Optimierung der laserinduzierten Plasmaspektroskopie an Metallen durch Femtosekunden-Doppelpulse für die Entwicklung eines hochauflösenden 3D-Rasterabbildungsverfahrens

Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIPS) ist eine spektrochemische Elementanalyse zur Bestimmung der atomaren Zusammensetzung einer beliebigen Probe. Für die Analyse ist keine spezielle Probenpräparation nötig und kann unter atmosphärischen Bedingungen an Proben in jedem Aggregatzustand durchgeführt werden. Femtosekunden Laserpulse bieten die Vorteile einer präzisen Ablation mit geringem thermischen Schaden sowie einer hohen Reproduzierbarkeit. Damit ist fs-LIPS ein vielversprechendes Werkzeug für die Mikroanalyse technischer Proben, insbesondere zur Untersuchung ihres Ermüdungsverhaltens. Dabei ist interessant, wie sich die initiierten Mikrorisse innerhalb der materialspezifschen Struktur ausbreiten. In der vorliegenden Arbeit sollte daher ein schnelles und einfach zu handhabendes 3D-Rasterabbildungsverfahren zur Untersuchung der Rissausbreitung in TiAl, einer neuen Legierungsklasse, entwickelt werden. Dazu wurde fs-LIPS (30 fs, 785 nm) mit einem modifizierten Mikroskopaufbau (Objektiv: 50x/NA 0.5) kombiniert, welcher eine präzise, automatisierte Probenpositionierung ermöglicht. Spektrochemische Sensitivität und räumliches Auflösungsvermögen wurden in energieabhängigen Einzel- und Multipulsexperimenten untersucht. 10 Laserpulse pro Position mit einer Pulsenergie von je 100 nJ führten in TiAl zum bestmöglichen Kompromiss aus hohem S/N-Verhältnis von 10:1 und kleinen Lochstrukturen mit inneren Durchmessern von 1.4 µm. Die für das Verfahren entscheidende laterale Auflösung, dem minimalen Lochabstand bei konstantem LIPS-Signal, beträgt mit den obigen Parametern 2 µm und ist die bislang höchste bekannte Auflösung einer auf fs-LIPS basierenden Mikro-/Mapping-Analyse im Fernfeld. Fs-LIPS Scans von Teststrukturen sowie Mikrorissen in TiAl demonstrieren eine spektrochemische Sensitivität von 3 %. Scans in Tiefenrichtung erzielen mit denselben Parametern eine axiale Auflösung von 1 µm. Um die spektrochemische Sensitivität von fs-LIPS zu erhöhen und ein besseres Verständnis für die physikalischen Prozesse während der Laserablation zu erhalten, wurde in Pump-Probe-Experimenten untersucht, in wieweit fs-Doppelpulse den laserinduzierten Abtrag sowie die Plasmaemission beeinflussen. Dazu wurden in einem Mach-Zehnder-Interferometer Pulsabstände von 100 fs bis 2 ns realisiert, Gesamtenergie und Intensitätsverhältnis beider Pulse variiert sowie der Einfluss der Materialparameter untersucht. Sowohl das LIPS-Signal als auch die Lochstrukturen zeigen eine Abhängigkeit von der Verzögerungszeit. Diese wurden in vier verschiedene Regimes eingeteilt und den physikalischen Prozessen während der Laserablation zugeordnet: Die Thermalisierung des Elektronensystems für Pulsabstände unter 1 ps, Schmelzprozesse zwischen 1 und 10 ps, der Beginn des Abtrags nach mehreren 10 ps und die Expansion der Plasmawolke nach über 100 ps. Dabei wird das LIPS-Signal effizient verstärkt und bei 800 ps maximal. Die Lochdurchmesser ändern sich als Funktion des Pulsabstands wenig im Vergleich zur Tiefe. Die gesamte Abtragsrate variiert um maximal 50 %, während sich das LIPS-Signal vervielfacht: Für Ti und TiAl typischerweise um das Dreifache, für Al um das 10-fache. Die gemessenen Transienten zeigen eine hohe Reproduzierbarkeit, jedoch kaum eine Energie- bzw. materialspezifische Abhängigkeit. Mit diesen Ergebnissen wurde eine gezielte Optimierung der DP-LIPS-Parameter an Al durchgeführt: Bei einem Pulsabstand von 800 ps und einer Gesamtenergie von 65 nJ (vierfach über der Ablationsschwelle) wurde eine 40-fache Signalerhöhung bei geringerem Rauschen erzielt. Die Lochdurchmesser vergrößerten sich dabei um 44 % auf (650±150) nm, die Lochtiefe um das Doppelte auf (100±15) nm. Damit war es möglich, die spektrochemische Sensitivität von fs-LIPS zu erhöhen und gleichzeitig die hohe räumliche Auflösung aufrecht zu erhalten.

Fatigue damage in titanium graphite hybrid laminates

by Dennis Arthur Burianek.

Aplicación de una técnica mínimamente invasiva para la reparación de ruptura del tendón de Aquiles

Introducción Las rupturas agudas del tendón de Aquiles se presentan en pacientes entre 40 y 50 años. Las causas más comunes son actividades deportivas. Se han descrito técnicas mínimamente invasivas, con complicaciones como infección del sitio operatorio, adherencias y la lesión del nervio sural. El propósito de este estudio es determinar el desenlace clínico y funcional, de los pacientes con rupturas agudas del tendón de Aquiles llevados a reparación quirúrgica mínimamente invasiva entre 2011 y 2013 en nuestra institución. Materiales y métodos. Estudio tipo Serie de casos. Se realizó evaluación de fuerza muscular, fatiga muscular, arcos de movilidad con respecto a la extremidad contralateral, la escala AOFAS y se describieron las complicaciones. Resultados. Se evaluaron 21 pacientes de 31 elegibles, diecisiete hombres y cuatro mujeres. Edad promedio de 42,7 años, duración promedio de seguimiento de 17,47 meses. Como complicación hubo una dehiscencia de sutura treinta días después del procedimiento. Los pacientes regresaron a actividades laborales 48 días después de cirugía. El tiempo promedio de retorno a actividades deportivas fue de 8.47 meses. El puntaje promedio en la escala AOFAS fue 90. Los arcos de movilidad del tobillo fueron en promedio de 52° para el lado afectado y 56° en el no intervenido. El número de repeticiones de elevación de talón de la extremidad afectada fue de 58 en promedio. Discusión. Estos resultados sugieren que la técnica mínimamente invasiva para reparación del tendón de Aquiles provee resultados funcionales satisfactorios a corto y mediano plazo con bajas tasas de complicación.

Reference values for handgrip strength in among healthy young adults

Background: Isometric grip strength, evaluated with a handgrip dynamometer, is a marker of current nutritional status and cardiometabolic risk and future morbidity and mortality. We present reference values for handgrip strength in healthy young Colombian adults (aged 18 to 29 years). Methods: The sample comprised 5.647 (2.330 men and 3.317 women) apparently healthy young university students (mean age, 20.6±2.7 years) attending public and private institutions in the cities of Bogota and Cali (Colombia). Handgrip strength was measured two times with a TKK analogue dynamometer in both hands and the highest value used in the analysis. Sex- and age-specific normative values for handgrip strength were calculated using the LMS method and expressed as tabulated percentiles from 3 to 97 and as smoothed centile curves (P3, P10, P25, P50, P75, P90 and P97). Results: Mean values for right and left handgrip strength were 38.1±8.9 and 35.9±8.6 kg for men, and 25.1±8.7 and 23.3±8.2 kg for women, respectively. Handgrip strength increased with age in both sexes and was significantly higher in men in all age categories. The results were generally more homogeneous amongst men than women. Conclusions: Sex- and age-specific handgrip strength normative values among healthy young Colombian adults are defined. This information may be helpful in future studies of secular trends in handgrip strength and to identify clinically relevant cut points for poor nutritional and elevated cardiometabolic risk in a Latin American population. Evidence of decline in handgrip strength before the end of the third decade is of concern and warrants further investigation

Principios y métodos para el entrenamiento de la fuerza muscular

Comprender la fuerza como fenómeno fisiológico y mecánico es un elemento fundamental para aumentar el conocimiento de las técnicas y métodos de entrenamiento muscular basados en distintas formas de aplicar cargas de trabajo. En este sentido la fuerza muscular debe ser considerada como una cualidad física básica físico, de generar desplazamiento de los segmentos corporales o de vencer una resistencia se considera parte fundamental del Fitness físico, ya que se ha demostrado dentro de la evidencia científica sus beneficios para mantener y mejorar la condición de salud de las personas. El texto está divido en dos partes: la primera, presenta aspectos fisiológicos y mecánicos básicos del sistema músculo esquelético y la segunda, se centra en los distintos métodos de entrenamiento muscular; basados en esta propuesta conceptual lo estudiantes de pregrado podrán comprender de una manera sencilla los principios y métodos de entrenamiento de la fuerza.

False recognition production indexes in forward associative strength (FAS) lists with three critical words

Resumen tomado de la publicaci??n

The mediating role of emotional symptomatology between anticipatory fatigue and the perception of fatigue

Resumen tomado de la publicaci??n

La incontinencia urinaria en el cáncer de próstata: diseño de un programa de rehabilitación

Este trabajo presenta el diseño e implementación de un programa progresivo de rehabilitación basado en los ejercicios musculares del suelo pélvico, incorporando el trabajo muscular de fuerza contrarresistencia. El disenño del estudio es casi experimental.La muestra es de 33 participantes en fase de tratamiento. Las variables de estudio son las antropométricas, las relacionadas con la evolución de la incontinencia urinaria(IU (intensidad, dificultad, frecuencia y limitación de las actividades),la obesidad, fatiga y dolor,la fuerza muscular y la calidad de vida(CdV). Para evaluar el cambio intrasujeto se tomaron medidas pretest(semana 0)y postest(semana24. En el análisis estadístico se utilizan las pruebas t Student-Fisher, Wilcoxon oU de Mann Whitney y el test del w2. El análisis se realiza con el programa SPSS versión 15. El nivel de significación escogido es del 5%. Al finalizar las 24 semanas del programa se identifica una disminución significativa de las variables antropométricas índice de cintura cadera (p¼0,003), perímetro de cintura(pr0,001) y porcentaje de masa de grasa(pr0,001); de las variables de IU: intensidad(pr0,0001), frecuencia y dificultad y su relación con la limitación de las actividades (pr0,0001), así como la relación existente entre la mejora de IU y la mejora de la CdV(p¼0,039). Queda científicamente demostrada la eficacia del programa progresivo de fuerza para disminuir la IU. La mejora de la CdV del hombre mayor con cáncer de prósstata viene mediada por la mejora de la continencia urinaria

Variable mixed-mode delamination in composite laminates under fatigue conditions: testing & analysis

La majoria de les fallades en elements estructurals són degudes a càrrega per fatiga. En conseqüència, la fatiga mecànica és un factor clau per al disseny d'elements mecànics. En el cas de materials compòsits laminats, el procés de fallada per fatiga inclou diferents mecanismes de dany que resulten en la degradació del material. Un dels mecanismes de dany més importants és la delaminació entre capes del laminat. En el cas de components aeronàutics, les plaques de composit estan exposades a impactes i les delaminacions apareixen facilment en un laminat després d'un impacte. Molts components fets de compòsit tenen formes corbes, superposició de capes i capes amb diferents orientacions que fan que la delaminació es propagui en un mode mixt que depen de la grandària de la delaminació. És a dir, les delaminacions generalment es propaguen en mode mixt variable. És per això que és important desenvolupar nous mètodes per caracteritzar el creixement subcrític en mode mixt per fatiga de les delaminacions. El principal objectiu d'aquest treball és la caracterització del creixement en mode mixt variable de les delaminacions en compòsits laminats per efecte de càrregues a fatiga. Amb aquest fi, es proposa un nou model per al creixement per fatiga de la delaminació en mode mixt. Contràriament als models ja existents, el model que es proposa es formula d'acord a la variació no-monotònica dels paràmetres de propagació amb el mode mixt observada en diferents resultats experimentals. A més, es du a terme un anàlisi de l'assaig mixed-mode end load split (MMELS), la característica més important del qual és la variació del mode mixt a mesura que la delaminació creix. Per a aquest anàlisi, es tenen em compte dos mètodes teòrics presents en la literatura. No obstant, les expressions resultants per l'assaig MMELS no són equivalents i les diferències entre els dos mètodes poden ser importants, fins a 50 vegades. Per aquest motiu, en aquest treball es porta a terme un anàlisi alternatiu més acurat del MMELS per tal d'establir una comparació. Aquest anàlisi alternatiu es basa en el mètode dels elements finits i virtual crack closure technique (VCCT). D'aquest anàlisi en resulten importants aspectes a considerar per a la bona caracterització de materials utilitzant l'assaig MMELS. Durant l'estudi s'ha dissenyat i construït un utillatge per l'assaig MMELS. Per a la caracterització experimental de la propagació per fatiga de delaminacions en mode mixt variable s'utilitzen diferents provetes de laminats carboni/epoxy essencialment unidireccionals. També es du a terme un anàlisi fractogràfic d'algunes de les superfícies de fractura per delaminació. Els resultats experimentals són comparats amb les prediccions del model proposat per la propagació per fatiga d'esquerdes interlaminars.

Impact of coronal mass ejections, interchange reconnection, and disconnection on heliospheric magnetic field strength

An update of Owens et al. (2008) shows that the relationship between the coronal mass ejection (CME) rate and the heliospheric magnetic field strength predicts a field floor of less than 4 nT at 1 AU. This implies that the record low values measured during this solar minimum do not necessarily contradict the idea that open flux is conserved. The results are consistent with the hypothesis that CMEs add flux to the heliosphere and interchange reconnection between open flux and closed CME loops subtracts flux. An existing model embracing this hypothesis, however, overestimates flux during the current minimum, even though the CME rate has been low. The discrepancy calls for reasonable changes in model assumptions.