Robust prediction of residual velocities and ballistic limits of projectiles for impact on thin aluminium plates

This paper deals with the simulation-driven study of the impact of hardened steel projectiles on thin aluminium target plates using explicit finite element analysis as implemented in LS-DYNA. The evaluation of finite element modelling includes a comprehensive mesh convergence study using shell elements for representing target plates and the solid element-based representation of ogivalnosed projectiles. A user-friendly automatic contact detection algorithm is used for capturing interaction between the projectile and the target plate. It is shown that the proper choice of mesh density and strain rate-dependent material properties is crucial as these parameters significantly affect the computed residual velocity. The efficacy of correlation with experimental data is adjudged in terms of a 'correlation index' defined in the present study for which values close to unity are desirable.By simulating laboratory impact tests on thin aluminium plates carried out by earlier investigators, extremely good prediction of experimental ballistic limits has been observed with correlation indices approaching unity. Additional simulation-based parametric studies have been carried out and results consistent with test data have been obtained. The simulation procedures followed in the present study can be applied with confidence in designing thin aluminium armour plates for protection against low calibre projectiles.

Isobaric electrical resistance along the critical line in nickel: An experimental test of universality

High-precision measurement of the electrical resistance of nickel along its critical line, a first attempt of this kind, as a function of pressure to 47.5 kbar is reported. Our analysis yields the values of the critical exponents α=α’=-0.115±0.005 and the amplitude ratios ‖A/A’‖=1.17±0.07 and ‖D/D’‖=1.2±0.1. These values are in close agreement with those predicted by renormalization-group (RG) theory. Moreover, this investigation provides an unambiguous experimental verification to one of the key consequences of RG theory that the critical exponents and amplitudes ratios are insensitive to pressure variation in nickel, a Heisenberg ferromagnet.

Prediction of Specimen Strain from Extensometer Deflection Measurements in a Direct Stress Fatigue Test Specimen under Static Tensile Loading

The displacement between the ridges situated outside the filleted test section of an axially loaded unnotched specimen is computed from the axial load and shape of the specimen and compared with extensometer deflection data obtained from experiments. The effect of prestrain on the extensometer deflection versus specimen strain curve has been studied experimentally and analytically. An analytical study shows that an increase in the slope of the stress-strain curve in the inelastic region increases the slope of the corresponding computed extensometer deflection versus specimen strain curve. A mathematical model has been developed which uses a modified length ¯ℓef in place of the actual length of the uniform diameter test section of the specimen. This model predicts the extensometer deflection within 5% of the corresponding experimental value. This method has been successfully used by the authors to evolve an iterative procedure for predicting the cyclic specimen strain in axial fatigue tests on unnotched specimens.

Biomassan energia-arvon nostaminen sekundäärilämmöllä kuivaamalla

Viime aikoina ilmastonmuutos, fossiilisten polttoaineiden väheneminen ja niiden hinnan nousu ovat lisänneet merkittävästi maailmanlaajuista kiinnostusta uusiutuviin energiavaroihin. Suomessa uusiutuvien energialähteiden käytössä on jo pitkään panostettu metsäteollisuuden sivutuotevirtana tuottamaan puuperäiseen biomassaan, jota metsäteollisuus käyttää energiantuotantoonsa. Metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä syntyy erilaisia lietteitä, jotka joko uusiokäytetään tai hävitetään polttamalla tai sijoittamalla kaatopaikalle. Erityisesti biolietteiden uusiokäyttö on hankalaa ja kaatopaikkasijoitus tulevaisuudessa mahdotonta tai ainakin kustannuksiltaan kohtuutonta. Käytännössä liete hävitetään polttamalla ja kuivaamalla siitä tulee polttoaine. Lietteiden energiakäyttö on järkevin tapa hävittää jäteliete. Lietteiden korkean vesipitoisuuden vuoksi ne tulee kuitenkin kuivata ennen polttoa. Lietteen kuivaaminen sekundäärienergiavirralla eli metsäteollisuusprosesseissa sivutuotteena muodostuvalla ns. hukkalämmöllä lisää lietteen poltosta saatavaa energiamäärää ja korvaa fossiilisten polttoaineiden käyttöä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää lietteen kuivaukseen optimaalisin kuoren ja lietteen seossuhde eri kuivausparametrejä vaihdellen. Kokeellinen työ aloitettiin rakentamalla energiatekniikan koehalliin laboratoriokokoluokan kiintopetikuivuri, jossa kuivumista tutkittiin puhaltamalla polttoainepedin läpi lämmitettyä ilmaa. Kuivattavina polttoaineina olivat kuoren ja lietteen seos tai pelkkä kuori ja liete erilaisilla massoilla ja erilaisilla prosenttisilla suhteilla ja erilaisissa lämpötiloissa. Kuivumiskäyrien määritys perustui massanmuutokseen. Koelaitteessa olivat anturit lämpötilan mittausta varten, jotta lämpötila saatiin säädettyä ja seurattua kokeen edellyttämällä tavalla. Lämpötilat ja painonmuutokset tallentuivat koetta tehdessä tietokoneelle. Kuivauskokeet osoittivat, että liete-kuori seos kuivuu hyvin kiintopedissä kun lietteen massaosuus seoksessa on korkeintaan 50 %. Lietteen massaosuuden ollessa tätä suurempi kuivaaminen ei enää ole tehokasta, mikä johtuu luultavasti ilman suuresta kanavoitumisesta kuivauspedissä. Kuorta kuivatessa lämpötilan nosto 50 °C:stä 70 °C:een oli huomattavasti tehokkaampaa kuin 70 °C:stä 90 °C:een, ajallisesti ero oli noin kaksinkertainen.

Synthetic Modifications of Estrogens and Androgens

Estrogens the female sex hormones have numerous biological actions. Estradiol is the most abundant estrogen in women before menopause. It influences the development, maturation and function of the female reproductive tract. It also plays a role in mammary cancer. Accordingly determinations of estradiol level in body fluids assist in the evaluation of ovarian function and diagnosis for malignancies. Estriol is the primary estrogen in pregnant women and secreted from the fetoplacental unit. Measurement of estriol in maternal body fluids is the basis of fetoplacental monitoring test. Concentration of estrogens in body fluids is determined by immunoassay. Accuracy of this measurement depends on the availability of a specific antibody. As estrogens are not antigenic, their derivatives (haptens) are coupled with a carrier and this hapten-protein conjugate is used to generate antibodies. Specificity of the generated antibody largely depends on the structure of hapten. Therefore the synthesis of a hapten with a right structure is crucial for the accurate measurement of a steroid. We have synthesised new haptens for estradiol and estriol by adding an alkyl or alkoxy side chain at the C-7 of estrane skeleton. The side chains carry a terminal amino group, which can be used for conjugation with a carrier molecule. Estrogens and their biosynthetic precursor androgens both exist as fatty acid esters. They are known to act as hormone storage but their physiological role is not completely known yet. Our collaborator is studying their effect in cardiovascular diseases. We synthesised fatty acid ester derivatives of several steroids in high yield by a very rapid procedure (in 1 min) under microwave irradiation in an ionic liquid (IL). An expedient regioselective hydrolysis at C-3 of estradiol diesters is also reported. 8-Isoestrogens are compounds of pharmaceutical interests, their synthesis, structure, conformation and biological activity studies are ongoing. 7-Hydroxy-8-isoestradiol and 7-alkyl ether of it were synthesised as well. During this study we have developed a selective O-debenzylation method. A mild route for selective removal of benzylic protection on phenol in presence of benzyl protected alcohol was explored.

Using a botanic garden collection to test a bioclimatic vegetation scheme

Vegetation maps and bioclimatic zone classifications communicate the vegetation of an area and are used to explain how the environment regulates the occurrence of plants on large scales. Many practises and methods for dividing the world’s vegetation into smaller entities have been presented. Climatic parameters, floristic characteristics, or edaphic features have been relied upon as decisive factors, and plant species have been used as indicators for vegetation types or zones. Systems depicting vegetation patterns that mainly reflect climatic variation are termed ‘bioclimatic’ vegetation maps. Based on these it has been judged logical to deduce that plants moved between corresponding bioclimatic areas should thrive in the target location, whereas plants moved from a different zone should languish. This principle is routinely applied in forestry and horticulture but actual tests of the validity of bioclimatic maps in this sense seem scanty. In this study I tested the Finnish bioclimatic vegetation zone system (BZS). Relying on the plant collection of Helsinki University Botanic Garden’s Kumpula collection, which according to the BZS is situated at the northern limit of the hemiboreal zone, I aimed to test how the plants’ survival depends on their provenance. My expectation was that plants from the hemiboreal or southern boreal zones should do best in Kumpula, whereas plants from more southern and more northern zones should show progressively lower survival probabilities. I estimated probability of survival using collection database information of plant accessions of known wild origin grown in Kumpula since the mid 1990s, and logistic regression models. The total number of accessions I included in the analyses was 494. Because of problems with some accessions I chose to separately analyse a subset of the complete data, which included 379 accessions. I also analysed different growth forms separately in order to identify differences in probability of survival due to different life strategies. In most analyses accessions of temperate and hemiarctic origin showed lower survival probability than those originating from any of the boreal subzones, which among them exhibited rather evenly high probabilities. Exceptionally mild and wet winters during the study period may have killed off hemiarctic plants. Some winters may have been too harsh for temperate accessions. Trees behaved differently: they showed an almost steadily increasing survival probability from temperate to northern boreal origins. Various factors that could not be controlled for may have affected the results, some of which were difficult to interpret. This was the case in particular with herbs, for which the reliability of the analysis suffered because of difficulties in managing their curatorial data. In all, the results gave some support to the BZS, and especially its hierarchical zonation. However, I question the validity of the formulation of the hypothesis I tested since it may not be entirely justified by the BZS, which was designed for intercontinental comparison of vegetation zones, but not specifically for transcontinental provenance trials. I conclude that botanic gardens should pay due attention to information management and curational practices to ensure the widest possible applicability of their plant collections.

Nikotiinireseptoreiden kautta vaikuttavat lääkeaineet nikotiiniriippuvuuden ja neurologisten sairauksien hoidossa

Neuronaaliset nikotiinireseptorit liittyvät tupakkariippuvuuden lisäksi moniin neurologisiin sairauksiin, kuten Alzheimerin tautiin, skitsofreniaan, masennukseen ja tarkkaavaisuus- ja ylivilkkaushäiriöön. Nikotiinireseptorien stimulaation on tutkimuksissa havaittu parantavan kognitiota. Useat lääkeyritykset tutkivat nikotiinireseptoriagonisteja ja -antagonisteja eri neurologisten sairauksien hoidossa. Ongelmana nikotiinireseptori-agonisteja käytettäessä on reseptorissa tapahtuva desensitisaatio. Tällöin reseptori sulkeutuu, eikä aktivoidu vaikka agonistia olisi tarjolla tai sitoutuneena reseptoriin. Varsinkin alfa7-reseptori desensitoituu hyvin nopeasti agonistialtistuksen seurauksena. Reseptorien desensitoituminen voi kliinisessä käytössä aiheuttaa lääkeaineen tehon menetyksen. Perinteisen agonistin sitoutumiskohdan lisäksi nikotiinireseptorissa sijaitsee myös muita sitoutumiskohtia, joita kutsutaan allosteerisiksi sitoutumispaikoiksi. Tutkimuksissa on havaittu, että eräät allosteerisesti sitoutuvat aineet, kuten PNU-120596, voivat vahvistaa agonistin aikaansaamaa vastetta ja/tai estää reseptorin desensitoitumista. Näitä aineita kutsutaan positiivisiksi allosteerisiksi modulaattoreiksi ja niiden ajatellaan olevan vaihtoehto desensitoitumisen aiheuttamaan tehon menetyksen ongelmaan. Nikotiinireseptorien positiivisten allosteeristen modulaattorien tarkkaa vaikutusta ja sitoutumiskohtaa reseptoriin ei vielä tarkkaan tiedetä. Tutkimuksen aiheena oli karakterisoida positiivisten allosteeristen modulaattoreiden vaikutuksia alfa7-nikotiinireseptoriin. Tutkimuksessa tarkoituksena oli käyttää hyväksi laboratoriossa aiemmin tehtyä havaintoa, jonka mukaan alfa7-nikotiinireseptorin transmembraaniosan aminohappoon tehdyn mutaation L247T seurauksena positiiviset allosteeriset modulaattorit muuttuvat agonisteiksi. Haluttiin selvittää, kuinka agonistin sitoutumiskohtaan kohdennettua mutageneesiä käyttäen tehty mutaatio W149M tai W149F vaikuttavat PNU-120596:n kykyyn toimia agonistina alfa7L247T reseptoriin. Asetyylikoliini toimi konventionaalisen agonistin mallina tutkimuksessa. Tutkimuksen toinen tavoite oli tehdä mutaatio M253Lalfa7-reseptorin transmembraaniosaan. Mutaation on todettu estävän allosteeristen potentiaattoreiden kykyä voimistaa agonistin aikaansaamaa vastetta. Tarkoitus oli tutkia millaisia vaikutuksia M253L-mutaatiolla on allosteerisen potentiaattorin kykyyn toimia agonistina L247T-mutaation sisältävään reseptoriin. Mutatoidun reseptorin mRNA mikroinjektoitiin oosyyttiin ja elektrofysiologian avulla tutkittiin ilmennettyjen reseptorien toimintaa käyttäen kahden elektrodin jännitelukitus -menetelmää. Kaikki suunnitellut mutaatiot saatiin tehtyä onnistuneesti alfa7- ja alfa7L247T-reseptoreihin. Ortosteerisen sitoutumiskohdan mutaatio villin tyypin Į7-reseptorissa vaikutti hyvin voimakkaasti joko asetyylikoliinin sitoutumiseen reseptoriin tai reseptorin toimintaan, sillä asetyylikoliinilla ei reseptorista saatu mitattua vasteita. Myöskään PNU-120596 yksinään ei saanut aikaan vasteita alfa7W149M-reseptorissa. Kaksoismutatoidussa alfa7W149M/L247T-reseptorissa puolestaan havaittiin, että asetyylikoliinin annos-vaste -kuvaaja siirtyi huomattavasti enemmän oikealle kuin PNU-120596:n, kun verrattiin annos-vaste –kuvaajia alfa7L247T ja alfa7W149M/L247T–reseptoreiden välillä. Transmembraaniosan mutaatio M253L ei vaikuttanut PNU-120596:n kykyyn toimia agonistina alfa7L247T-reseptoriin, eikä sillä ollut vaikutusta asetyylikoliinin annosvaste-kuvaajiin. Tutkimus tukee aiempia havaintoja siitä, että positiivisten allosteeristen modulaattoreiden sitoutumiskohta nikotiinireseptorissa sijaitsisi transmembraaniosassa. M253L-mutaation osalta tulokset ovat hieman ristiriidassa aiempien tulosten kanssa. L247T-mutaatio vaikuttaa hyvin voimakkaasti nikotiinireseptorin toimintaan sekä sijaitsee aminohapon M253 läheisyydessä. On mahdollista, että se peittää M253L-mutaation vaikutuksen. Toisaalta voi olla, että M253 on aminohappo, joka vaikuttaa vain reseptorivasteiden voimistumiseen eikä allosteeristen potentiaattoreiden sitoutumiseen.

Perunan Y-viruksen testaaminen korkeassa happi-hiilidioksidipitoisuudessa idätetyistä perunoista

Perunalla (Solanum tuberosum L.) tällä hetkellä maailmanlaajuisesti eniten sato- ja laatutappioita aiheuttaa perunan Y-virus (PVY). Vaikka pelkän Y-viruksen aiheuttamaa satotappiota on vaikea mitata, on sen arvioitu olevan 20-80 %. Viruksen tärkein leviämistapa on viroottinen siemenperuna. Korkealaatuinen siemenperuna on edellytys ruoka-, ruokateollisuus- ja tärkkelysperunan tuotannolle. Kasvuston silmämääräinen tarkastelu aliarvioi yleensä Y-viruksen esiintyvyyttä. Laboratoriotestauksen avulla saadaan tarkempi tieto pellolta korjatun sadon saastunta-asteesta. Ongelmana Y-viruksen testaamisessa on, että sitä ei havaita dormanssissa olevista perunoista otetuista näytteistä yhtä luotettavasti kuin jo dormanssin ohittaneista perunoista testattaessa. Erilaisia menetelmiä kemikaaleista (Rindite, bromietaani) kasvihormoneihin (mm. gibberelliinihappo) ja varastointiolosuhteiden muutoksiin (kylmä- ja lämpökäsittely) on kokeiltu perunan dormanssin purkamiseen, mutta tulokset ovat olleet vaihtelevia. Tässä tutkielmassa perunan dormanssin purkamiseen käytettiin happi-hiilidioksidikäsittelyä (O2 40 % ja CO2 20 %) eripituisina käsittelyaikoina. Tarkoituksena oli selvittää, vaikuttaako käsittely perunan itämiseen ja dormanssin luontaista aikaisempaan purkautumiseen tai Y-viruksen havaitsemiseen. Lisäksi haluttiin selvittää, voiko Y-viruksen määrittämisen ELISA-testillä (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) tehdä yhtä luotettavasti myös muista kasvinosista (mukula, itu), kuin tällä hetkellä yleisesti käytetystä perunan lehdestä. Idätyskäsittelyn vaikutuksista dormanssin purkautumiseen saatiin vaihtelevia, eikä kovinkaan yleistettäviä tuloksia. Käsittelyn ei myöskään havaittu vaikuttavan PYY-viroottisuuden havaitsemiseen eri näytemateriaaleilla testattaessa. Kun eri kasvinosien toimivuutta testissä vertailtiin, mukulamateriaalin todettiin aliarvioivan PVY-viroottisuutta kaikissa kokeissa. Myös itumateriaali aliarvioi pääsääntöisesti PVY-viroottisuutta ELISA:lla tehdyissä määrityksissä. Luotettavin testimateriaali oli perunan lehti.

Correlation of helicopter rotor aeroelastic response with HART-II wind tunnel test data

Purpose - This paper aims to validate a comprehensive aeroelastic analysis for a helicopter rotor with the higher harmonic control aeroacoustic rotor test (HART-II) wind tunnel test data. Design/methodology/approach - Aeroelastic analysis of helicopter rotor with elastic blades based on finite element method in space and time and capable of considering higher harmonic control inputs is carried out. Moderate deflection and coriolis nonlinearities are included in the analysis. The rotor aerodynamics are represented using free wake and unsteady aerodynamic models. Findings - Good correlation between analysis and HART-II wind tunnel test data is obtained for blade natural frequencies across a range of rotating speeds. The basic physics of the blade mode shapes are also well captured. In particular, the fundamental flap, lag and torsion modes compare very well. The blade response compares well with HART-II result and other high-fidelity aeroelastic code predictions for flap and torsion mode. For the lead-lag response, the present analysis prediction is somewhat better than other aeroelastic analyses. Research limitations/implications - Predicted blade response trend with higher harmonic pitch control agreed well with the wind tunnel test data, but usually contained a constant offset in the mean values of lead-lag and elastic torsion response. Improvements in the modeling of the aerodynamic environment around the rotor can help reduce this gap between the experimental and numerical results. Practical implications - Correlation of predicted aeroelastic response with wind tunnel test data is a vital step towards validating any helicopter aeroelastic analysis. Such efforts lend confidence in using the numerical analysis to understand the actual physical behavior of the helicopter system. Also, validated numerical analyses can take the place of time-consuming and expensive wind tunnel tests during the initial stage of the design process. Originality/value - While the basic physics appears to be well captured by the aeroelastic analysis, there is need for improvement in the aerodynamic modeling which appears to be the source of the gap between numerical predictions and HART-II wind tunnel experiments.

Evaluation of ductile-brittle transition temperature (DBTT) of aluminide bond coats by micro-tensile test method

A method has been suggested to accurately determine the DBTT of diffusion aluminide bond coats. Micro-tensile testing of free-standing coating samples has been carried out. The DBTT was determined based on the variation of plastic strain-to-fracture with temperature. The positive features of this method over the previously reported techniques are highlighted. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Leachability of trace elements from two stabilized low lime Indian fly ashes

Fly ash is a waste by-product obtained from the burning of coal by thermal power plants for generating electricity. When bulk quantities are involved, in order to arrest the fugitive dust, it is stored wet rather than dry. Fly ash contains trace concentrations of heavy metals and other substances in sufficient quantities to be able to leach out over a period of time. In this study an attempt was made to study the leachabilities of a few selected trace metals: Cd, Cu, Cr, Mn, Pb and Zn from two different types of class F fly ashes. Emphasis is also laid on developing an alternative in order to arrest the relative leachabilities of heavy metals after amending them with suitable additives. A standard laboratory leaching test for combustion residues has been employed to study the leachabilities of these trace elements as a function of liquid to solid ratio and pH. The leachability tests were conducted on powdered fly ash samples before and after amending them suitably with the matrices lime and gypsum; they were compacted to their respective proctor densities and cured for periods of 28 and 180 days. A marked reduction in the relative leachabilities of the trace elements was observed to be present at the end of 28 days. These relative leachability values further reduced marginally when tests were performed at the end of 180 days.

On Minimization of Test Application Time for RAS

Conventional Random access scan (RAS) for testing has lower test application time, low power dissipation, and low test data volume compared to standard serial scan chain based design In this paper, we present two cluster based techniques, namely, Serial Input Random Access Scan and Variable Word Length Random Access Scan to reduce test application time even further by exploiting the parallelism among the clusters and performing write operations on multiple bits Experimental results on benchmarks circuits show on an average 2-3 times speed up in test write time and average 60% reduction in write test data volume

Estimation of soil hydraulic properties and their uncertainty: comparison between laboratory and field experiment

Often the soil hydraulic parameters are obtained by the inversion of measured data (e.g. soil moisture, pressure head, and cumulative infiltration, etc.). However, the inverse problem in unsaturated zone is ill-posed due to various reasons, and hence the parameters become non-unique. The presence of multiple soil layers brings the additional complexities in the inverse modelling. The generalized likelihood uncertainty estimate (GLUE) is a useful approach to estimate the parameters and their uncertainty when dealing with soil moisture dynamics which is a highly non-linear problem. Because the estimated parameters depend on the modelling scale, inverse modelling carried out on laboratory data and field data may provide independent estimates. The objective of this paper is to compare the parameters and their uncertainty estimated through experiments in the laboratory and in the field and to assess which of the soil hydraulic parameters are independent of the experiment. The first two layers in the field site are characterized by Loamy sand and Loamy. The mean soil moisture and pressure head at three depths are measured with an interval of half hour for a period of 1 week using the evaporation method for the laboratory experiment, whereas soil moisture at three different depths (60, 110, and 200 cm) is measured with an interval of 1 h for 2 years for the field experiment. A one-dimensional soil moisture model on the basis of the finite difference method was used. The calibration and validation are approximately for 1 year each. The model performance was found to be good with root mean square error (RMSE) varying from 2 to 4 cm(3) cm(-3). It is found from the two experiments that mean and uncertainty in the saturated soil moisture (theta(s)) and shape parameter (n) of van Genuchten equations are similar for both the soil types. Copyright (C) 2010 John Wiley & Sons, Ltd.