Energy Conversion in Shape Memory Alloy Heat Engine Part I: Theory

Shape Memory Alloy (SMA) can be easily deformed to a new shape by applying a small external load at low temperature, and then recovers its original configuration upon heating. This unique shape memory phenomenon has inspired many novel designs. SMA based heat engine is one among them. SMA heat engine is an environment-friendly alternative to extract mechanical energy from low-grade energies, for instance, warm wastewater, geothermal energy, solar thermal energy, etc. The aim of this paper is to present an applicable theoretical model for simulation of SMA-based heat engines. First, a micro-mechanical constitutive model is derived for SMAs. The volume fractions of austenite and martensite variants are chosen as internal variables to describe the evolution of microstructure in SMA upon phase transition. Subsequently, the energy equation is derived based on the first thermodynamic law and the previous SMA model. From Fourier’s law of heat conduction and Newton’s law of cooling, both differential and integral forms of energy conversion equation are obtained.

Electron Beam Surface Treatment. Part II: Microstructure Evolution of Stainless Steel and Aluminum Alloy During Electron Beam Rapid Solidification

Surface rapid solidification microstructures of AISI 321 austenitic stainless steel and 2024 aluminum alloy have been investigated by electron beam remelting process and optical microscopy observation. It is indicated that the morphologies of the melted layer of both stainless steel and aluminum alloy change dramatically compared to the original materials. Also, the microstructures were greatly refined after the electron beam irradiation.

La paz como un signo de estos tiempos : la Iglesia latinoamericana ante la violencia y el aporte de las mujeres a la paz

Resumen: Esta ponencia forma parte del primer Panel Inaugural del II Congreso de Teólogas latinoamericanas y alemanas “Espacios de Paz”, realizado del 28 al 31 de marzo de 2016. Se aborda el tema de la paz como signo de estos tiempos desde tres claves: el contexto latinoamericano, la centralidad de la violencia en los estudios sobre la paz y su relación con las mujeres como constructoras de paz y víctimas de violencia. La reflexión se organiza en dos partes: primero, se analiza el discernimiento teológicopastoral sobre la paz realizado por la Conferencia de Medellín, en un contexto de subdesarrollo e injusticia caracterizados como violencia institucional y pecado estructural; además, se mencionan en forma breve los desafíos de reconciliación que plantearon los procesos de transición que siguieron a los gobiernos militares y a los conflictos armados internos. En la segunda parte, se enfocan algunos valores y esferas de la paz y la violencia –personal, estructural y cultural–, para considerar el concepto secular y cristiano de “pacificación” (peacebuilding) y los aportes teóricos y prácticos de las mujeres en la construcción de la paz en contextos de violencia.

Thermal fatigue on pistons induced by shaped high power laser. Part I: Experimental study of transient temperature field and temperature oscillation

Thermal fatigue behavior is one of the foremost considerations in the design and operation of diesel engines. It is found that thermal fatigue is closely related to the temperature field and temperature fluctuation in the structure. In this paper, spatially shaped high power laser was introduced to simulate thermal loadings on the piston. The incident Gaussian beam was transformed into concentric multi-circular beam of specific intensity distribution with the help of diffractive optical element (DOE), and the transient temperature fields in the piston similar to those under working conditions could be achieved by setting up appropriate loading cycles. Simulation tests for typical thermal loading conditions, i.e., thermal high cycle fatigue (HCF) and thermal shock (or thermal low cycle fatigue, LCF) were carried out. Several important parameters that affect the transient temperature fields and/or temperature oscillations, including controlling mode, intensity distribution of shaped laser, laser power, temporal profile of laser pulse, heating time and cooling time in one thermal cycle, etc., were investigated and discussed. The results show that as a novel method, the shaped high power laser can simulate thermal loadings on pistons efficiently, and it is helpful in the study of thermal fatigue behavior in pistons. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Thermal fatigue on pistons induced by shaped high power laser. Part II: Design of spatial intensity distribution via numerical simulation

In the laser induced thermal fatigue simulation test on pistons, the high power laser was transformed from the incident Gaussian beam into a concentric multi-circular pattern with specific intensity ratio. The spatial intensity distribution of the shaped beam, which determines the temperature field in the piston, must be designed before a diffractive optical element (DOE) can be manufactured. In this paper, a reverse method based on finite element model (FEM) was proposed to design the intensity distribution in order to simulate the thermal loadings on pistons. Temperature fields were obtained by solving a transient three-dimensional heat conduction equation with convective boundary conditions at the surfaces of the piston workpiece. The numerical model then was validated by approaching the computational results to the experimental data. During the process, some important parameters including laser absorptivity, convective heat transfer coefficient, thermal conductivity and Biot number were also validated. Then, optimization procedure was processed to find favorable spatial intensity distribution for the shaped beam, with the aid of the validated FEM. The analysis shows that the reverse method incorporated with numerical simulation can reduce design cycle and design expense efficiently. This method can serve as a kind of virtual experimental vehicle as well, which makes the thermal fatigue simulation test more controllable and predictable. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of dentin tubules on the mechanical properties of dentin - part III: Numerical, analysis

Imitating a real tooth and the periodontal supporting tissues, we have established a 2D finite element model and carried out a numerical analysis based on the inhomogeneous and anisotropic (IA) stress-strain relation and strength model of dentin proposed in the preceding Parts I and II, and the conventional homogeneous and isotropic (III) model, respectively. Quite a few cases of loadings for a non-defected and a defected tooth are considered. The numerical results show that the stress level predicted by the IA model is remarkably higher than that by the III model, revealing that the effect of the dentin tubules should be taken into a serious consideration from the viewpoint of biomechanics.

Frescos caballerescos y artúricos en el norte de Italia : tres castillos en los alrededores de Trento

Integran este número de la revista ponencias presentadas en Studia Hispanica Medievalia VIII: Actas de las IX Jornadas Internacionales de Literatura Española Medieval, 2008, y de Homenaje al Quinto Centenario de Amadis de Gaula

Caracterización de la producción de leche en las comarcas German Pomares, La Sandino, La ponzoña, Río Blanco, Matagalpa, Octubre -Enero 2014

Mediante el estudio de caso, considerada como un tipo de investigación no experimental, sino mas bien documental, se realizó, el presente trabajo para caracterizar la producción de leche en tres comarcas de Rio Blanco, Matagalpa, Nicaragua, siendo estas la German pomares, la Sandino, la ponzoña. La idea de realizar este estudio surgió como una necesidad de conocer los medios de producción que emplean los productores, identificar qué medidas sanitarias utilizan y conocer como alimentan el ganado, determinar las condiciones de las instalaciones, etc. De igual manera conocer los resultados y utilizarlos como una información que sirva para conocer el potencial económico e innovar en el mercado lácteo y satisfacer la necesidad de las fincas de estas zonas. El instrumento que se utilizó fue el de entrevistas, teniendo una población de 110 fincas de las 3 comarcas y una unidad de muestral 29 fincas de productores entre ellos pequeños y medianos productores. Dentro de los hallazgos más relevantes se tiene que los productores tienen una dieta alimenticia y nutricional poco balanceada y no definida para los bovinos de leche, un 76% de los productores usan pastos mejorados herbáceos y de corte (más comunes Brachiarias y Pennisetum), aunque no les dan el manejo adecuado, no los conservan para su uso en época seca o critica, tienen como principal fuente energética la melaza y la caña de azúcar (66 y 74% respectivamente) y como fuente proteica el concentrado (28%), presentan una calidad genética animal buena (Brahaman, Pardo y Holstein), aunque no es explotada según su potencial, los cruces no tienen control, orden y registro, no presentando la definición de lo que se quiere genéticamente en el hato, siendo la monta natural la principal forma de reproducción (66%), los planes sanitarios se encuentran con diferentes frecuencias siendo lo más común las vacunaciones semestralmente, desparasitaciones y vitaminación trimestral (86 y 83% respectivamente), las enfermedades y agentes causales son las parasitosis, curso negro y diarrea viral, reciben capacitación en temas de alimentación, manejo del ordeño limpio, salud, reproducción pero más enfocado al aspecto productivo, sobre todo por parte de los centros de acopio. La productividad de la leche es baja, sobre todo que con los grupos raciales que tienen solo realizan un ordeño, producto del mal manejo alimenticio y nutricional. Los entrevistados señalan que la calidad que tiene su leche es de tipo A y que los precios son fluctuantes entre los 8 a 10 C$, por litro, la cual es mayormente vendida a los centros de acopio. Finalmente se determina que las comarcas sujetas al presente estudio presentan un alto potencial productivo que de manejarse eficiente y técnicamente podría superar lo que actualmente se produce.