Väsymiskestävyyden määritys murtumismekaanisilla särönmallinnusohjelmilla

Tässä työssä tutkitaan Wärtsilä Oyj:n moottorin ja ABB Oy:n generaattorin muodostaman aggregaatin väsymiskestävyyttä lineaarisen murtumismekaniikan avulla. Työn tavoitteena on selvittää ABAQUS/XFEM- ja FRANC3D-ohjelman soveltuvuus kuormitukseltaan ja geometrialtaan vaativan generaattorirungon suunnittelutyökaluksi. Generaattorirungon kuormitukset aiheutuvat aggregaatin käynnin sekä käynnistys- ja sammutusvaiheen aikai-sista syntyvistä värähtelyistä. Tutkimuksessa tarkastellaan generaattorirungon väsymistä käynninaikaisella kuormituksella. Työssä mallinnettiin generaattorirungosta valittu hitsausdetalji alimallinnustekniikalla, jolloin alimallin reunaehdot voitiin määrittää aggregaatille tehdyn vastelaskennan perus-teella. Alimallista tutkittiin kahta erilaista hitsiliitostyyppiä, joihin mallinnettiin XFEM- ja FRANC3D-ohjelmilla erikokoisia säröjä hitsiliitosten rajaviivalle sekä juuren puolelle. Tutkittavilla ohjelmilla saatujen jännitysintensiteettikertoimien avulla säröille voitiin las-kea ekvivalentti jännitysintensiteettikerroin, jota verrattiin kokeellisesti saatuun jännitysin-tensiteettikertoimen kynnysarvoon. XFEM- ja FRANC3D-ohjelmia vertailtiin käytön helppouden, tulosten tarkkuuden sekä laskenta-aikojen perusteella. Käytettävyyden ja laskenta-aikojen perusteella XFEM-ohjelma soveltui paremmin käytettäväksi teollisuudessa suunnittelu- ja kehitystyön apu-työkaluna. FRANC3D taas antoi XFEM-ohjelmaa luotettavampia tuloksia, mutta laskenta-ajat olivat moninkertaiset.

Applications and Benefits of Adaptive Pulsed GMAW

In ship and offshore terminal construction, welded cross sections are thick and the number of welds very high. Consequently, there are two aspects of great importance; cost and heat input. Reduction in the welding operation time decreases the costs of the work force and avoids excessive heat, preventing distortion and other weld defects. The need to increase productivity while using a single wire in the GMAW process has led to the use of a high current and voltage to improve the melting rate. Unfortunately, this also increases the heat input. Innovative GMAW processes, mostly implemented for sheet plate sections, have shown significant reduction in heat input (Q), low distortion and increase in welding speed. The aim of this study is to investigate adaptive pulsed GMAW processes and assess relevant applications in the high power range, considering possible benefits when welding thicker sections and high yield strength steel. The study experimentally tests the usability of adaptive welding processes and evaluates their effects on weld properties, penetration and shapes of the weld bead.The study first briefly reviews adaptive GMAW to evaluate different approaches and their applications and to identify benefits in adaptive pulsed. Experiments are then performed using Synergic Pulsed GMAW, WiseFusionTM and Synergic GMAW processes to weld a T-joint in a horizontal position (PB). The air gap between the parts ranges from 0 to 2.5 mm. The base materials are structural steel grade S355MC and filler material G3Si1. The experiment investigates heat input, mechanical properties and microstructure of the welded joint. Analysis of the literature reveals that different approaches have been suggested using advanced digital power sources with accurate waveform, current, voltage, and feedback control. In addition, studies have clearly indicated the efficiency of lower energy welding processes. Interest in the high power range is growing and a number of different approaches have been suggested. The welding experiments in this study reveal a significant reduction of heat input and a weld microstructure with the presence of acicular ferrite (AF) beneficial for resistance to crack propagation. The WiseFusion bead had higher dilution, due to the weld bead shape, and low defects. Adaptive pulse GMAW processes can be a favoured choice when welding structures with many welded joints. The total heat reduction mitigates residual stresses and the bead shape allows a higher amperage limit. The stability of the arc during the process is virtually spatter free and allows an increase in welding speed.

Smoking during pregnancy and fetal brain development

Background: Although the knowledge of adverse effects of smoking during pregnancy has increased in recent years, more research is needed to gain a better understanding of the effects of smoking during pregnancy. Smoking exposure is the most common preventable factor that causes adverse pregnancy outcomes. Aims and Methods: First, data on smoking habits during pregnancy from the Nordic Medical Birth Registers was used to study the national differences in trends of smoking during pregnancy. Second, the effects of prenatal smoking exposure on fetal brain development, assessed by brain MRI at term age, were studied by using data from the multidisciplinary PIPARI Study consisting of a 6-year cohort of VLBW/VLGA infants (n = 232, of which 18.1% were exposed to prenatal smoking) born in Turku University Hospital, Finland. Third, the effects of prenatal smoking exposure on psychiatric morbidity and use of psychotropic medication were studied in a cohort of children born from 1987–1989 in Finland (n = 175,869, of which 15.3% were exposed). The data used were obtained from population-based longitudinal registers from the National Institute of Health and Welfare, the Statistics Finland, and the Finnish Social Insurance Institution. Results: Smoking rates during pregnancy differed considerably between the countries. Smoking rates were highest among teenagers and women with lower socioeconomic positions. The smoking prevalence was found to be increasing among teenagers in both Finland and Norway. Prenatal smoking exposure was associated with smaller frontal lobe and cerebellar volumes in preterm infants. A clear association was found between prenatal smoking exposure and psychiatric morbidity treated with specialized hospital care and the use of various psychotropic medications. Conclusions: Prenatal smoking exposure had adverse effects on fetal brain development. These effects might explain part of the association found between smoking exposure and psychiatric problems in later life. Our study suggests that prenatal smoking exposure is linked with both mild and severe psychiatric problems. This study emphasizes the importance of efforts to reduce smoking during pregnancy.

Sähköavusteisen polkupyörän energian talteenotto lineaarigeneraattorilla

Sähköavusteisten polkupyörien määrä on kasvussa. Kasvua hidastavana tekijänä voidaan pitää niiden keskimäärin yli 1000 euron hintaa, josta suurin osa johtuu akustosta. Tämän työn tarkoituksena on selvittää lineaarigeneraattorin hyödynnettävyyttä sähköavusteisissa polkupyörissä. Lisäksi työssä kuvataan vaiheittain prototyypin suunnittelu ja rakentaminen. Mikäli lineaarigeneraattori-avusteisella sähköpolkupyörällä saavutetaan huomattava pidennys toimintamatkaan, voidaan pyörät varustaa halvemmilla ja kapasiteetiltään pienemmillä akuilla. Lineaarigeneraattorin hankintaa kannustaisi se, että se maksaisi vähemmän kuin vaihto suurempikapasiteettiseen akustoon.

Tuotantokustannusten määrittely ja kohdistaminen tuotteille

Työn tavoitteena on suunnitella yritykselle uuden tuotantokustannusten laskentamallin toteutusperiaatteet. Nykyisessä tuotantokustannusten laskentamallissa tietojen luotettavuus ja totuudenmukainen kustannusten kohdistaminen tuotteille nähtiin haasteellisena. Uuden laskentamallin kehittäminen edellyttääkin nykyisen laskentamallin puutteiden selvittämisen. Uuden laskentamallin suunnittelu nähtiin yrityksessä erittäin tarpeellisena. Työssä on käytetty konstruktiivista tutkimusmenetelmää ja aineistona on hyödynnetty kustannuslaskennan kirjallisuuden, artikkeleiden ja opinnäytetöiden lisäksi yrityksen omaa materiaalia sekä henkilöstön haastatteluita. Työn tuloksena voidaan todeta yrityksen tarvitsevan uuden tuotantokustannusten laskentamallin nykyisen laskentamallin tilalle. Nykyisessä laskentamallissa käytettävät laskentaperiaatteet eivät ole hyvällä tasolla. Uudet laskennan toteutusperiaatteet tuovat selkeyttä ja ymmärrettävyyttä laskentaan. Näiden avulla pystytään tarkkailemaan tuotteiden tuotantokustannuksia tarkemmalla tasolla. Tämä auttaa toiminnan kehittämisessä ja parantaa tiedon käytettävyyttä myös päätöksentekotilanteissa. Uuden mallin periaatteiden toimivuus testataan alustavasti muutamilla tuotteilla. Työssä käsiteltävä malli on vain osa yrityksen tuotekustannuslaskentaa, joten tarkempien tuotekohtaisten kustannusten aikaansaamiseksi yrityksen tulisi tarkentaa koko tuotelaskentamallia.

Managing business risk relating to pending patent applications – A comparison U.S. and European practices

This thesis presents different IPR risk mitigation actions as well as enforcement practices and evaluates their usability in different situations. The focus is on pending patent applications, where the right is not officially recognized or established yet, but some references are made to granted patents as well. The thesis presents the different aspects when assessing the risk level created by patents and pending applications. At all times it compares the patent law of the United States and European Patent Convention. Occasionally some references are made to national law, when the European Patent Convention cannot be applied. The thesis presents two case examples, which bring the risk mitigation actions and enforcement practices closer to practice.

Taajuusmuuttaja aktiivisesti säädetyn magneettilaakerin virtalähteenä

Työssä tutkitaan mahdollisuutta hyödyntää sähkömoottorien nopeudensäätöön suunniteltuja kaupallisia taajuusmuuttajia osana aktiivisesti säädetyn magneettilaakeroinnin säätöjärjestelmää. Magneettilaakerijärjestelmän ohjaamiseksi tarvitaan vahvistin, jonka tehtävänä on muuntaa paikkasäätöjärjestelmältä tuleva ohjearvo virraksi, jännitteeksi tai magneettivuoksi voiman tuottamiseksi laakerikäämityksellä. Nykyaikaiset modernit taajuusmuuttajat mahdollistavat säätöalgoritmien suorittamisen sekä liitynnän muuhun automaatiojärjestelmään kenttäväylien kautta. Tämän järjestelmäintegraation myötä olisi mahdollista rakentaa modulaarinen säätöjärjestelmä hyödyntäen luotettavaksi todettuja teollisuusautomaatiotuotteita vain muutamalla itse magneettilaakerijärjestelmään liittyvällä tuotteella. Haluttaessa hyödyntää kolmivaiheinen taajuusmuuttaja mahdollisimman tehokkaasti magneettilaakerin teholähteenä tulee laakerikäämityksien kytkeytymistä taajuusmuuttajaan tarkastella tarkemmin. Kirjallisuustutkimuksessa keskitytään taajuusmuuttajan tehokytkimien muodostaman vaihtosuuntaajan eri rakennevaihtoehtojen sekä virtasäädön dynaamisten ominaisuuksien tarkasteluun. Soveltuvien rakennevaihtoehtojen sekä virtasäädön suorituskyky todennetaan simuloinnein ja lopuksi todellisella koelaitteistolla. Magneettilaakeroinnilla varustetun sähkökoneen roottorin onnistunut leijuttaminen viiden vapausasteen suhteen paikkasäädettynä sekä mittauksien tulokset osoittavat, ettei taajuusmuuttajien järjestelmäarkkitehtuurista löydy merkittäviä esteitä muuttajien hyödyntämiseksi magneettilaakerisovelluksissa.

Konstruktiivisen mallin ja suunnittelumallin käyttö aikakauslehtialalla tapahtuvassa murroksessa

Aikakauslehtialalla on vallalla ollut jo useamman vuoden ajan median digitaalinen murros, jonka vuoksi lehtitalot ovat joutuneet muuttamaan käytössä olleita toimintatapojaan ja kehittämään uusiin jakelukanaviin sisältöä pysyäkseen kovassa kilpailussa mukana. Tässä pro gradussa esitetään innovatiivisen konstruktiivisen mallin ja perinteisemmän liiketoimintasuunnitelmaa korostavan suunnittelumallin yhtäläisyyksiä ja eroavuuksia. Tutkielman empiirisessä osassa vertaillaan mallien käytettävyyttä aikakauslehtialalla keskittymällä malleille ominaisiin neljään eri dimensioon ja dimensioista muodostettuihin teemoihin aikakauslehtialalle sovellettuina. Tutkielmassa esitellään mallien toimintalogiikoita sekä prosessikaaviot, jotka kuvaavat uuden idean kehitysprosessia yrityksessä. Tutkimusote on kvalitatiivinen ja haastatteluaineisto on toteutettu puolistrukturoidulla haastattelumenetelmällä. Tuloksien avulla voidaan todeta, että aikakauslehtialalla tapahtuva murros on jo muuttanut toimittajien arkipäiväistä työnkuvaa. Toimittajien oman ammattitaidon ja osaamisen jatkuva kehittäminen sekä uusiin jakelukanaviin tutustuminen ja sinne sisällön tuottaminen ovat haasteita, johon he joutuvat sopeutumaan jatkossa. Ammattitaidon ylläpitoa sekä oikeanlaisen asiakastutkimuksen hyödyntämistä voidaankin pitää malleja yhdistävinä tekijöinä. Malleja erottavia tekijöitä ovat vuorostaan innovatiivisten ideoiden läpivienti sekä riskinottokyky.

Towards Perfection Step by Step – User Experience Design and Evaluation in the Context of Digital Libraries

Heli Kautonen's presentation in the LIBER Conference 27 June, 2013 in Munich, Germany.

Variable speed drive in fan system monitoring

Fan systems are responsible for approximately 10% of the electricity consumption in industrial and municipal sectors, and it has been found that there is energy-saving potential in these systems. To this end, variable speed drives (VSDs) are used to enhance the efficiency of fan systems. Usually, fan system operation is optimized based on measurements of the system, but there are seldom readily installed meters in the system that can be used for the purpose. Thus, sensorless methods are needed for the optimization of fan system operation. In this thesis, methods for the fan operating point estimation with a variable speed drive are studied and discussed. These methods can be used for the energy efficient control of the fan system without additional measurements. The operation of these methods is validated by laboratory measurements and data from an industrial fan system. In addition to their energy consumption, condition monitoring of fan systems is a key issue as fans are an integral part of various production processes. Fan system condition monitoring is usually carried out with vibration measurements, which again increase the system complexity. However, variable speed drives can already be used for pumping system condition monitoring. Therefore, it would add to the usability of a variablespeed- driven fan system if the variable speed drive could be used as a condition monitoring device. In this thesis, sensorless detection methods for three lifetime-reducing phenomena are suggested: these are detection of the fan contamination build-up, the correct rotational direction, and the fan surge. The methods use the variable speed drive monitoring and control options for the detection along with simple signal processing methods, such as power spectrum density estimates. The methods have been validated by laboratory measurements. The key finding of this doctoral thesis is that a variable speed drive can be used on its own as a monitoring and control device for the fan system energy efficiency, and it can also be used in the detection of certain lifetime-reducing phenomena.

Impact of mineral fillers on the properties of extruded wood-polypropylene composites

The main aim of this thesis is to study the effect of mineral fillers on the properties of extruded wood-polypropylene composites (WPC). The studied minerals are Talc, Calcite (CaCO3), two quantities of Wollastonite and Soapstone, and the level of mineral addition is 20 w-%. The study shows that mineral fillers can be used to modify and improve the properties of woodplastic composites. Especially the moisture-related properties of WPCs were found to be improved significantly by mineral addition. As the WPCs of the studied type are commonly used in outdoor applications, this is of importance in terms of usability. In machining, the addition of two minerals retained the surface roughness at same level throughout the test, indicating a favorable effect on machinability. The use of hard minerals shortened the tool life in machining. In general, a modest increase in density was observed. In many of the studied properties, no apparent influence of mineral addition was found, indicating that the properties were not weakened. An overall result was that talc showed the best overall performance, indicating that it can be used as an active filler improving most of the studied properties, especially moisture resistance. Calcite was found to have nearly similar performance. According to the findings, mineral addition to wood-plastic composites appears to be beneficial; especially moisture resistance can be enhanced without diminishing the other properties or usability in general.

Pk-yrityksen menestystekijät kansainvälistymisprosessissa

Tutkielman tarkoitus oli selvittää, mitkä tekijät määrittelevät kansainvälistymisprosessin potentiaalista menestyjää. Aihetta on tutkittu paljon, mutta laajempi kokonaiskuva kansainvälistymisen menestystekijöistä puuttui. Tutkielman näkökulma on holistinen: Siinä yhdistettiin useampi linssi eri näkökulmia menestymiseen kansainvälistymisessä ja eri tutkimusmetodeja kvalitatiivisista kvantitatiivisiin. Tutkimuksessa käytettiin teoriasidonnaista lähestymistapaa ja konstruktiivista tutkimusotetta, jonka avulla Finpro ry:lle rakennettiin usean tutkimusvaiheen aikana potentiaalisia menestystapauksia tunnistava työkalu. Tutkimus toteutettiin neljässä vaiheessa, joissa rakennettiin kunkin vaiheen testituloksien mukainen konstruktio. Ensimmäisessä vaiheessa teemahaastattelulla selvitettiin konstruktion tarvepohja sekä rajaehdot. Konstruktion pohjaksi taulukoitiin 2001–2012 vuosien tutkimuksien tutkituimmat menestystekijät ja siihen lisättiin kansainvälistymisprosessin asiantuntijoiden korostamat menestystekijät. Tulokset yhdistettiin rakentamalla Konstruktio1. Toisessa vaiheessa Konstruktio1:sta kyselyn ja eksploratiivisen faktorianalyysin avulla faktoroitiin tärkeimmät menestymisen taustalla olevat ilmiöt, joista rakennettiin Konstruktio2. Kolmannessa vaiheessa kahden riippumattomien otosten ttestin avulla selvitettiin, mitkä Konstruktio2:n menestysfaktorit ovat tärkeimpiä ICT- ja life science -toimialoilla toimiville yrityksille ja mitä ilmiöitä yrityksen johto tai sijoittajat pitävät tärkeinä. Tuloksien pohjalta Konstruktio2 kehitettiin Konstruktio3:ksi. Neljännessä vaiheessa Konstruktio3:n pätevyyttä testattiin peilaamalla sen menestysfaktoreita kuuteen menestyjiksi todettuun tapaukseen, ja sen toimivuus selvitettiin kuuden avoimen haastattelun avulla. Tuloksien avulla Konstruktio3:sta rakennettiin Konstruktio4. Tutkimukset osoittivat, että menestystekijät vaihtelevat yrityksen kansainvälistymispolun ja eri näkökulmien mukaan. Tutkimus loi vahvan teoreettisen ja liiketoiminnallisen kontribuution. Tutkimusvaiheiden avulla hahmotettiin kansainvälistymisessä menestymisen kokonaisuus ja luottiin uusi näkemys pk-yrityksen menestymisestä. Toisaalta päästiin myös heti käyttövalmiiseen lopputulokseen, joka auttaa Finpron konsultteja ja myyjiä ymmärtämään menestymistä kansainvälistymisprosessissa ja löytämään potentiaalisia menestyjiä.

Twitch-palvelun katsomiseen tarkoitetun Windows Store -sovelluksen toteutus

Tämä työ kertoo Twitch.tv-palvelun videolähetyksien katsomiseen tarkoitetun sovelluksen kehittämisestä. Sovellus on tarkoitettu tablet-laitteille, jotka käyttävät Windows 8 -käyttöjärjestelmää. Tarkoituksena on mahdollistaa palvelun käyttäminen ilman selainta suoraan Windows App Store -sovelluksen kautta. Toteutuksessa keskitytään tutkimaan Microsoftin työkaluja ohjelmistonkehitykseen Windowsille, Twitch:n tarjoaman rajapinnan käyttöä ja käyttömahdollisuuksia. Työssä kerrotaan näiden työkalujen rajoittuneisuudesta ja tästä aiheutuvista ongelmista edellä kuvattua sovellusta kehittäessä. Ohjelmistossa panostetaan käytettävyyteen erityisesti tablet-laitteen näkökulmasta, käyttöliittymän suunnittelussa otetaan huomioon yhtenevä ulkonäkö ja Metro UI:n tyyli.

Risk Assessment of a Supplier in the Pharmaceutical Industry

The topic of this Master’s Thesis is risk assessment in the supply chain, and the work was done for a company operating in the pharmaceutical industry. The unique features of the industry bring additional challenges to risk management, due to high regulatory, docu-mentation and traceability requirements. The objective of the thesis was to generate a template for assessing the risks in the supply chain of current and potential suppliers of the case company. Risks pertaining to the case setting were sought mainly from in-house expertise of this specific product and supply chain as well as academic research papers and theory on risk management. A questionnaire was set up to assess the found risks on impact, occurrence and possibility of detection. Through this classification of the severity of the risks, the supplier assessment template was formed. A questionnaire template, comprised of the top 10 risks affecting the flow of information and materials in this setting, was formulated to serve as a generic tool for assessing risks in the supply chain of a pharmaceutical company. The template was tested on another supplier for usability and accuracy of found risks, and it demonstrated functioning in a differing supply chain and product setting.