incretin receptor knock-out mice highlighted a compensatory mechanism induced by elevated sensitivity to the other gut hormone. As such, it is unclear whether the bone alterations observed in GIP or GLP-1 receptor deficient animals resulted from the lack of a functional gut hormone receptor, or by higher sensitivity for the other gut hormone. The aims of the present study were to investigate the bone microstructural morphology, as well as bone tissue properties, in double incretin receptor knock-out (DIRKO) mice. METHODS: Twenty-six-week-old DIRKO mice were age- and sex-matched with wild-type (WT) littermates. Bone microstructural morphology was assessed at the femur by microCT and quantitative X-ray imaging, while tissue properties were investigated by quantitative backscattered electron imaging and Fourier-transformed infrared microscopy. Bone mechanical response was assessed at the whole-bone- and tissue-level by 3-point bending and nanoindentation, respectively. RESULTS: As compared to WT animals, DIRKO mice presented significant augmentations in trabecular bone mass and trabecular number whereas bone outer diameter, cortical thickness, and cortical area were reduced. At the whole-bone-level, yield stress, ultimate stress, and post-yield work to fracture were significantly reduced in DIRKO animals. At the tissue-level, only collagen maturity was reduced by 9 % in DIRKO mice leading to reductions in maximum load, hardness, and dissipated energy. CONCLUSIONS: This study demonstrated the critical role of gut hormones in controlling bone microstructural morphology and tissue properties.

Volitional assessment of respiratory muscle strength.

Respiratory muscle weakness may induce dyspnoea, secretion retention and respiratory failure. Assessing respiratory muscle strength is mandatory in neuromuscular diseases and in case of unexplained dyspnoea. A step by step approach is recommended, starting with simple volitional tests. Using spirometry, respiratory muscle weakness may be suspected on the basis of an abnormal flow-volume loop or a fall of supine vital capacity. When normal, maximal inspiratory and expiratory pressures against a near complete occlusion exclude significant muscle weakness, but low values are more difficult to interpret. Sniff nasal inspiratory pressure is a useful alternative because it is easy and it eliminates the problem of air leaks around the mouthpiece in patients with neuromuscular disorders. The strength available for coughing is easily assessed by measuring peak cough flow. In most cases, these simple non invasive tests are sufficient to confirm or to eliminate significant respiratory muscle weakness and help the timely introduction of ventilatory support or assisted cough techniques. In a minority of patients, a more complete evaluation is necessary using non volitional tests like cervical magnetic stimulation of phrenic nerves.

Investigation of High-Strength Bolt-Tightening Verification Techniques, RB07-014

The current means and methods of verifying that high-strength bolts have been properly tightened are very laborious and time consuming. In some cases, the techniques require special equipment and, in other cases, the verification itself may be somewhat subjective. While some commercially available verification techniques do exist, these options still have some limitations and might be considered costly options. The main objectives of this project were to explore high-strength bolt-tightening and verification techniques and to investigate the feasibility of developing and implementing new alternatives. A literature search and a survey of state departments of transportation (DOTs) were conducted to collect information on various bolt-tightening techniques such that an understanding of available and under-development techniques could be obtained. During the literature review, the requirements for materials, inspection, and installation methods outlined in the Research Council on Structural Connections specification were also reviewed and summarized. To guide the search for finding new alternatives and technology development, a working group meeting was held at the Iowa State University Institute for Transportation October 12, 2015. During the meeting, topics central to the research were discussed with Iowa DOT engineers and other professionals who have relevant experiences.

Recovery of rotators strength after latarjet surgery.

The purposes of this study were to prospectively determine changes in rotator cuff strength before and after surgical shoulder stabilization by Bristow-Latarjet procedure and to better estimate time needed for rotator cuff strength recovery. 20 patients with recurrent anterior posttraumatic shoulder dislocation underwent internal (IR) and external (ER) rotator isokinetic evaluation before and 3, 6 and 21 months after Bristow-Latarjet surgery. In a seated position with 45° of shoulder abduction in the scapular plane, both shoulders were evaluated concentrically with a Con-Trex® isokinetic dynamometer at 180°∙s - 1, 120°∙s - 1 and 60°∙s - 1. 3 months post-surgery, IR and ER strength of the operated shoulder were significantly lower than before surgery ( - 28±20% for IR, - 17±17% for ER) (P<0.05). At 6 and 21 months post-surgery, IR and ER strength were comparable to strength before surgery; strength recovery is seen at 6 months post-surgery with long-term maintenance at 21 months. Given the weakness 3 months post-surgery, return to sports (including overhead and contact sports) should be discussed, and 6 months post-surgery may be a better point for an athlete to resume practicing sports. Isokinetic rotator cuff strength evaluation appears to be relevant in helping to determine the need of continuing strength rehabilitation. Pre-surgical evaluation contributes to the relevance of later comparisons.

A matter of time: delayed mate encounter postpones mating window initiation and reduces the strength of female choosiness

Reproductive success is determined by the presence and timing of encounter of mates. The latter depends on species-specific reproductive characteristics (e.g. initiation/duration of the mating window), season, and reproductive strategies (e.g. intensity of choosiness) that may potentially mitigate constraints imposed by mating windows. Despite their potentially crucial role for fitness and population dynamics, limited evidence exists about mating window initiation, duration and reproductive strategies. Here, we experimentally tested the mechanisms of initiation and the duration of the common lizard's Zootoca vivipara mating window, by manipulating the timing of mate encounter and analyzing its effect on (re-)mating probability. We furthermore tested treatment effects on female reproductive strategies, by measuring female choosiness. The timing of mate encounter and season did not significantly affect mating probability. However, a longer delay until mate encounter reduced female choosiness. Re-mating probability decreased with re-mating delay and was independent of mating delay. This indicates that mating window initiation depends on mate encounter, that its duration is fixed, and that plastic reproductive strategies exist. These findings contrast with previous beliefs and shows that mating windows per se may not necessarily constrain reproductive success, which is congruent with rapid range expansion and absence of positive density-effects on reproductive success (Allee effects). In summary, our results show that predicting the effect of mating windows on reproduction is complex and that experimental evidence is essential for evaluating their effect on reproduction and reproductive strategies, both being important determinants of population dynamics and the colonization of new habitats.

Valukappaleen ainetta rikkomattoman tarkastusprosessin kehittäminen

Ainetta rikkomattomien tarkastusten merkitys erityisesti valettujen kappaleiden valmistuksen yhteydessä on ratkaiseva koneenosan luotettavuuden varmistamisessa. Suurilujuuksiset kuormausnosturin kääntöpylväät ovat kriittisiä osia, joiden vaurioituminen aiheuttaa kustannuksia ja työturvallisuusriskin. Kuormainvalmistajat haluavat, että toimitetut kääntöpylväät täyttävät asetetut laatuvaatimukset, joihin kuuluu säröttömyyden varmistaminen tarkastamalla. Väsymisvaurioiden välttämiseksi kappaleiden pinnan virheettömyys on tarkastettava jollakin pintatarkastusmenetelmällä. Magneettijauhetarkastus on eräs käyttökelpoinen ja taloudellinen menetelmä kyseessä olevien teräsvalukappaleiden tarkastamisessa. Tähän työhön on koottu magneettijauhetarkastukseen (menetelmänä) liittyvää tietoa. Työssä on laadittu kääntöpylväisiin koneistuksia tekevän yrityksen käyttöön tarkastuksen yleisohje. Yrityksessä otetaan käyttöön uusi magneettijauhetarkastuslaitteisto. Tarkastusmenetelmä on fluoresoivamärkä menetelmä, jossa käytetään UV-valaistusta. Tarkastusohjeen tueksi on kuvattu vertailukuvasarja tarkastajien käyttöön. Suurin sallittava särönpituus on väsymisen kannalta tärkein yksittäinen tekijä ja siksi sen arvioinnin on oltava luotettavaa. Työturvallisuuteen on kiinnitetty erityistä huomiota, sillä asiakkaatovat usein kiinnostuneita paitsi itse tuotteesta, myös yrityksen toiminnallisesta laadusta. Yhtenä laadun mittarina voidaan pitää vahinkojen ja tapaturmien vähäisyyttä. Selkeät toimintaohjeet viestivät laatutietoisesta turvallisesta toiminnasta. Yrityksen laatukäsikirjaan on tehtävä lisäys pylväiden tarkastamisesta jatyöturvallisuudesta. Työssä on laadittu lisäyksestä ehdotus. Lisäksi työssä on pohdittu yrityksen ja työntekijöiden toimintaan liittyviä vastuukysymyksiä.

Prediction of soil shear strength in agricultural and natural environments of the Brazilian Cerrado

The objective of this work was to develop uni- and multivariate models to predict maximum soil shear strength (τmax) under different normal stresses (σn), water contents (U), and soil managements. The study was carried out in a Rhodic Haplustox under Cerrado (control area) and under no-tillage and conventional tillage systems. Undisturbed soil samples were taken in the 0.00-0.05 m layer and subjected to increasing U and σn, in shear strength tests. The uni- and multivariate models - respectively τmax=10(a+bU) and τmax=10(a+bU+cσn) - were significant in all three soil management systems evaluated and they satisfactorily explain the relationship between U, σn, and τmax. The soil under Cerrado has the highest shear strength (τ) estimated with the univariate model, regardless of the soil water content, whereas the soil under conventional tillage shows the highest values with the multivariate model, which were associated to the lowest water contents at the soil consistency limits in this management system.

Multivariable regression analysis and hot-spot stress approach into fatigue life estimations of welded joints

Kolmen eri hitsausliitoksen väsymisikä arvio on analysoitu monimuuttuja regressio analyysin avulla. Regression perustana on laaja S-N tietokanta joka on kerätty kirjallisuudesta. Tarkastellut liitokset ovat tasalevy liitos, krusiformi liitos ja pitkittäisripa levyssä. Muuttujina ovat jännitysvaihtelu, kuormitetun levyn paksuus ja kuormitus tapa. Paksuus effekti on käsitelty uudelleen kaikkia kolmea liitosta ajatellen. Uudelleen käsittelyn avulla on varmistettu paksuus effektin olemassa olo ennen monimuuttuja regressioon siirtymistä. Lineaariset väsymisikä yhtalöt on ajettu kolmelle hitsausliitokselle ottaen huomioon kuormitetun levyn paksuus sekä kuormitus tapa. Väsymisikä yhtalöitä on verrattu ja keskusteltu testitulosten valossa, jotka on kerätty kirjallisuudesta. Neljä tutkimustaon tehty kerättyjen väsymistestien joukosta ja erilaisia väsymisikä arvio metodeja on käytetty väsymisiän arviointiin. Tuloksia on tarkasteltu ja niistä keskusteltu oikeiden testien valossa. Tutkimuksissa on katsottu 2mm ja 6mm symmetristäpitkittäisripaa levyssä, 12.7mm epäsymmetristä pitkittäisripaa, 38mm symmetristä pitkittäisripaa vääntökuormituksessa ja 25mm/38mm kuorman kantavaa krusiformi liitosta vääntökuormituksessa. Mallinnus on tehty niin lähelle testi liitosta kuin mahdollista. Väsymisikä arviointi metodit sisältävät hot-spot metodin jossa hot-spot jännitys on laskettu kahta lineaarista ja epälineaarista ekstrapolointiakäyttäen sekä paksuuden läpi integrointia käyttäen. Lovijännitys ja murtumismekaniikka metodeja on käytetty krusiformi liitosta laskiessa.

Siltanosturin teräsrakenteen suunnittelun avuksi luodun ohjelman jatkokehitys

Diplomityössä tehdään jatkokehitystä KCI Konecranes yrityksen siltanosturin laskentaohjelmaan. Ohjelman tärkeimmät jatkokehityskohteet kartoitettiin käyttäjäkyselyn avulla ja niistä valittiin toivotuimmat, sekä diplomityön lujuusopilliseen aihepiiriin parhaiten soveltuvat. Työhön valitut kaksi aihetta ovat koteloprofiilin kaksiosaisen uuman lujuuslaskennan selvittäminen ja siltanosturin kahdeksanpyöräisenpäätykannattajan elementtimallin suunnittelu. Diplomityössä selvitetään jatkokehityskohteisiin liittyvä teoria, mutta varsinainen ohjelmointi jätetään työn ulkopuolelle. Kaksiosaisella uumalla varustetussa koteloprofiilissa nostovaunun kulkukiskon alla olevan uuman yläosa tehdään paksummaksi, jotta uuma kestäisi nostovaunun pyöräkuormasta aiheutuvan paikallisen jännityksen, eliniin sanotun rusennusjännityksen. Rusennusjännityksen määrittäminen uumalevyissä on kaksiosaisen uuman lujuuslaskennan tärkein tehtävä. Rusennuksen aiheuttamankalvojännityksen ja jännityskeskittymien määrittämiseen erilaisissa konstruktioissa etsittiin sopivimmat menetelmät kirjallisuudesta ja standardeista. Kalvojännitys voidaan määrittää luotettavasti käyttäen joko 45 asteen sääntöä tai standardin mukaista menetelmää ja jännityskonsentraatioiden suuruus saadaan kertomallakalvojännitys jännityskonsentraatiokertoimilla. Menetelmien toimivuus verifioitiin tekemällä kymmeniä uuman elementtimalleja erilaisin dimensioin ja reunaehdoin ja vertaamalla elementtimallien tuloksia käsin laskettuihin. Käsin lasketut jännitykset saatiin vastaamaan tarkasti elementtimallien tuloksia. Kaksiosaisen uuman lommahdus- ja väsymislaskentaa tutkittiin alustavasti. Kahdeksanpyöräisiä päätykannattajia käytetään suurissa siltanostureissa pienentämään pyöräkuormia ja radan rusennusjännityksiä. Kahdeksanpyöräiselle siltanosturin päätykannattajalle suunniteltiin elementtimallit molempiin rakenteesta käytettyihin konstruktioihin: nivelöityyn ja jäykkäkehäiseen malliin. Elementtimallien rakentamisessa hyödynnettiin jo olemassa olevia malleja, jolloin niiden lisääminen ohjelmakoodiin nopeutuu ja ne ovat varmasti yhteensopivia muiden laskentamoduuleiden kanssa. Elementtimallien värähtelyanalyysin reunaehtoja tarkasteltiin. Värähtelyanalyysin reunaehtoihin ei tutkimuksen perusteella tarvitse tehdä muutoksia, mutta staattisen analyysin reunaehdot kaipaavat vielä lisätutkimusta.

Use of field measurements in fatigue analysis of forestry cranes

Tässä työssä on esitetty väsyttävän kuormituksen mittaamiseen ja mittausdatan jälkikäsittelyyn sekä väsymismitoitukseen liittyviä menetelmiä. Menetelmien sovelluskohteena oli metsäkoneen kuormain, joka on väsyttävästi kuormitettu hitsattu rakenne. Teoriaosassa on kuvattu väsymisilmiötä ja väsymismitoitusmenetelmiä sekä kuormitusten tunnistamiseen ja mittausten jälkikäsittelyyn liittyviä menetelmiä. Yleisimmin käytettyjen väsymismitoitusmenetelmien rinnalle on esitetty luotettavuuteen perustuvaa väsymismitoitusmenetelmää. Kuormainten suunnittelussa on keveys- j a kestoikävaatimusten takia erityisen suuri merkitys väsymisen huomioimisella. Rakenteille on ominaista tietyt toiminnan kannalta välttämättömät hitsatut yksityiskohdat, jotka usein määräävät koko rakenteen kestoiän. Koska nämä ongelmakohdat pystytään useimmiten tunnistamaan jo suunnitteluvaiheessa, voidaan yksityiskohtien muotoilulla usein parantaa huomattavasti koko rakenteen kestoikää. Näiden yksityiskohtien optimointi on osittain mahdollista toteuttaa ilman kuormituskertymätietoa, mutta useimmiten kuormitusten tunnistaminen on edellytys parhaan ratkaisun löytymiselle. Tällöin toistaiseksi paras keino todellisen väsyttävän kuormituksen tunnistamiseksi on pitkäaikaiset kenttämittaukset. Kenttämittauksilla selvitetään rakenteeseen kohdistuvat kuormitukset venymäliuskojen avulla. Kuormitusten tunnistamisella on erityisen suuri merkitys kun halutaan määrittää rakenteen kestoikä. Väsyminen ja väsyttävä kuormitus ovat kuitenkin tilastollisia muuttujia j a yksittäiselle rakenteelle ei ole mahdollista määrittää tarkkaa k estoikää. Tilastollisia menetelmiä käyttäen on kuitenkin mahdollista määrittää rakenteen vaurioitumisriski. Laskettaessa vaurioitumisriskiä suurelle määrälle yksittäisiä rakenteita voidaan muodostaa tarkkojakin ennusteita mahdollisten vaurioiden lukumäärästä. Tällöin kuormituskertymätiedosta voi olla tavanomaisen suunnittelun lisäksi laajempaa hyötyä esimerkiksi takuukäsittelyssä. Tässä työssä on sovellettu esitettyjä teorioita käytännössä metsäkoneen harvesterin puomiston väsymistarkasteluun. Kyseisen rakenteen kuormituksia mitattiin kahden viikon aikana yhteensä 35 tuntia, jonka perusteella laskettiin väsyttävän kuormituksen tilastollinen jakauma esimerkkitapaukselle. Mittauksen perusteella ei voitu tehdä kuitenkaan johtopäätöksiä tuotteen koko elinkaaren kuormituksista eikä muiden samanlaisten tuotteiden kuormituksista, koska mitattu otos oli suhteellisen lyhyt ja rajoittui vain yhteen käyttäjään ja muutamaan käyttökohteeseen. Menetelmien testaamiseksi kyseinen otos oli kuitenkin riittävä. Kuormituskertymätietoa käytettiin hyväksi myös laatumääritysten muodostamisessaesimerkkitapaukselle. Murtumismekaniikkaan perustuvalla menetelmällä arvioitiinharvesteripilarin valun mahdollisten valuvirheiden suurin sallittu koko. Luotettavuuteen pohjautuvan mitoitusmenettelyn tarve näyttää olevanlisääntymässä, joten pitkäaikaisten kenttämittausten tehokas hyödyntäminen tulee olemaan keskeinen osa väsymismitoitusta lähitulevaisuudessa. Menetelmiä olisi mahdollista tehostaa yhdistämällä kuormituskertymään erilaisia kuormitusten suhteen riippuvia tunnettuja suureita kuten käsiteltävän puun halkaisija. Todellisettuotekohtaiset tilastolliset jakaumat kuormituksista voitaisiin muodostaa mahdollisesti tehokkaammin, jos esimerkiksi kuormitusten riippuvuus metsätyypistä pystyttäisiin ensin määrittämään.

Effect of water contamination on the shear bond strength of five orthodontic adhesives

Objectives: To evaluate the shear bond strength and site of failure of brackets bonded to dry and wet enamel. Study design: 50 teeth were divided into ten groups of 5 teeth each (10 surfaces). In half the groups enamel was kept dry before bonding, and in the other half distilled water was applied to wet the surface after etching. The following groups were established: 1)Acid/Transbond-XT (dry/wet) XT; 2) Transbond Plus Self Etching Primer (TSEP)/Transbond-XT paste (dry/wet); 3) Concise (dry), Transbond MIP/Concise (wet), 4) FujiOrtho-LC (dry/wet); 5) SmartBond (dry/wet). Brackets were bonded to both buccal and lingual surfaces. Specimens were stored in distilled water (24 hours at 37ºC) and thermocycled. Brackets were debonded using a Universal testing machine (cross-head speed 1 mm/min). Failure sites were classified using a stereomicroscope. Results: No significant differences in bond strength were detected between the adhesives under wet and dry conditions except for Smart- Bond, whose bond strength was significantly lower under dry conditions. For all the adhesives most bond failures were of mixed site location except for Smartbond, which failed at the adhesive-bracket interface. Conclusions: Under wet conditions the bonding capacity of the adhesives tested was similar than under dry conditions, with the exception of SmartBond which improved under wet conditions

Development of data sheets for statistical evaluation of fatigue data

To enable a mathematically and physically sound execution of the fatigue test and a correct interpretation of its results, statistical evaluation methods are used to assist in the analysis of fatigue testing data. The main objective of this work is to develop step-by-stepinstructions for statistical analysis of the laboratory fatigue data. The scopeof this project is to provide practical cases about answering the several questions raised in the treatment of test data with application of the methods and formulae in the document IIW-XIII-2138-06 (Best Practice Guide on the Statistical Analysis of Fatigue Data). Generally, the questions in the data sheets involve some aspects: estimation of necessary sample size, verification of the statistical equivalence of the collated sets of data, and determination of characteristic curves in different cases. The series of comprehensive examples which are given in this thesis serve as a demonstration of the various statistical methods to develop a sound procedure to create reliable calculation rules for the fatigue analysis.