TEMPERATURE AND SUBSTRATE INFLUENCES ON SEED GERMINATION AND SEEDLING FORMATION IN Callisthene fasciculata Mart. (VOCHYSIACEAE) IN THE LABORATORY1

ABSTRACTCallisthene fasciculata Mart. is a tree belonging to the Vochysiaceae family. Its wood is moderately heavy and resistant and used to make poles, beams, and other structures. The aim of this work was to evaluate seed germination and the initial growth of seedlings of C. fasciculata at different temperatures and in different substrates. Seeds were collected from fruits in the Pantanal de Miranda, Mato Grosso do Sul state, Brazil. In one experiment, the seeds were subjected to constant temperatures of 20, 25, 30 and 35 °C and to alternating temperatures of 20-30 and 25-35 °C (on paper substrate). In another experiment, the seeds were subjected to temperatures of 20 and 25 °C on three substrates (sand, vermiculite and between paper) in a germinator. The experiment had a randomized design, with four replicates of 25 seeds per treatment. The F-values obtained for germination indicated no significant effect of substrate or temperature on the final germination percentage. The analyses revealed no effect of a treatment interaction (temperature x substrate) on either germination or average germination time; however, a treatment interaction effect was observed on the germination speed index. The treatment combinations yielding the best performance were between paper substrate at 20 °C and sand substrate at 25 °C. There was a significant effect of the interaction between temperature and substrate on seedling growth, with increased root growth observed in the between paper substrate at 25 °C and increased aerial component growth in both sand at 20 °C and vermiculite at 25 °C. The between paper treatment at 25 °C yielded the greatest final seedling size. Between paper is the most recommended substrate for the production of seedlings due to its ease of handling and lower probability of contamination.

The position effect of structural Eucalyptus round timber on the flexural modulus of elasticity

Round timber has great use in civil construction, performing the function of beams, columns, foundations, poles for power distribution among others, with the advantage of not being processed, such as lumber. The structural design of round timber requires determining the elastic properties, mainly the modulus of elasticity. The Brazilian standards responsible for the stiffness and strength determination of round timber are in effect for over twenty years with no technical review. Round timber, for generally present an axis with non-zero curvature according to the position of the element in the bending test, may exhibit different values of modulus of elasticity. This study aims to analyze the position effect of Eucalyptus grandis round timber on the flexural modulus of elasticity. The three-point bending test was evaluated in two different positions based on the longitudinal rotation of the round timber element. The results revealed that at least two different positions of the round timber element are desired to obtain significant modulus of elasticity.

Kantavan modulaarisen kehikkorakenteen suunnittelu optimoiduksi tuotteeksi

Diplomityössä tavoitteena oli suunnitella kantava modulaarinen kehikkorakenne, joka soveltuu käytettäväksi erilaisissa tasoratkaisuissa. Suunnittelumetodina käytettiin järjestelmällistä tuotesuunnittelua. Rakenteen tuli olla modulaarinen, valmistettavissa laserleikkaamalla ja toteutettu ruuviliitoksilla. Lisäksi kehikkorakenteen suunnittelussa pyrittiin optimaalisimpaan ratkaisuun niin teknisen kuin taloudellisenkin toteutuksen kannalta. Premekon Oy investoi vuonna 2009 laserleikkuukeskukseen, jossa pystytään leikkaamaan levyjä ja palkkeja. Yhdessä oikeanlaisen tuotesuunnittelun kanssa laserleikkuukeskuksella pystytään valmistamaan tuotteita suurella tuotantotehokkuudella. Kantavan modulaarisen kehikkorakenteen kehittäminen mahdollisti laserleikkuun aiempaa tehokkaamman hyödyntämisen. Työssä tarkasteltiin yksityiskohtaisemmin erilaisten profiilien soveltuvuutta laserleikattavaksi, osien muotoilua, liitosten yhteensopivuutta ja lujuutta.

DFMA Aspects in the Design of a Transfer Line for Off-line Ion Sources

In this thesis, the DFMA is presented and used for the purpose of having a design for a vertical transfer line that can be easily manufactured and assembled. The design of the transfer line, the major components and drawings are presented. The ease of assembly, the costs of manufacturing and differences between the use of steel structure and aluminum are compared. The ALARA principle is followed to minimize the risk of radiation exposure by the means of locating the test ion sources outside the radioactive area.

Laser-TIG–hybridihitsauksen soveltuvuustutkimus

Tässä tutkimuksessa selvitetään ilman hitsauslisäainetta tapahtuvan laser–TIG–hybridihitsausprosessin soveltuvuus 6 mm ja 8 mm paksujen päittäisliitettyjen S355 K2 ja Laser 355 MC rakenneterästen hitsaukseen. Hitsien tarkastelussa huomio kiinnitetään hitsausnopeuteen, hitsien tunkeumaan, liittämistehokkuuteen, hitsien kovuuteen ja hitsausliitoksen ulkonäköön. Muita tutkittavia asioita ovat laser-TIG-hybridihitsattujen levyjen muodonmuutokset ja suuresta hitsausnopeudesta sekä pienestä t8/5 jäähtymisajasta johtuvat mahdolliset kylmähalkeamat. Laser-TIG-hybridihitsejä verrataan robotti-MAG- ja käsin MAG-hitseihin sekä kaarihitsausstandardin SFS-EN ISO 5817 hitsiluokkien mukaisiin raja-arvoihin. Laser-TIG-hybridihitsausprosessissa TIG-valokaari mahdollistaa tasaisen ja lähes roiskeettoman hitsin ja lasersäde aikaansaa syvän tunkeuman sekä tasalaatuisen juurihitsin. Laser-TIG-hybridihitsausprosessilla 6 mm paksut S355 K2 rakenneteräslevyt on mahdollista hitsata levyn yhdeltä puolelta kerralla valmiiksi. Paksummat 8 mm levyt voidaan hitsata levyn yhdeltä tai molemmilta puolilta suoritettavalla laser-TIG-hybridihitsauksella. Laser-TIG-hybridihitsausprosessilla hitsatut hitsit ovat hyvin siistejä ja lähes roiskeettomia. Verrattaessa laser-TIG-hybridihitsausprosessia muihin hitsausprosesseihin sen voidaan todeta olevan erittäin kilpailukykyinen 6 mm paksujen päittäisliitettyjen rakenneterästen hitsaamisessa, mutta se soveltuu myös 8 mm paksujen rakenneterästen hitsaamiseen. Tutkitut hitsit täyttävät kaarihitsausstandardin SFS-EN ISO 5817 B- ja D-hitsiluokkien mukaiset raja-arvot. Vertailukokeet 6 mm paksulla S355 rakenneteräksellä osoittavat, että yhdeltä puolelta suoritettavan laser-TIG-hybridihitsauksen hitsausnopeus on robotti-MAG-hitsaukseen verrattuna yli nelinkertainen ja MAG-käsinhitsaukseen verrattuna yli viisinkertainen. Laser-TIG-hybridihitsauksessa liittämistehokkuus on noin viisinkertainen robotti-MAGhitsaukseen verrattuna. Molemmilta puolilta suoritettavalla laser-TIG-hybridihitsauksella voidaan 8 mm paksulla S355 rakenneteräksellä saavuttaa noin kolminkertainen hitsausnopeus ja liittämistehokkuus robotti-MAG-hitsaukseen verrattuna. Laser-TIG-hybridihitsauksessa TIG-kaaren tuoman lisälämmön ansiosta suurillakin hitsausnopeuksilla (1 m/min) voidaan saavuttaa edulliset kovuusarvot. Kovuusmittausten tulosten perusteella 6 mm ja 8 mm paksujen S355 K2 ja Laser 355 MC rakenneterästen hitsit eivät ylittäneet kaarihitsausstandardin määrittelemää 350 HV kovuuden enimmäisrajaa. Laser-TIG-hybridihitsauksen edullisesta lämmöntuonnista johtuen levyjen pituus- ja poikittaissuuntaiset muodonmuutokset ovat noin 80 prosenttia pienemmät kuin käsin suoritettavassa MAG-hitsauksessa. Laser-TIG-hybridihitsausprosessilla käytetään I-railoa, mutta robotti-MAG- ja käsin MAG-hitsausprosesseilla joudutaan käyttämään V-railoa, jolloin lämmöntuonti ja siitä johtuvat muodonmuutokset ovat suuremmat. Korkea liittämistehokkuus ja edullinen lämmöntuonti merkitsevät vähäisempiä muodonmuutoksia ja siten merkittäviä säästöjä työ-, materiaali- ja energiakustannuksissa. 8 mm ja sitä paksummilla S355 rakenneteräksillä levyn yhdeltä puolelta suoritettava päittäisliitoksen hitsaaminen on laser-TIG hybridihitsauksella haastavaa, koska yli 200 A:n TIG-kaarivirralla suuri metallisula aiheuttaa avaimenreiän sulkeutumisen ja avaimenreiän alaosaan muodostuu kaasukuplia. Tästä voidaan tehdä sellainen johtopäätös, että päittäisliitettävien levyjen ilmarakoa pitäisi kasvattaa niin suureksi, että avaimenreiän sulavirtaus ei pääse estymään. Yli 0,25 mm:n ilmarako edellyttää lasersäteen vaaputusta tai säteen halkaisijan kasvattamista. Ilmaraon kasvattaminen edellyttää myös lisäaineen käyttöä. Tutkimustulosten perusteella laser-TIG-hybridihitsausprosessilla voidaan saavuttaa merkittäviä etuja ja kustannussäästöjä, joten sen hyödyntämistä kannattaa harkita 8 mm ja sitä ohuempien päittäisliitettävien tuotteiden konepaja- ja tehdastuotannossa. Laser-TIGhybridihitsausprosessi soveltuu esimerkiksi seuraavien tuotteiden hitsaamiseen: päittäisliitettävät levyt, palkit, koneenosat, putket, säiliöt ja erilaiset pyörähdyskappaleet.

Jatkuvan äänitehojakautuman algoritmi pitkien käytävien äänikenttien mallintamiseen

JÄKÄLA-algoritmi (Jatkuvan Äänitehojakautuman algoritmi Käytävien Äänikenttien LAskentaan) ja sen NUMO- ja APPRO-laskentayhtälöt perustuvat käytävällä olevan todellisen äänilähteen kuvalähteiden symmetriaan. NUMO on algoritmin numeerisen ratkaisun ja APPRO likiarvoratkaisun laskentayhtälö. Algoritmia johdettaessa oletettiin, että absorptiomateriaali oli jakautunut tasaisesti käytävän ääntä heijastaville pinnoille. Suorakaiteen muotoisen käytävän kuvalähdetason muunto jatkuvaksi äänitehojakautumaksi sisältää kolme muokkausvaihetta. Aluksi suorakaiteen kuvalähdetaso muunnetaan neliön muotoiseksi. Seuraavaksi neliön muotoisen kuvalähdetason samanarvoiset kuvalähteet siirretään koordinaattiakselille diskreetiksi kuvalähdejonoksi. Lopuksi kuvalähdejono muunnetaan jatkuvaksi äänitehojakautumaksi, jolloin käytävän vastaanottopisteen äänenpainetaso voidaan laskea integroimalla jatkuvan äänitehojakautuman yli. JÄKÄLA-algoritmin validiteetin toteamiseksi käytettiin testattua kaupallista AKURI-ohjelmaa. AKURI-ohjelma antoi myös hyvän käsityksen siitä, miten NUMO- ja APPRO-yhtälöillä lasketut arvot mahdollisesti eroavat todellisilla käytävillä mitatuista arvoista. JÄKÄLA-algoritmin NUMO- ja APPRO-yhtälöitä testattiin myös vertaamalla niiden antamia tuloksia kolmen erityyppisen käytävän äänenpainetasomittauksiin. Tässä tutkimuksessa on osoitettu, että akustisen kuvateorian pohjalta on mahdollista johtaa laskenta-algoritmi, jota voidaan soveltaa pitkien käytävien äänikenttien pika-arvioinnissa paikan päällä. Sekä teoreettinen laskenta että käytännön äänenpainetasomittaukset todellisilla käytävillä osoittivat, että JÄKÄLA-algoritmin yhtälöiden ennustustarkkuus oli erinomainen ideaalikäytävillä ja hyvä niillä todellisilla käytävillä, joilla ei ollut ääntä heijastavia rakenteita. NUMO- ja APPRO-yhtälöt näyttäisivät toimivan hyvin käytävillä, joiden poikkileikkaus oli lähes neliön muotoinen ja joissa pintojen suurin absorptiokerroin oli korkeintaan kymmenen kertaa pienintä absorptiokerrointa suurempi. NUMO- ja APPRO-yhtälöiden suurin puute on, etteivät ne ota huomioon pintojen erilaisia absorptiokertoimia eivätkä esineistä heijastuvia ääniä. NUMO- ja APPRO- laskentayhtälöt poikkesivat mitatuista arvoista eniten käytävillä, joilla kahden vastakkaisen pinnan absorptiokerroin oli hyvin suuri ja toisen pintaparin hyvin pieni, ja käytävillä, joissa oli massiivisia, ääntä heijastavia pilareita ja palkkeja. JÄKÄLA-algoritmin NUMO- ja APPRO-yhtälöt antoivat tutkituilla käytävillä kuitenkin selvästi tarkempia arvoja kuin Kuttruffin likiarvoyhtälö ja tilastollisen huoneakustiikan perusyhtälö. JÄKÄLA-algoritmin laskentatarkkuutta on testattu vain neljällä todellisella käytävällä. Algoritmin kehittämiseksi tulisi jatkossa käytävän vastakkaisia pintoja ja niiden absorptiokertoimia käsitellä laskennassa pareittain. Algoritmin validiteetin varmistamiseksi on mittauksia tehtävä lisää käytävillä, joiden absorptiomateriaalien jakautumat poikkeavat toisistaan.

Capacity of an I-beam made of S960 QC based on Eurocode 3

The capacity of beams is a very important factor in the study of durability of structures and structural members. The capacity of a high-strength steel I-beam made of S960 QC was investigated in this study. The investigation included assessment of the service limits and ultimate limits of the steel beam. The thesis was done according to European standards for steel structures, Eurocode 3. An analytical method was used to determine the throat thickness, deformation, elastic and plastic moment capacities as well as the fatigue life of the beam. The results of the analytical method were compared with those obtained by Finite Element Analysis (FEA). Elastic moment capacity obtained by the analytical method was 172 kNm. FEA and the analytical method predicted the maximum lateral-torsional buckling (LTB) capacity in the range of 90-93 kNm and the probability of failure as a result of LTB is estimated to be 50%. The lateral buckling capacity meant that the I-beam can carry a safe load of 300 kN instead of the initial load of 600 kN. The beam is liable to fail shortly after exceeding the elastic moment capacity. Based on results in of the different approaches, it was noted that FEA predicted higher deformation values on the load-deformation curve than the analytical results. However, both FEA and the analytical methods predicted identical results for nominal stress range and moment capacities. Fatigue life was estimated to be in the range of 53000-64000 cycles for bending stress range using crack propagation equation and strength-life approach. As Eurocode 3 is limited to steel grades up to S690, results for S960 must be verified with experimental data and appropriate design rules.

Uterine lymphangiography: comparison of two methods for locating the medial iliac lymph node

Different methods for lymphatic mapping in dogs, such as infusing tissues with vital dyes or radioactive substances, have been studied, aiming at the early detection of lymph node metastasis. Thus, one could anticipate therapeutic measures and, consequently, prolong the survival and improve the quality of life of the patients. The objectives of this experiment were to locate the nodes responsible for draining the uterine body and horns and to try to establish the relationship between the uterus and the medial iliac lymph nodes to contribute to the early diagnosis and prognosis of uterine disorders. We studied 15 female dogs divided into two groups (5 dead and 10 intraoperative ovariohysterectomy bitches). The dye used was patent blue V (Patent Bleu V®). It was observed that the iliac lymph node chain receives much of the uterine (horns) drainage. This method should be considered for safer studies of uterine sanity. This information suggests that evaluating these lymph nodes will allow correlating changes in their physiological status with uterine pathologies.

Modelling of mechanical properties of CRFC composites under flexure loading

Carbon Fibre Reinforced Carbon (CFRC) Composites are increasing their applications due to their high strength and Young’s Modulus at high temperatures in inert atmosphere. Although much work has been done on processing and structure and properties relationship, few studies have addressed the modelling of mechanical properties. This work is divided in two parts. In the first part, a modelling of mechanical properties was carried out for two bi-directional composites using a model based on the Bernoulli-Euler theory for symmetric laminated beams. In the second part, acoustic emission (AE) was used as an auxiliary technique for monitoring the failure process of the composites. Differences in fracture behaviour are reflected in patterns of AE.

Using passive techniques for vibration damping in mechanical systems

This paper examines two passive techniques for vibration reduction in mechanical systems: the first one is based on dynamic vibration absorbers (DVAs) and the second uses resonant circuit shunted (RCS) piezoceramics. Genetic algorithms are used to determine the optimal design parameters with respect to performance indexes, which are associated with the dynamical behavior of the system over selected frequency bands. The calculation of the frequency response functions (FRFs) of the composite structure (primary system + DVAs) is performed through a substructure coupling technique. A modal technique is used to determine the frequency response function of the structure containing shunted piezoceramics which are bonded to the primary structure. The use of both techniques simultaneously on the same structure is investigated. The methodology developed is illustrated by numerical applications in which the primary structure is represented by simple Euler-Bernoulli beams. However, the design aspects of vibration control devices presented in this paper can be extended to more complex structures.

Thermalhydraulic behavior of electrically heated rod during a critical heat flux transient

In nuclear reactors, the occurrence of critical heat flux leads to fuel rod overheating with clad fusion and radioactive products leakage. To predict the effects of such phenomenon, experiments are performed using electrically heated rods to simulate operational and accidental conditions of nuclear fuel rods. In the present work, it is performed a theoretical analysis of the drying and rewetting front propagation during a critical heat flux experiment, starting with the application of an electrical power step from steady state condition. After the occurrence of critical heat flux, the drying front propagation is predicted. After a few seconds, a power cut is considered and the rewetting front behavior is analytically observed. Studies performed with various values of coolant mass flow rate show that this variable has more influence on the drying front velocity than on the rewetting one.

Response of Grilage-Like Structures by the Mobility Approach

This work presents an application of the Mobility Approach to the analysis of the power flow through grillage-like structures. Such structures are usually found in offshore platforms, supporting large and heavy machines. Different wave kinds (longitudinal, flexural and torsional) were initially considered in the power flow analysis between two beams joined in L. Beams excited by an in-plane point force showed strong coupling between longitudinal-flexural waves, while that for out-of-plane point force excitation, flexural-torsional waves coupling represents the most important mechanism of energy transmission. The response determination of grillages by the mobility approach requires the structure to be separated into simple beam-like structural components. Equations for rotations and displacements at the joints of all beams are written for as mobility functions, and moments and forces acting at the joints. A system of equations relating all such internal forces and moments is obtained. This approach was applied to simple grillages. Response results showed good agreement when compared to those provided by Finite Elements.

Markers of Bone Turnover In Preclinical Development of Drugs for Skeletal Diseases

Skeletal tissue is constantly remodeled in a process where osteoclasts resorb old bone and osteoblasts form new bone. Balance in bone remodeling is related to age, gender and genetic factors, but also many skeletal diseases, such as osteoporosis and cancer-induced bone metastasis, cause imbalance in bone turnover and lead to decreased bone mass and increased fracture risk. Biochemical markers of bone turnover are surrogates for bone metabolism and may be used as indicators of the balance between bone resorption and formation. They are released during the remodeling process and can be conveniently and reliably measured from blood or urine by immunoassays. Most commonly used bone formation markers include N-terminal propeptides of type I collagen (PINP) and osteocalcin, whereas tartrate-resistant acid phosphatase isoform 5b (TRACP 5b) and C-terminal cross-linked telopeptide of type I collagen (CTX) are common resorption markers. Of these, PINP has been, until recently, the only marker not commercially available for preclinical use. To date, widespread use of bone markers is still limited due to their unclear biological significance, variability, and insufficient evidence of their prognostic value to reflect long term changes. In this study, the feasibility of bone markers as predictors of drug efficacy in preclinical osteoporosis models was elucidated. A non-radioactive PINP immunoassay for preclinical use was characterized and validated. The levels of PINP, N-terminal mid-fragment of osteocalcin, TRACP 5b and CTX were studied in preclinical osteoporosis models and the results were compared with the results obtained by traditional analysis methods such as histology, densitometry and microscopy. Changes in all bone markers at early timepoints correlated strongly with the changes observed in bone mass and bone quality parameters at the end of the study. TRACP 5b correlated strongly with the osteoclast number and CTX correlated with the osteoclast activity in both in vitro and in vivo studies. The concept “resorption index” was applied to the relation of CTX/TRACP 5b to describe the mean osteoclast activity. The index showed more substantial changes than either of the markers alone in the preclinical osteoporosis models used in this study. PINP was strongly associated with bone formation whereas osteocalcin was associated with both bone formation and resorption. These results provide novel insight into the feasibility of PINP, osteocalcin, TRACP 5b and CTX as predictors of drug efficacy in preclinical osteoporosis models. The results support clinical findings which indicate that short-term changes of these markers reflect long-term responses in bone mass and quality. Furthermore, this information may be useful when considering cost-efficient and clinically predictive drug screening and development assays for mining new drug candidates for skeletal diseases.

Ristikkorakenteisen hihnakuljetinsillan mitoitustyökalun kehittäminen

Hihnakuljettimia käytetään muun muassa voimalaitos- ja sellutehdasympäristöissä kuljettamaan kiinteää polttoainetta tai haketta pitkiä matkoja. Pitkät hihnakuljettimet asennetaan yleensä teräsristikoista rakennettujen kuljetinsiltojen sisään. Kuljetinsilta toimii siis hihnakuljettimen ja hoitokäytävän runkona sekä suojaa kuljetinta ja kuljetettavaa materiaalia säältä. Tässä diplomityössä on laadittu mitoitustyökalu, jolla voidaan nopeasti mitoittaa ristikkorakenteisen hihnakuljetinsillan sauvat sekä määrittää rakenteen massa. Laskentaohjelma on toteutettu Microsoft Excel -taulukkolaskentana. Sillan poikkileikkaus voi olla suljettu symmetrinen umpirakenne tai avorakenne, jossa on ulokkeellinen hoitotaso. Ristikon sauvat ovat RHS-putkia. Rakenteeseen voi vaikuttaa jatkuvia kuormia, pistekuormia sekä näistä johdetut, ekvivalenttiin staattiseen voimaan perustuvat maanjäristyskuormat. Diplomityössä on perehdytty mitoitustyökalussa sovellettuihin teorioihin. Voimasuureiden laskenta perustuu 2-tukisina palkkeina käsiteltävien siltalohkojen ratkaisuun ja palkkianalogiaan, jossa ristikon sauvavoimat ratkaistaan käsittelemällä ristikkoa palkkina. Sauvojen kestävyyden laskenta perustuu SFS-EN 1993-1-1 -normiin, joka on osa Eurocode -rakennesuunnittelunormistoa. Lisäksi työssä on käsitelty ristikkoliitosten mitoitusta SFS-EN 1993-1-8 mukaan. Mitoitusohjelman toimivuutta on testattu tarkastelemalla esimerkkisiltaa laaditulla mitoituspohjalla ja Autodesk Robot Professional 2013 -FE-analyysiohjelmisuolla. Tulosten perusteella mitoitustyökalua voidaan käyttää ainakin tarjousvaiheen nopeisiin tarkasteluihin ja omamassan määritykseen, mutta myös lopulliseen mitoitukseen, mikäli hyväksytään konservatiivinen mitoitus.

SolidWorks Simulations ja Femap FE-analyysiohjelmien vertailu RHS-putkipalkkien mallinnuksen avulla

Tässä kandidaatintyössä vertailtiin SolidWorks Simulations ja Femap FE-analyysiohjelmien tuottamia tuloksia. Vertailu suoritettiin yksinkertaisten RHS-putkipalkkien mallinnuksen avulla. Mallinnuksessa käytettiin viittä erilaista kuormitustapausta, jotka sisälsivät mm. taivutus-, vääntö- ja jännityskeskittymätarkastelut. Ohjelmien tuottamia tuloksia verrattiin mahdollisuuksien mukaan analyyttisin menetelmin tehtyihin vertailulaskelmiin. Työn tarkoituksena oli selvittää tuottivatko eri ohjelmat erilaisia tuloksia samoista kuormitustapauksista ja kuinka paljon tulokset erosivat.