Finite element analysis of bonded model Class I 'restorations' after shrinkage

Objectives. The C-Factor has been used widely to rationalize the changes in shrinkage stress occurring at the tooth/resin-composite interfaces. Experimentally, such stresses have been measured in a uniaxial direction between opposed parallel walls. The situation of adjoining cavity walls has been neglected. The aim was to investigate the hypothesis that: within stylized model rectangular cavities of constant volume and wall thickness, the interfacial shrinkage-stress at the adjoining cavity walls increases steadily as the C-Factor increases. Methods. Eight 3D-FEM restored Class I 'rectangular cavity' models were created by MSC.PATRAN/MSC.Marc, r2-2005 and subjected to 1% of shrinkage, while maintaining constant both the volume (20 mm(3)) and the wall thickness (2 mm), but varying the C-Factor (1.9-13.5). An adhesive contact between the composite and the teeth was incorporated. Polymerization shrinkage was simulated by analogy with thermal contraction. Principal stresses and strains were calculated. Peak values of maximum principal (MP) and maximum shear (MS) stresses from the different walls were displayed graphically as a function of C-Factor. The stress-peak association with C-Factor was evaluated by the Pearson correlation between the stress peak and the C-Factor. Results. The hypothesis was rejected: there was no clear increase of stress-peaks with C-Factor. The stress-peaks particularly expressed as MP and MS varied only slightly with increasing C-Factor. Lower stress-peaks were present at the pulpal floor in comparison to the stress at the axial walls. In general, MP and MS were similar when the axial wall dimensions were similar. The Pearson coefficient only expressed associations for the maximum principal stress at the ZX wall and the Z axis. Significance. Increase of the C-Factor did not lead to increase of the calculated stress-peaks in model rectangular Class I cavity walls. (C) 2011 Academy of Dental Materials. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Analysis of elastic functionally graded materials under large displacements via high-order tetrahedral elements

The purpose of this study is to present a position based tetrahedral finite element method of any order to accurately predict the mechanical behavior of solids constituted by functionally graded elastic materials and subjected to large displacements. The application of high-order elements makes it possible to overcome the volumetric and shear locking that appears in usual homogeneous isotropic situations or even in non-homogeneous cases developing small or large displacements. The use of parallel processing to improve the computational efficiency, allows employing high-order elements instead of low-order ones with reduced integration techniques or strain enhancements. The Green-Lagrange strain is adopted and the constitutive relation is the functionally graded Saint Venant-Kirchhoff law. The equilibrium is achieved by the minimum total potential energy principle. Examples of large displacement problems are presented and results confirm the locking free behavior of high-order elements for non-homogeneous materials. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

A generalized finite element method with global-local enrichment functions for confined plasticity problems

The main feature of partition of unity methods such as the generalized or extended finite element method is their ability of utilizing a priori knowledge about the solution of a problem in the form of enrichment functions. However, analytical derivation of enrichment functions with good approximation properties is mostly limited to two-dimensional linear problems. This paper presents a procedure to numerically generate proper enrichment functions for three-dimensional problems with confined plasticity where plastic evolution is gradual. This procedure involves the solution of boundary value problems around local regions exhibiting nonlinear behavior and the enrichment of the global solution space with the local solutions through the partition of unity method framework. This approach can produce accurate nonlinear solutions with a reduced computational cost compared to standard finite element methods since computationally intensive nonlinear iterations can be performed on coarse global meshes after the creation of enrichment functions properly describing localized nonlinear behavior. Several three-dimensional nonlinear problems based on the rate-independent J (2) plasticity theory with isotropic hardening are solved using the proposed procedure to demonstrate its robustness, accuracy and computational efficiency.

Representação política, representação de grupos e política de cotas: perspectivas e contendas feministas

Este artigo foca no debate sobre representação política, representação especial de grupos e política de cotas com o objetivo de destacar os seus argumentos principais e mais controversos, explorando suas inconsistências, problematizando-os e estabelecendo um diálogo entre eles. Será considerado até que ponto o argumento por maior inclusão de membros de grupos sociais não hegemônicos em processos político-decisórios, através de mecanismos como as cotas, pode ser justificado desde uma perspectiva normativa. Dado o caráter polêmico do conceito de representação política e da noção de identidades e interesses de grupos, em que se justificaria essa demanda? Esta discussão será conduzida a partir de uma análise sobre o conceito de representação política, da noção de interesses, identidades e perspectivas de grupos, e de uma análise sobre os principais argumentos apresentados a favor das cotas e contra elas. O artigo foca na representação política das mulheres, estabelecendo assim um diálogo permanente com e entre perspectivas feministas.

Luzes femininas: a felicidade segundo Madame du Châtelet

As luzes do Iluminismo francês consagradas por certa história da filosofia foram indubitavelmente as masculinas. As presenças de Voltaire, Rousseau e Diderot nas pesquisas e nas obras sobre o período são quase absolutas. A finalidade deste artigo é explorar as Luzes francesas, particularmente, a questão ética da felicidade, pelo olhar de uma razão tão ilustrada quanto a de Voltaire, Rousseau ou Diderot, porém de saiotes e espartilho: o pensamento de Émilie du Châtelet (1706-1749). Pouco conhecida pelo público brasileiro e menos estudada ainda pelos dix-huitièmistes locais, Madame du Châtelet, marquesa de berço, escreveu, por volta de 1746, um Discurso sobre a felicidade. O exame de algumas das teses e propostas éticas contidas nesse opúsculo é uma oportunidade instigante para se entenderem um pouco melhor não só as Luzes francesas, mas, sobretudo, a sensibilidade e as angústias das mulheres de vanguarda da França pré-revolucionária.

Numerical combination for nonlinear analysis of structures coupled to layered soils

This paper presents an alternative coupling strategy between the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM) in order to create a computational code for the analysis of geometrical nonlinear 2D frames coupled to layered soils. The soil is modeled via BEM, considering multiple inclusions and internal load lines, through an alternative formulation to eliminate traction variables on subregions interfaces. A total Lagrangean formulation based on positions is adopted for the consideration of the geometric nonlinear behavior of frame structures with exact kinematics. The numerical coupling is performed by an algebraic strategy that extracts and condenses the equivalent soil's stiffness matrix and contact forces to be introduced into the frame structures hessian matrix and internal force vector, respectively. The formulation covers the analysis of shallow foundation structures and piles in any direction. Furthermore, the piles can pass through different layers. Numerical examples are shown in order to illustrate and confirm the accuracy and applicability of the proposed technique.

Design methodology of piezoelectric energy-harvesting skin using topology optimization

Abstract This paper describes a design methodology for piezoelectric energy harvester s that thinly encapsulate the mechanical devices and expl oit resonances from higher- order vibrational modes. The direction of polarization determines the sign of the pi ezoelectric tensor to avoid cancellations of electric fields from opposite polarizations in the same circuit. The resultant modified equations of state are solved by finite element method (FEM). Com- bining this method with the solid isotropic material with penalization (SIMP) method for piezoelectric material, we have developed an optimization methodology that optimizes the piezoelectric material layout and polarization direc- tion. Updating the density function of the SIMP method is performed based on sensitivity analysis, the sequen- tial linear programming on the early stage of the opti- mization, and the phase field method on the latter stage

Numeric reconstruction of cytoskeleton with finite element method and topology optimization method

The importance of mechanical aspects related to cell activity and its environment is becoming more evident due to their influence in stem cell differentiation and in the development of diseases such as atherosclerosis. The mechanical tension homeostasis is related to normal tissue behavior and its lack may be related to the formation of cancer, which shows a higher mechanical tension. Due to the complexity of cellular activity, the application of simplified models may elucidate which factors are really essential and which have a marginal effect. The development of a systematic method to reconstruct the elements involved in the perception of mechanical aspects by the cell may accelerate substantially the validation of these models. This work proposes the development of a routine capable of reconstructing the topology of focal adhesions and the actomyosin portion of the cytoskeleton from the displacement field generated by the cell on a flexible substrate. Another way to think of this problem is to develop an algorithm to reconstruct the forces applied by the cell from the measurements of the substrate displacement, which would be characterized as an inverse problem. For these kind of problems, the Topology Optimization Method (TOM) is suitable to find a solution. TOM is consisted of an iterative application of an optimization method and an analysis method to obtain an optimal distribution of material in a fixed domain. One way to experimentally obtain the substrate displacement is through Traction Force Microscopy (TFM), which also provides the forces applied by the cell. Along with systematically generating the distributions of focal adhesion and actin-myosin for the validation of simplified models, the algorithm also represents a complementary and more phenomenological approach to TFM. As a first approximation, actin fibers and flexible substrate are represented through two-dimensional linear Finite Element Method. Actin contraction is modeled as an initial stress of the FEM elements. Focal adhesions connecting actin and substrate are represented by springs. The algorithm was applied to data obtained from experiments regarding cytoskeletal prestress and micropatterning, comparing the numerical results to the experimental ones

Experimental and numerical analysis of dry contact in the pin on disc test

The reduction of friction and wear in systems presenting metal-to-metal contacts, as in several mechanical components, represents a traditional challenge in tribology. In this context, this work presents a computational study based on the linear Archard's wear law and finite element modeling (FEM), in order to analyze unlubricated sliding wear observed in typical pin on disc tests. Such modeling was developed using finite element software Abaqus® with 3-D deformable geometries and elastic–plastic material behavior for the contact surfaces. Archard's wear model was implemented into a FORTRAN user subroutine (UMESHMOTION) in order to describe sliding wear. Modeling of debris and oxide formation mechanisms was taken into account by the use of a global wear coefficient obtained from experimental measurements. Such implementation considers an incremental computation for surface wear based on the nodal displacements by means of adaptive mesh tools that rearrange local nodal positions. In this way, the worn track was obtained and new surface profile is integrated for mass loss assessments. This work also presents experimental pin on disc tests with AISI 4140 pins on rotating AISI H13 discs with normal loads of 10, 35, 70 and 140 N, which represent, respectively, mild, transition and severe wear regimes, at sliding speed of 0.1 m/s. Numerical and experimental results were compared in terms of wear rate and friction coefficient. Furthermore, in the numerical simulation the stress field distribution and changes in the surface profile across the worn track of the disc were analyzed. The applied numerical formulation has shown to be more appropriate to predict mild wear regime than severe regime, especially due to the shorter running-in period observed in lower loads that characterizes this kind of regime.

Öppenvårdsteamet - Brukares röster om en verksamhet

Syftet med denna uppsats har varit att skildra brukares egna upplevelser av och tankar om Öppenvårdsteamet i Hudiksvalls kommun. Verksamheten vänder sig till vuxna missbrukare och syftar till att stödja, störa och motivera dem. Målet med Öppenvårdsteamet är att finnas tillgänglig när andra verksamheter inte är det, genom stöd och råd hjälpa brukarna till att skapa en meningsfull fritid utan alkohol och droger samt att de i slutändan skall få en så stabil grund att stå på att de blir självgående. Arbetet är förlagt till kvällar och helger och ska ses som ett komplement till andra insatser. En kvalitativ metod har legat till grund för brukarundersökningen. Intervjufrågorna var färdigformulerade utan fasta svarsalternativ och totalt genomfördes fem intervjuer. Det insamlade materialet tolkades med hjälp av teoretiska synsätt och begreppsförklaringar så som delaktighet, stöd och motivation, omgestaltning, känsla av sammanhang samt behandlarens roll. En slutsats är att upplevelsen av att finnas i ett sammanhang där någon lyssnar och ger stöd är betydelsefullt för brukarna. Även behandlarens roll och förhållningssätt är viktigt i rehabiliteringsprocessen. Tolkningen av empirin har visat att kombinationen stöd och kontroll är komplex, något man bör vara medveten om i en verksamhet som Öppenvårdsteamet.

”Ge det en chans i alla fall” - Växelvis boende ur ett barnperspektiv

Samhället har utvecklats från kärnfamiljer till mer heterogent sammansatta familjer som en påverkan av de samhällsförändringar som skett under senare år. Då föräldrar likställs i vårdnadsfrågor har ett växelvis boende blivit allt mer vanligt förekommande. Syftet med vår uppsats har varit att undersöka hur barn till separerade föräldrar ser på ett växelvis boende. Studien har genomförts med hjälp av fem kvalitativa intervjuer. Centrala aspekter av problemområdet har sedan sammanställts i temaområden. Dessa har tolkats genom systemteori, Aaron Antonovskys salutogena perspektiv, KASAM samt ur ett socialt nätverksperspektiv. Problemområdet har även jämförts med tidigare forskning för att finna likheter respektive olikheter samt nya frågeställningar. Resultatet har visat att ett växelvis boende befrämjar kontakten mellan barn och föräldrar. Förutsättningarna för ett växelvis boende har enligt ungdomarna varit, närhet mellan föräldrarna, ett gott samarbete dem emellan, samt ett eget rum. Ett växelvis boende kan vara en god medelväg för barn, i jämförelse med att förlora vardagskontakten med den ene föräldern.

Lika barn leka bäst? - en studie om lågstadiebarns fördomar mot personer med invandrarbakgrund

Syftet med denna uppsats är att genom kvalitativa intervjuer belysa om barn med svensk bakgrund i lågstadieåldern (d.v.s. 7-9 åringar) har fördomar mot personer med invandrarbakgrund. Med ordet fördomar benämner vi uppfattningar och föreställningar om en annan grupp som stör personens kritiska tänkande. Personer med invandrarbakgrund benämns som en person som är född utanför norden och skiljer sig från den svenska normen utseendemässigt. Vi har också jämfört två klasser en utan och en med fler elever med invandrarbakgrund för att se om det visade någon skillnad i attityderna mot invandrare i de olika klasserna. Fem barn i vardera klass blev intervjuade. Barnen fick svara på ett antal relativt öppna frågor angående deras inställning och kännedom om personer med invandrarbakgrund. Elevernas svar analyserades utifrån tidigare forskning om barns utveckling och fördomars uppkomst. Utifrån barnens svar kunde vi se att de hade fördomar mot personer med invandrarbakgrund. Då de båda klasserna jämfördes visade det sig att de var väldigt lika, men att man kan urskilja vissa små skillnader, dessa skillnader visade på att eleverna i klassen utan elever med invandrarbakgrund var lite mer fördomsfulla. Vi fick fram att snällhet var viktigt samt att förstå varandras språk. Barnen är också väldigt medvetna om hudfärg.

Tjejer som slåss - en studie om tjejer som varit aktiva våldsutövare

Ungdomsvåldet, framförallt bland unga tjejer, har under de senaste åren ökat. Tjejer är idag i högre grad involverade i våldshandlingar än tidigare och våldet blir allt hårdare. Det övergripande syftet med denna studie var att belysa och undersöka fenomenet "tjejer som slåss". Avsikten var att återspegla hur tjejerna i denna studie beskriver sina personliga erfarenheter av att börja använda våld och av att aktivt ha utövat det. Vidare var avsikten att förstå vad som ligger bakom deras uppbrott och hur livet ser ut efteråt. För att uppnå syftet genomfördes en personlig kvalitativ intervju och fem kvalitativa intervjuer via e-mail. Resultatet var att tjejerna har gemensamma erfarenheter av att börja använda våld och ett antal återkommande riskfaktorer identifierades, exempelvis uppväxtmiljö präglad av våld och någon form av utanförskap bland jämnåriga. Tjejerna har också likartade erfarenheter av att aktivt ha utövat våld. Under tiden som våldsutövare kom många att hamna i brottsliga gäng. Eftersom tjejerna under sin uppväxt upplevt utanförskap uppfattades den gemenskap som de fann i dessa gäng som väldigt positiv. Vägen ut ur våldsbrottsligheten skedde på olika sätt, dock kunde likartade uppbrottsprocesser tydas. Uppbrottet från våldsutövandet karaktäriserades av en process som skedde under en lång tid. Tjejerna angav att de idag lever ett bra liv och att de till största delen har positiva erfarenheter av att ha varit en tjej som slåss. Dock ansåg de också att det är en erfarenhet som är svår att bära på. Studiens främsta fynd var att ensamhet och utanförskap tenderar att spela stor roll både vid vägen in i, under tiden, vägen ut ur våldsbrottslighet och livet efter.

"Är det någon som slåss är det män, men jag tycker inte att man blir mer man för att man gör det." : En studie om synen på män, manlighet och våld

När det gäller utövandet av våld är gruppen män kraftigt överrepresenterade. Mäns utövande av våld är ett samhällsproblem som i allra högsta grad är relevant för socialt arbete. Uppsatsens syfte var att få en ökad kunskap om relationen mellan manlighet och våld samt mäns tankar om manlighet och våld. Förutom en genomgång av tidigare forskning genomfördes kvalitativa intervjuer med fem män om deras tankar kring manlighet och våld. Ett strategiskt urval användes i syfte att få fram informanter som uppvisade stor variationsbredd. Studiens resultat pekade på att det finns många olika sätt att se på och att göra manlighet. Ett rimligt antagande är även att synen på manlighet har betydelse för mäns utövande av våld på så sätt att en syn på manlighet som präglas av styrka, dominans och kontroll kan främja mäns utövande av våld. Det finns även forskning som tyder på att våld i vissa situationer kan användas av mäns som en resurs att göra manlighet. När det gäller relationen mellan manlighet och våld ansåg informanterna att det inte var manligt att utöva våld men kopplar samtidigt ihop manlighet med fysiskt styrka och kroppslig prestation samt utövandet av legitimt våld, exempelvis inom idrott. Avslutningsvis diskuteras betydelsen och konsekvenserna av hur vi inom socialt arbete ser på manlighet och våld.

Nätverket – hjälpande eller stjälpande? : En studie om familjehemssekreterares syn på att placera barn inom nätverket

Synen inom den sociala barnavården har gått från att se på familjen som ett system som skapade problembärare till att se familjen som en resurs. Vid placering av barn i familjehem skall det, enligt 6 kap 5§ SoL, övervägas om en placering i barnets nätverk är möjligt. Syftet med uppsatsen var att utifrån ett antal intervjuer med socialsekreterare få en förståelse för deras syn på att placera barn inom nätverket. Fem centrala teman används genomgående i uppsatsen. Dessa var nätverket, lagens tydlighet, utredning av familjehem, övervägande och uppföljning. För att uppnå syftet har kvalitativa intervjuer gjorts med fem familjehemssekreterare. Vi valde att använda oss av datareduktion vid bearbetningen av våra intervjuer för att få fram vårt resultat. Vi har använt oss av ett empirinära förhållningssätt då vårt empiriska material ligger till grund för analysen. Intervjuerna har analyserats utifrån tidigare forskning inom ämnet. Resultatet visade att intervjupersonerna var positivt inställda till nätverksplaceringar men att det dock fanns svårigheter med denna typ av placeringar, gällande till exempel rollförändringar, gränssättning och det faktum att nätverket inte har förberett sig på en placering. Syftet och valda frågeställningar har kunnat besvarats av våra intervjuer, dock har resultatet från dessa i vissa fall inte kunnat kopplas till tidigare forskning eftersom ämnet är relativt outforskat.