A Study of Composite Beam with Shape Memory Alloy Arbitrarily Embedded under Thermal and Mechanical Loadings

The constitutive relations and kinematic assumptions on the composite beam with shape memory alloy (SMA) arbitrarily embedded are discussed and the results related to the different kinematic assumptions are compared. As the approach of mechanics of materials is to study the composite beam with the SMA layer embedded, the kinematic assumption is vital. In this paper, we systematically study the kinematic assumptions influence on the composite beam deflection and vibration characteristics. Based on the different kinematic assumptions, the equations of equilibrium/motion are different. Here three widely used kinematic assumptions are presented and the equations of equilibrium/motion are derived accordingly. As the three kinematic assumptions change from the simple to the complex one, the governing equations evolve from the linear to the nonlinear ones. For the nonlinear equations of equilibrium, the numerical solution is obtained by using Galerkin discretization method and Newton-Rhapson iteration method. The analysis on the numerical difficulty of using Galerkin method on the post-buckling analysis is presented. For the post-buckling analysis, finite element method is applied to avoid the difficulty due to the singularity occurred in Galerkin method. The natural frequencies of the composite beam with the nonlinear governing equation, which are obtained by directly linearizing the equations and locally linearizing the equations around each equilibrium, are compared. The influences of the SMA layer thickness and the shift from neutral axis on the deflection, buckling and post-buckling are also investigated. This paper presents a very general way to treat thermo-mechanical properties of the composite beam with SMA arbitrarily embedded. The governing equations for each kinematic assumption consist of a third order and a fourth order differential equation with a total of seven boundary conditions. Some previous studies on the SMA layer either ignore the thermal constraint effect or implicitly assume that the SMA is symmetrically embedded. The composite beam with the SMA layer asymmetrically embedded is studied here, in which symmetric embedding is a special case. Based on the different kinematic assumptions, the results are different depending on the deflection magnitude because of the nonlinear hardening effect due to the (large) deflection. And this difference is systematically compared for both the deflection and the natural frequencies. For simple kinematic assumption, the governing equations are linear and analytical solution is available. But as the deflection increases to the large magnitude, the simple kinematic assumption does not really reflect the structural deflection and the complex one must be used. During the systematic comparison of computational results due to the different kinematic assumptions, the application range of the simple kinematic assumption is also evaluated. Besides the equilibrium study of the composite laminate with SMA embedded, the buckling, post-buckling, free and forced vibrations of the composite beam with the different configurations are also studied and compared.

Evaluación ex-ante del mejoramiento de los sistemas de producción ganadero de doble propósito a través de inversiones propuestas por los mismos ganaderos en la zona de Muy Muy, Matagalpa

El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar exante la factibilidad técnica y financiera de inversiones propuestas por los mismos ganaderos en la zona de Muy muy, Matagalpa. El estudio se llevó a cabo en dos fases: Una fase preliminar de diagnóstico, en la que se determinó, la disponibilidad y uso actual de los recursos en las fincas, así como las propuestas planteadas por los productores, comprendiéndose en una sub-fase de ésta etapa preliminar un diagnóstico de las características generales de los canales de comercialización y precios de los productos agropecuarios generados por la actividad ganadera de la zona. La segunda fase comprendió el procesamiento y computación de la información. La información relativa a los recursos, se procesó para cada una de las fincas y en base a ello, se estimaron los diferentes parámetros técnicos y elementos fuentes de ingresos y egresos, elaborándose también las diferentes proyecciones de hato por finca, así mismo de disponibilidades de pastos, mano de obra e insumos. Para efectos de analizar tanto el uso eficiente de las pasturas como de los resultados financieros, las fincas se agruparon en cuatro dominios de recomendación en función de sus áreas. En los aspectos técnicos se determinó que la actividad de las fincas es la ganadería ya que en promedio, el 82.33% de las áreas totales por finca se destina a esta actividad, ocupando los pastos mejorados en promedio el 67.44% y un promedio de 32.56% los pastos naturales. Con el proyecto el área ganadera se incrementa en un promedio de 2.46%, pasando a representar los pastos mejorados un promedio de 92.65% y el natural el 7.35%, reduciéndose éste último en un promedio de 25.21%. Las cargas animales encontradas fluctuaron en un rango de 18.6 U.A./mz. a 268.3 U.A./mz. siendo éste en cinco de las nueve fincas superiores a las disponibilidades que resultan por tanto negativas en un rango de -36.3 a -3.8 U.A., con el proyecto las cargas animales se incrementan a valores comprendidos entre 54.2 y 456.5 U.A., resultando sin embargo las disponibilidades positivas en seis de las nueve fincas para el año décimo del proyecto en un rango comprendido entre +2.5 a +16.2 U.A., a excepción de tres fincas en las cuales los déficit reflejan valores entre -2.6 y -43.1 U.A. En lo que se refiere a los niveles de eficiencia en el aprovechamiento de las pasturas, las fincas La Palma y El Castaño resultaron ser las más eficientes, manteniendo sus niveles de aprovechamiento próximo al nivel óptimo de manera en periodo de años más prolongados. El número de cabezas de ganado encontrado por finca, fluctuó entre 20 y 290, como efecto de los proyectos el hato total tendría un incremento promedio anual de 7.5%, es decir 10.58 cabezas por año. La natalidad encontrada en promedio fue mortalidad de terneros 7.04%, descarte de vacas de 50.8%, 10.72% y relación vaca-toro 19:1. Para el año décimo de los los promedios de estos coeficientes alcanzan: 53.1%, mortalidad de terneros 4.46% y descarte de 19.55%. proyectos natalidad vientres. La edad de incorporación de vaquillas resultó entre 2.5 a 3 años. En la composición racial se encontró que predomina un alto encastamiento con razas europeas. La relación producción total por área en el año base resultó en promedio de 42.53 galones de leche/manzana y 52.68 kilogramos de carne manzana y para el ultimo año de los proyectos alcanzan en promedio los 67.56 galones de leche/manzana y 96.14 kilogramos de carne/manzana. La producción promedio de leche por época correspondió a 4 litros/vaca/día en el verano y 6 litros/vaca/día en invierno. Partiendo del promedio de éstos valores, el incremento anual de ésta producción con el proyecto alcanzarla en promedio el 7.3%. En el aspecto de ingresos en promedio la producción de leche aporta en el año base el 43.44%, la producción de carne 34.09%, la venta de otras categorías 12.5% y la agricultura el 9.95% de los ingresos totales. con el proyecto se presenta una recomposición en éstos, de manera que el aporte de la producción de leche alcanza el 46.99%, el de la carne 46.67% y la parte agrícola el 5.25%. En los gastos, en el año base en promedio, la mano de obra representa el mayor porcentaje con 54.63%, medios circulantes y servicios 37.94%, impuestos 7.4%, variando éstos para el año décimo a promedios de: 48.25%, 42.54% y 9.17% respectivamente, reflejándose un incremento en los gastos de medios circulantes y servicios en un promedio de 4.6% y 1.77% los gastos en impuestos. Los costos de producción por litro de leche en el año base, fluctuaron entre C$1.23 y C$1.61 y en el último año varian ligeramente a un rango entre C$0.87 y C$1.53. En el mercado de aspecto la leche de comercialización, el control del en el municipio está en posesión de los manteros, un segundo siendo la agente de Unión de Cooperativas de Boaco (UCASBO) importancia en la comercialización. En el caso de la carne, los mayores volúmenes de ganado comercializado es controlado por los comerciantes intermediarios, que en los años 1990 y 1992 extrajeron de la zona 6000 y 8000 cabezas respectivamente. En el fluctuaron aspecto de los precios, en el caso de la leche con la estacionalidad de la producción C$0.95 en invierno manteros) tipo A y UCASBO). el peso, con pesos y C$1.00 en el verano (al comercializar con y por calidad de la leche entregada C$1.375 leche tipo A y By C$1.12 para el tipo e (al comercializar con las El ganado en cambio, su precio está determinado por obteniéndose C$1,500.00 y C$1,600.00 por novillos de 380 y 420 kilogramos respectivamente. De las inversiones a realizarse, la adquisición de ganado representa el mayor porcentaje con un 49.67%, las instalaciones y equipos con un 29.02% y mejoramiento de pastizales con 21.31% del monto total propuesto equivalente a C$829,400.00, de los cuales el total solicitado representa el 76.68% equivalente a C$636,000.00. Para el análisis financiero, se utilizó el formato y metodología del Banco Mundial. Los resultados de rentabilidad de éste análisis al interés propuesto del 9% ocupan un rango entre 21.78 y 9.10%, relación inversión­ beneficio neto entre 2.2 y 1.07. Con el interés bancario del 12.5%, los resultados pasan a .ocupar valores de TIR entre 16.2% y 7.85% y la relación inversión-beneficio neto alcanza valores entre 1.93 y 0.98. Con la utilización de recursos propios los resultados son inferiores a los obtenidos con el 9% de interés en siete de las nueve fincas y superiores que los resultados logrados con el interés del 12.5%, siendo los valores extremos de las TIR encontradas de 18.42% y 10.19%. En el aspecto de sensibilidad, al incrementarse los gastos operativos en un 10%, el proyecto de la finca La Perla resulta ser el más sensible con el interés del 9%, alcanzando una TIR de 1.04% y un VAN negativo de C$-21,503.08. En la correlación inversión-rentabilidad, las inversiones en ganado ejercieron la mejor influencia, seguida de las inversiones en pastos, fundamentalmente cuando éstas van acompañadas de una alta tasa de parición. Los flujos de efectivos encontrados, resultaron con fuertes déficit a excepción de la finca San Felipe que presentó una situación menos desfavorable. Los déficit encontrado hacen que los proyectos de éstas fincas aún y cuando sean rentables, no sean factibles, al no tener disponibilidades de efectivo para el sostenimiento de las unidades familiares durante los primeros años de proyecto.

Campylobacter jejuni colonization and transmission in broiler chickens: a modelling perspective.

Campylobacter jejuni is one of the most common causes of acute enteritis in the developed world. The consumption of contaminated poultry, where C. jejuni is believed to be a commensal organism, is a major risk factor. However, the dynamics of this colonization process in commercially reared chickens is still poorly understood. Quantification of these dynamics of infection at an individual level is vital to understand transmission within populations and formulate new control strategies. There are multiple potential routes of introduction of C. jejuni into a commercial flock. Introduction is followed by a rapid increase in environmental levels of C. jejuni and the level of colonization of individual broilers. Recent experimental and epidemiological evidence suggest that the celerity of this process could be masking a complex pattern of colonization and extinction of bacterial strains within individual hosts. Despite the rapidity of colonization, experimental transmission studies exhibit a highly variable and unexplained delay time in the initial stages of the process. We review past models of transmission of C. jejuni in broilers and consider simple modifications, motivated by the plausible biological mechanisms of clearance and latency, which could account for this delay. We show how simple mathematical models can be used to guide the focus of experimental studies by providing testable predictions based on our hypotheses. We conclude by suggesting that competition experiments could be used to further understand the dynamics and mechanisms underlying the colonization process. The population models for such competition processes have been extensively studied in other ecological and evolutionary contexts. However, C. jejuni can potentially adapt phenotypically through phase variation in gene expression, leading to unification of ecological and evolutionary time-scales. For a theoretician, the colonization dynamics of C. jejuni offer an experimental system to explore these 'phylodynamics', the synthesis of population dynamics and evolutionary biology.

Preparación y prueba de una vacuna experimental contra la lectospirosis en mesocricetus auratus

El trabajo se efectuó en el lapso de tiempo comprendido del 3 de Mayo de 1963 al 7 de Mayo de 1964. El objetivo de esta tesis consistió en la preparación y valoración de una vacuna experimental contra la letospirosis en Mesocricetus suratus (Hanster). Leptospira canicola, aislada en Nicaragua del Urceyon cinereoargenteus (Gato Coyocebo), fue la cepa empleada para la realización de este trabajo. Para aumentar el poder antigenico de la cepa, se efectuaron 12 pasajes por hansters; del ultimo se aislo y cultivo en medio liquido de Stuart durante 12 días. En la preparación de la vacuna se empleo el medio liquido de Stuart inoculado y cultivado, empleando como agente químico para matar la leptospira, formalina al 0.51%. Para rotar a los hansters vacunados se empleo una cepa con 22 pasajes por hansters. El titulo de la cepa resulto LD50 =10-9.5. La vacuna diluida al 10-2.6. fue la ED50 contra un reto de 243.23 LD50. Dosis de 0.25 cc. de vacuna pura inyectada subcutaneamente protege a los hansters de 06,829.89 LD50 inoculados por via intraperitemeal.

强引力场中的一维活塞过程

本文在直角坐标系、柱坐标及球坐标系中研究一维匀速活塞在强引力场中的动力学过程。用特征线法数值求解流体力学方程组,得出符合活塞速度条件及联结条件的解。分析讨论了不同坐标系对压缩区,常流区,稀疏区流场、激波传播速度及活塞面上声速的影响。

滚转运动对乘波飞行器气动特性的影响

乘波飞行器运动过程中的非定常气动特性是高超声速飞行中的重要物理问题之一。采用数值模拟方法模拟了乘波飞行器在固定迎角下绕其对称轴强迫滚转运动这一过程。比较了在不同频率和滚转角下乘波飞行器的气动特性。计算格式采用AUSM类格式中最新的AUSM~+-up格式。计算结果表明:AUSM~+-up能很好地模拟飞行器滚转运动这一非定常过程;滚转运动时,所设计的乘波飞行器能使高压气体很好地附着在乘波飞行器下表面从而使其具有较好的气动特性;当频率较大时,乘波飞行器由于角速度的诱导作用会导致升力出现迟滞现象;做滚转运动时,滚转力矩小于零,产生正阻尼,乘波飞行器不会产生"摇滚"运动.

含埋藏椭圆型裂纹的构件脉冲放电瞬间的耦合场分析

采用数值分析的方法,对含三维埋藏椭圆型裂纹的构件放电瞬间的耦合场进行分析。计算脉冲放电瞬间椭圆形裂纹尖端附近的温度场和等效应力场的分布状态;并通过改变模型尺寸的模拟分析影响放电参数的主要因素。计算结果表明,由于电流绕流产生的焦耳热源的作用,裂纹尖端处温度瞬时急剧升高,但沿椭圆形裂纹尖端的温度值并不相同,最大值发生在长轴附近,只要放电电流的强度足够大,可以使椭圆环形裂尖均熔化形成焊口,并围绕环形裂纹尖端附近产生很大的热压应力场,可有效地遏制裂纹的扩展;在相同放电电流强度下,对椭圆裂纹尖端温度影响较大的是裂纹的绝对尺寸和椭圆长短轴的相对尺寸。在研究过程中分成热—电耦合和热—应力耦合两个过程,综合考虑材料非线性、状态变化非线性和几何非线性,结果比较符合实际。

机械载荷作用下的单边裂纹电热止裂效应分析

用一种新的方法求解出热源功率密度的表达式,定义出电热应力强度因子的概念。推导出电热应力强度因子的表达式,并与外加载荷产生的应力强度因子相叠加,得到了机械载荷和电流共同作用下的应力强度因子。进而得出应力强度因子与断裂准则的关系。通过算例分析证明,电热止裂可以提高金属材料的安全系数。

Growth of skipjack, Katsuwonus pelamis, and yellowfin, Thunnus albacares, tunas in the Eastern Pacific Ocean, as estimated from tagging data

ENGLISH: The average linear growth rate of skipjack in the eastern Pacific is less than 1 mm per day except for fish 375 to 424 mm in length at release. The growth rate shows a decrease with increasing length and increasing time at liberty. The growth rate of fish in the length range of about 43 to 57 cm is apparently more rapid in the eastern Pacific than in the western Pacific. Dsing data for the northeastern and southeastern Pacific combined, K and ~ were estimated to be 0.658 (on an annual basis) and 885 mm, respectively, by the ungrouped method and 0.829 and 846 mm, respectively, by the grouped method. Sensitivity analyses have shown however, that the estimates of these parameters are poorly determined by the sum of squares method used to derive them. Estimates of K and ~ for the eastern Pacific tend to be lower and higher, respectively, than those for the western Pacific. The average linear growth rate of yellowfin in the eastern Pacific is a little less than 1 mm per day for fish between about 25 and 100 cm in length at release. The growth appears to be most rapid in Area 2 (Revillagigedo Islands) and slowest in Areas 1 (Baja California), 5 (Central America- Colombia), and 6 (Ecuador-Peru). There is considerable variation in the growth rates of individual fish. The growth does not show a decrease with increasing length or increasing time at liberty so realistic estimates of the parameters of the von Bertalanffy or other similar equations cannot be calculated from these data. If realistic estimates of these parameters are to be secured larger fish must be tagged and released or many more long-term returns from fish to about 100 cm in length at release must be obtained. The growth patterns for the eastern Pacific, central Pacific and eastern Atlantic found by most other investigators differ from one another and from those found in the present study. Some of these differences may be real and others may be due to deficiencies in the data or the methods of analysis. Estimates obtained from tagging data are believed to be realistic provided the tags do not inhibit the growth of the fish. It appears that the growth rates of single- and double-tagged fish are the same; this indicates, though not unequivocally, that the tags do not inhibit the growth. SPANISH: La tasa media de crecimiento lineal del barrilete en el Pacífico oriental es inferior a lmm/día, excepto en el caso de peces de entre 375y 424mm de longitud de liberación. La tasa de crecimiento disminuye a medida que aumenta la longitud y el tiempo en libertad. La tasa de crecimiento de peces de entre unos 43 y 57 cm de longitud parece ser mayor en el Pacífico oriental que en el occidental. A partir de datos del Pacífico nororiental y suroriental combinados, se estimaron K y loo en 0.658 (anual) y 885mm, respectivamente, usando el método no agrupado, y 0.829 y 846mm, respectivamente, usando el método agrupado. Sin embargo, los análisis de sensitividad han demostrado que el método de suma de cuadrados utilizado para derivar las estimaciones de estos parámetros las determina con poca precisión. Las estimaciones de K y loo para el Pacífico oriental suelen ser inferiores y superiores, respectivamente, a los del Pacífico occidental. La tasa media de crecimiento lineal del aleta amarilla en el Pacífico oriental es ligeramente inferior a lmm/día para los peces de entre unos 25y 100cmde longitud de liberación. El crecimiento parece ser más rápido en el Area 2(Islas Revillagigedo),y más lento en las Areas 1(Baja California), 5 (Centroamérica-Colombia), y 6 (Ecuador-Perú). Las tasas de crecimiento de peces individuales varían considerablemente. El crecimiento no muestra una disminuciónconun aumento en la longitud o en el tiempo en libertad, y por consecuencia no se se pueden calcular estimaciones realistas de los parámetros de la ecuación de von Bertalanffy u otras ecuaciones similares a partir de estos datos. Para obtener estimaciones realistas de estos parámetros sería necesario marcar peces mayores u obtener muchas más devoluciones a largo plazo de marcas de peces de unos 100cm de longitud de liberación. Los patrones de crecimiento correspondientes al Pacífico oriental, Pacífico central, y Atlántico oriental descubiertos por la mayoría de los investigadores son diferentes entre síy también de los del presente estudio. Es posibleque algunas de estas diferencias sean verdaderas, mientras que otras se deban a faltas en los datos on en los métodos analíticos utilizados. Se considera que las estimaciones obtenidas a partir de los datos de marcado son realistas, suponiendo siempre que las marcas no impidan el crecimiento de los peces. Parece ser que las tasas de crecimiento de peces con una marca y con dos son idénticas, lo cual indica, aunque sin certeza total, que las marcas no ejercen tal efecto. (PDF contains 76 pages.)

Comparação in vitro do desgaste dental em função da dureza de três diferentes tipos de materiais antagonistas

O objetivo deste estudo foi comparar in vitro o desgaste dental de pré-molares (PM) e molares (M) e sua relação com o valor de dureza Vickers dos materiais utilizados como antagonistas em uma máquina de abrasão simulada para provocar o desgaste nos dentes testados. Os materiais antagonistas utilizados foram VeraBond II (liga de Ni-Cr), Solidex (resina composta) e IPS Empress 2 (cerâmica). Para cada ensaio de dureza, foram preparados seis corpos-de-prova de cada material, os quais foram polidos sob refrigeração, com ciclo de 20 min para cada granulação. Num microdurômetro (HMV-2), foram realizadas três mossas por quadrante, cada uma sob carga de 19,614 N por 30 s, totalizando 12 mossas de base quadrada com ângulo de 136 entre os planos. O teste de abrasão foi realizado numa máquina simuladora de abrasão, freqüência de 265 ciclos/min e 4,4 Hz, com um percurso do antagonista de 10 mm à velocidade de 88 mm/s. Cada dente foi testado em oposição a um antagonista (foram 6 pares dente/material para cada grupo), em água deionizada, sob carga de 5 N, por 150 min, num total de 39.750 ciclos. Foram utilizados dezenove dentes 1 pré-molares, dezenove 3 molares e confeccionados doze antagonistas em cada material em forma de pastilha. Cada grupo de seis dentes foi testado em oposição a seis antagonistas do mesmo material. Ademais, um dente 1 pré-molar (PM) e um dente 3 molar (M) foram testados em oposição ao Plexiglass. Com relação ao desgaste do esmalte dentário (PM+M) segundo o material antagonista, o teste de Kruskal-Wallis evidenciou diferença significativa com p-valor < 0,001 e o teste de Mann-Whitney evidenciou diferença significativa nas comparações PM+M/resina X PM+M/metal (p-valor < 0,001), PM+M/resina X PM+M/cerâmica (p-valor < 0,001) e PM+M/metal X PM+M/cerâmica (p-valor = 0,002). A análise isolada, considerando pré-molares e molares separadamente, encontrou diferença significativa em relação ao desgaste do esmalte dentário no teste de Kruskall-Wallis, porém não detectou diferença significativa no teste de comparação múltipla Mann-Whitney quando comparou o desgaste sofrido pelo PM/metal em relação ao PM/cerâmica. Em relação à dureza Vickers detectou-se diferença significativa da dureza dos materiais no teste de Kruskall-Wallis (p-valor < 0,001) e também no teste de Mann-Whitney nas comparações múltiplas com p-valor = 0,002. Comparando-se a dureza com a perfilometria, observou-se uma correlação estatisticamente significativa (p ≤ 0,05) na correlação negativa (ρ= -0,829) entre a dureza do metal como material antagonista e o desgaste do esmalte dentário do dente molar. Os resultados sugeriram que todo material restaurador indireto estudado causou desgaste ao esmalte dentário quando submetido a forças de simulação de abrasão com carga. Embora tenha sido observada correlação entre dureza e resistência à abrasão, essa correlação foi pouco significativa.

X光条纹相机时间性能标定

X光条纹相机在惯性约束聚变实验诊断中具有重要作用．它的性能技术指标的精确标定是实验数据可信度的基础。在上海激光联合实验室的20TW激光器上对X光条纹相机的扫速、时间分辨等时间性能进行了标定，取得了较好的结果。标定结果显示相机的各项性能与出厂标称值有了较大改变。标定的实验结果可有效提高ICF实验数据处理和物理分析的可靠性。