Towards the stabilization of the low density elements in topology optimization with large deformation

This work addresses the treatment of lower density regions of structures undergoing large deformations during the design process by the topology optimization method (TOM) based on the finite element method. During the design process the nonlinear elastic behavior of the structure is based on exact kinematics. The material model applied in the TOM is based on the solid isotropic microstructure with penalization approach. No void elements are deleted and all internal forces of the nodes surrounding the void elements are considered during the nonlinear equilibrium solution. The distribution of design variables is solved through the method of moving asymptotes, in which the sensitivity of the objective function is obtained directly. In addition, a continuation function and a nonlinear projection function are invoked to obtain a checkerboard free and mesh independent design. 2D examples with both plane strain and plane stress conditions hypothesis are presented and compared. The problem of instability is overcome by adopting a polyconvex constitutive model in conjunction with a suggested relaxation function to stabilize the excessive distorted elements. The exact tangent stiffness matrix is used. The optimal topology results are compared to the results obtained by using the classical Saint Venant–Kirchhoff constitutive law, and strong differences are found.

Diseño, construcción y pruebas de un sistema de arranque para el experimento articulado de control en un plano

[ES] Diseño de un mecanismo para simular condiciones iniciales variables en la realización de experimentos por las Fuerzas Armadas de Estados Unidos, en California, sobre Estructuras Flexibles en el Espacio.

Dynamic stabilization of Rayleigh-Taylor instability of ablation fronts in inertial confinement fusion

One of the most important problems in inertial confinement fusion is how to find a way to mitigate the onset of the Rayleigh-Taylor instability which arises in the ablation front during the compression. In this thesis it is studied in detail the possibility of using for such a purpose the well-known mechanism of dynamic stabilization, already applied to other dynamical systems such as the inverted pendulum. In this context, a periodic acceleration superposed to the background gravity generates a vertical vibration of the ablation front itself. The effects of different driving modulations (Dirac deltas and square waves) are analyzed from a theoretical point of view, with a focus on stabilization of ion beam driven ablation fronts, and a comparison is made, in order to look for optimization.

Optical power stabilization of a laser diode for qnd measurement

La realizzazione di stati non classici del campo elettromagnetico e in sistemi di spin è uno stimolo alla ricerca, teorica e sperimentale, da almeno trent'anni. Lo studio di atomi freddi in trappole di dipolo permette di avvicinare questo obbiettivo oltre a offrire la possibilità di effettuare esperimenti su condesati di Bose Einstein di interesse nel campo dell'interferometria atomica. La protezione della coerenza di un sistema macroscopico di spin tramite sistemi di feedback è a sua volta un obbiettivo che potrebbe portare a grandi sviluppi nel campo della metrologia e dell'informazione quantistica. Viene fornita un'introduzione a due tipologie di misura non considerate nei programmi standard di livello universitario: la misura non distruttiva (Quantum Non Demolition-QND) e la misura debole. Entrambe sono sfruttate nell'ambito dell'interazione radiazione materia a pochi fotoni o a pochi atomi (cavity QED e Atom boxes). Una trattazione delle trappole di dipolo per atomi neutri e ai comuni metodi di raffreddamento è necessaria all'introduzione all'esperimento BIARO (acronimo francese Bose Einstein condensate for Atomic Interferometry in a high finesse Optical Resonator), che si occupa di metrologia tramite l'utilizzo di condensati di Bose Einstein e di sistemi di feedback. Viene descritta la progettazione, realizzazione e caratterizzazione di un servo controller per la stabilizzazione della potenza ottica di un laser. Il dispositivo è necessario per la compensazione del ligh shift differenziale indotto da un fascio laser a 1550nm utilizzato per creare una trappola di dipolo su atomi di rubidio. La compensazione gioca un ruolo essenziale nel miglioramento di misure QND necessarie, in uno schema di feedback, per mantenere la coerenza in sistemi collettivi di spin, recentemente realizzato.

Laboratory and field investigation of the performance of suction drains, a novel low-carbon technology for ground stabilization

Con riferimento alla realizzazione di tunnel per servizi interrati, l’incertezza che contraddistingue il quadro geologico, oltre che incidere sui costi, riveste un ruolo chiave nella progettazione preliminare. Sebbene un’approfondita caratterizzazione geotecnica e geologica del volume di terreno inerente l’opera di scavo sia generalmente parte integrante del progetto, non è comunque possibile eliminare del tutto tali incertezze per via dell’estensione del volume interessato oltre che per la disomogeneità che sempre contraddistingue il terreno. Generalmente, investigazioni in corso d’opera e interventi di stabilizzazione devono essere previsti per contenere i costi di perforazione ed ottimizzare la progettazione. Ad esempio, tra i metodi di esplorazione geotecnica figurano i tunnel pilota, i quali sono in grado di garantire un’ottimale caratterizzazione del quadro geotecnico del sottosuolo. Con riferimento agli interventi di stabilizzazione del terreno, adottabili laddove una perforazione tradizionale non consentirebbe il tunnelling, vi è un vasta gamma di scelta. Pertanto, da una prima analisi delle problematiche connesse al tunnelling emerge che la stabilizzazione delle facce di scavo riveste un’importanza e un risconto applicativo di prim’ordine. Questa tesi si inserisce all’interno di un progetto che promuove un’innovativa ed economica tecnica di stabilizzazione dei tunnel per suzione tenendo quindi conto dell’influenza della suzione sulla coesione non drenata.

Peptide receptor radioligand therapy is an effective treatment for the long-term stabilization of malignant gastrinomas

Gastrinomas, a rare group of neuroendocrine tumors, are responsible for severe peptic disease and diarrhea. Although symptomatic control may be achieved with proton-pump inhibitors (PPIs) and somatostatin analogues (SSAs), data are limited regarding the possible antitumor effect of the peptide receptor radioligand therapy (PRRT) with radiolabeled SSAs in gastrinoma patients. The goal of this study was to assess the effect of PRRT on symptoms, gastrin secretion, and tumor load in patients with progressive malignant gastrinomas.

[Intramedullary claw for stabilization of proximal humerus fractures: a comparison with other semirigid techniques]

Proximal humerus fractures (pHF) are common. In this retrospective study intra-operative and postoperative data and complications of patients stabilized with conventional semirigid techniques (pins, n=30; helix wire, n=19) or a novel semirigid technique, the intramedullary claw (IMC, n=82) were compared. The type and frequency of postoperative complications differed between the groups (p<0.001). The IMC is a novel semirigid technique to stabilize pHF and seems to result in fewer complications than pins or helix wire. The frequency and relevance of a loss of repositioning in patients after IMC implantation need to be elucidated in long-term studies.

Less invasive lumbopelvic stabilization of posterior pelvic ring instability: technique and preliminary results

Lumbopelvic distraction stabilization with (triangular osteosynthesis) or without additional iliosacral screw allows anatomic reduction of the posterior pelvic ring after severely displaced sacral fractures, correction or resection osteotomies of malunions, respectively, septic sacroiliitis and permits early weight bearing. However, this technique is complicated by wound necrosis or infection in up to 20% to 30%. We describe our experience with a less invasive technique.

Model Predictive Control for Vehicle Stabilization at the Limits of Handling

Recent developments in vehicle steering systems offer new opportunities to measure the steering torque and reliably estimate the vehicle sideslip and the tire-road friction coefficient. This paper presents an approach to vehicle stabilization that leverages these estimates to define state boundaries that exclude unstable vehicle dynamics and utilizes a model predictive envelope controller to bound the vehicle motion within this stable region of the state space. This approach provides a large operating region accessible by the driver and smooth interventions at the stability boundaries. Experimental results obtained with a steer-by-wire vehicle and a proof of envelope invariance demonstrate the efficacy of the envelope controller in controlling the vehicle at the limits of handling.