The dynamics of Mexican manufacturing exports

Includes bibliography

Damage Detection Based on Electromechanical Impedance Principle and Principal Components

This paper presents a novel time domain approach for Structural Health Monitoring (SHM) systems based on Electromechanical Impedance (EMI) principle and Principal Component Coefficients (PCC), also known as loadings. Differently of typical applications of EMI applied to SHM, which are based on computing the Frequency Response Function (FRF), in this work the procedure is based on the EMI principle but all analysis is conducted directly in time-domain. For this, the PCC are computed from the time response of PZT (Lead Zirconate Titanate) transducers bonded to the monitored structure, which act as actuator and sensor at the same time. The procedure is carried out exciting the PZT transducers using a wide band chirp signal and getting their time responses. The PCC are obtained in both healthy and damaged conditions and used to compute statistics indexes. Tests were carried out on an aircraft aluminum plate and the results have demonstrated the effectiveness of the proposed method making it an excellent approach for SHM applications. Finally, the results using EMI signals in both frequency and time responses are obtained and compared. © The Society for Experimental Mechanics 2014.

Modelagem de séries de monitoramento de nível freático em área de afloramento do sistema aquífero guarani (sag) sob influência de diferentes usos agrícolas da terra

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Estudo de técnicas de análise modal operacional em sistemas sujeitos a excitações aleatórias com a presença de componente harmônico

A metodologia tradicional de identificação de parâmetros na análise modal de estruturas é realizada a partir de sinais medidos de força de entrada e de movimento de resposta da estrutura em condições laboratoriais controladas. Entretanto, quando é necessária a obtenção dos parâmetros modais de estruturas de máquinas em operação, as condições para controlar e medir a excitação nestas situações impossibilita a realização da análise modal tradicional. Neste caso, o teste modal é realizado utilizando somente dados de resposta do sistema. A Análise Modal Operacional (AMO) é um método de extração modal em que nenhuma excitação artificial necessita ser aplicada ao sistema, utilizando-se a própria excitação operacional como entrada para medição da resposta do sistema. A técnica clássica de Análise Modal Operacional NExT considera, para isso, que a excitação operacional do sistema seja um ruído branco. Esta técnica faz a consideração de que as funções de correlação obtidas de estruturas podem ser consideradas como funções de resposta ao impulso e então métodos tradicionais de identificação modal no domínio do tempo podem ser empregados. Entretanto, caso a excitação operacional contenha componentes harmônicos que se sobressaiam, estes podem ser confundidos como modos naturais do sistema. Neste trabalho é demonstrada que através da função densidade de probabilidade da banda estreita contendo o pico de um modo, é possível identifica-lo como natural ou operacional (proveniente da excitação operacional da estrutura). É apresentada também uma modificação no método de identificação modal Exponencial Complexa Mínimos Quadrados (LSCE), passando a considerar sinais harmônicos de freqüências conhecidas presentes na excitação operacional, em um ensaio utilizando a técnica NExT. Para validação desses métodos, utiliza-se um modelo teórico de parâmetros modais conhecidos analiticamente e como estudo de caso experimental, um sistema formado por uma viga bi-apoiada suportando um motor elétrico com desbalanceamento de massa.

Influência de parâmetros espaciais sobre potenciais corticais provocados visuais gerados por estimulação pseudoaleatória

As contribuições dos mecanismos de detecção de contraste ao potencial cortical provocado visual (VECP) têm sido investigadas com o estudo das funções de resposta ao contraste e de resposta à frequência espacial. Anteriormente, o uso de sequências-m para o controle da estimulação era restrito à estimulação eletrofisiológica multifocal que, em alguns aspectos, se diferencia substancialmente do VECP convencional. Estimulações únicas com contraste espacial controlado por sequências-m não foram extensivamente estudadas ou comparadas às respostas obtidas com as técnicas multifocais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da frequência espacial e do contraste de redes senoidais no VECP gerado por estimulação pseudoaleatória. Nove sujeitos normais foram estimulados por redes senoidais acromáticas controladas por uma sequência-m binária pseudoaleatória em 7 frequências espaciais (0,4 a 10 cpg) em 3 tamanhos diferentes (4º, 8º e 16º de ângulo visual). Em 8º, foram testados adicionalmente seis níveis de contraste (3,12% a 99%). O kernel de primeira ordem não forneceu respostas consistentes com sinais mensuráveis através das frequências espaciais e dos contrastes testados – o sinal foi muito pequeno ou ausente – enquanto o primeiro e o segundo slice do kernel de segunda ordem exibiram respostas bastante confiáveis para as faixas de estímulo testadas. As principais diferenças entre os resultados obtidos com o primeiro e o segundo slice do kernel de segunda ordem foram o perfil das funções de amplitude versus contraste e de amplitude versus frequência espacial. Os resultados indicaram que o primeiro slice do kernel de segunda ordem foi dominado pela via M, porém para algumas condições de estímulo, pôde ser percebida a contribuição da via P. Já o segundo slice do kernel de segunda ordem refletiu contribuição apenas da via P. O presente trabalho estende achados anteriores sobre a contribuição das vias visuais ao VECP gerado por estimulação pseudoaleatória para uma grande faixa de frequências espaciais.

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

Sobre o uso de sistemas de computação algébrica na solução de problemas de mecânica das estruturas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Experimental and Theoretical Study on the One- and Two-Photon Absorption Properties of Novel Organic Molecules Based on Phenylacetylene and Azoaromatic Moieties

This Article reports a combined experimental and theoretical analysis on the one and two-photon absorption properties of a novel class of organic molecules with a pi-conjugated backbone based on phenylacetylene (JCM874, FD43, and FD48) and azoaromatic (YB3p2S) moieties. Linear optical properties show that the phenylacetylene-based compounds exhibit strong molar absorptivity in the UV and high fluorescence quantum yield with lifetimes of approximately 2.0 ns, while the azoaromatic-compound has a strong absorption in the visible region with very low fluorescence quantum yield. The two-photon absorption was investigated employing nonlinear optical techniques and quantum chemical calculations based on the response functions formalism within the density functional theory framework. The experimental data revealed well-defined 2PA spectra with reasonable cross-section values in the visible and IR. Along the nonlinear spectra we observed two 2PA allowed bands, as well as the resonance enhancement effect due to the presence of one intermediate one-photon allowed state. Quantum chemical calculations revealed that the 2PA allowed bands correspond to transitions to states that are also one-photon allowed, indicating the relaxation of the electric-dipole selection rules. Moreover, using the theoretical results, we were able to interpret the experimental trends of the 2PA spectra. Finally, using a few-energy-level diagram, within the sum-over-essential states approach, we observed strong qualitative and quantitative correlation between experimental and theoretical results.

Study of electromagnetic reactions on light nuclei with the Lorentz Integral Transform method

In dieser Arbeit aus dem Bereich der Wenig-Nukleonen-Physik wird die neu entwickelte Methode der Lorentz Integral Transformation (LIT) auf die Untersuchung von Kernphotoabsorption und Elektronenstreuung an leichten Kernen angewendet. Die LIT-Methode ermoeglicht exakte Rechnungen durchzufuehren, ohne explizite Bestimmung der Endzustaende im Kontinuum. Das Problem wird auf die Loesung einer bindungzustandsaehnlichen Gleichung reduziert, bei der die Endzustandswechselwirkung vollstaendig beruecksichtigt wird. Die Loesung der LIT-Gleichung wird mit Hilfe einer Entwicklung nach hypersphaerischen harmonischen Funktionen durchgefuehrt, deren Konvergenz durch Anwendung einer effektiven Wechselwirkung im Rahmem des hypersphaerischen Formalismus (EIHH) beschleunigt wird. In dieser Arbeit wird die erste mikroskopische Berechnung des totalen Wirkungsquerschnittes fuer Photoabsorption unterhalb der Pionproduktionsschwelle an 6Li, 6He und 7Li vorgestellt. Die Rechnungen werden mit zentralen semirealistischen NN-Wechselwirkungen durchgefuehrt, die die Tensor Kraft teilweise simulieren, da die Bindungsenergien von Deuteron und von Drei-Teilchen-Kernen richtig reproduziert werden. Der Wirkungsquerschnitt fur Photoabsorption an 6Li zeigt nur eine Dipol-Riesenresonanz, waehrend 6He zwei unterschiedliche Piks aufweist, die dem Aufbruch vom Halo und vom Alpha-Core entsprechen. Der Vergleich mit experimentellen Daten zeigt, dass die Addition einer P-Wellen-Wechselwirkung die Uebereinstimmung wesentlich verbessert. Bei 7Li wird nur eine Dipol-Riesenresonanz gefunden, die gut mit den verfuegbaren experimentellen Daten uebereinstimmt. Bezueglich der Elektronenstreuung wird die Berechnung der longitudinalen und transversalen Antwortfunktionen von 4He im quasi-elastischen Bereich fuer mittlere Werte des Impulsuebertrages dargestellt. Fuer die Ladungs- und Stromoperatoren wird ein nichtrelativistisches Modell verwendet. Die Rechnungen sind mit semirealistischen Wechselwirkungen durchgefuert und ein eichinvarianter Strom wird durch die Einfuehrung eines Mesonaustauschstroms gewonnen. Die Wirkung des Zweiteilchenstroms auf die transversalen Antwortfunktionen wird untersucht. Vorlaeufige Ergebnisse werden gezeigt und mit den verfuegbaren experimentellen Daten verglichen.

Stochastische Modelle für nichtlineare Antwortfunktionen in ungeordneten Systemen

In dieser Arbeit werden nichtlineare Experimente zur Untersuchung der Dynamik in amorphen Festkörpern im Rahmen von Modellrechnungen diskutiert. Die Experimente beschäftigen sich mit der Frage nach dynamischen Heterogenitäten, worunter man das Vorliegen dynamischer Prozesse auf unterschiedlichen Zeitskalen versteht. Ist es möglich, gezielt 'langsame' oder 'schnelle' Dynamik in der Probe nachzuweisen, so ist die Existenz von dynamischen Heterogenitäten gezeigt. Ziel der Experimente sind deshalb sogenannte frequenzselektive Anregungen des Systems. In den beiden diskutierten Experimenten, zum einen nichtresonantes Lochbrennen, zum anderen ein ähnliches Experiment, das auf dem dynamischen Kerreffekt beruht, werden nichtlineare Antwortfunktionen gemessen. Um eine Probe in frequenzselektiver Weise anzuregen, werden zunächst einer oder mehrere Zyklen eines oszillierenden elektrischen Feldes an die Probe angelegt. Die Experimente werden zunächst im Terahertz-Bereich untersucht. Auf dieser Zeitskala findet man phonon-ähnliche kollektive Schwingungen in Gläsern. Diese Schwingungen werden durch (anharmonische) Brownsche Oszillatoren beschrieben. Der zentrale Befund der Modellrechnungen ist, daß eine frequenzselektive Anregung im Terahertz-Bereich möglich ist. Ein Nachweis dynamischer Heterogenitäten im Terahertz-Bereich ist somit durch beide Experimente möglich. Anschliessend wird das vorgestellte Kerreffekt-Experiment im Bereich wesentlich kleinerer Frequenzen diskutiert. Die langsame Reorientierungsdynamik in unterkühlten Flüssigkeiten wird dabei durch ein Rotationsdiffusionsmodell beschrieben. Es werden zum einen ein heterogenes und zum anderen ein homogenes Szenario zugrundegelegt. Es stellt sich heraus, daß wie beim Lochbrennen eine Unterscheidung durch das Experiment möglich ist. Das Kerreffekt-Experiment wird somit als eine relativ einfache Alternative zur Technik des nichtresonanten Lochbrennens vorgeschlagen.

Evaluation of administration of isoflurane at approximately the minimum alveolar concentration on depression of a nociceptive withdrawal reflex evoked by transcutaneous electrical stimulation in ponies

OBJECTIVE: To investigate effects of isoflurane at approximately the minimum alveolar concentration (MAC) on the nociceptive withdrawal reflex (NWR) of the forelimb of ponies as a method for quantifying anesthetic potency. ANIMALS: 7 healthy adult Shetland ponies. PROCEDURE: Individual MAC (iMAC) for isoflurane was determined for each pony. Then, effects of isoflurane administered at 0.85, 0.95, and 1.05 iMAC on the NWR were assessed. At each concentration, the NWR threshold was defined electromyographically for the common digital extensor and deltoid muscles by stimulating the digital nerve; additional electrical stimulations (3, 5, 10, 20, 30, and 40 mA) were delivered, and the evoked activity was recorded and analyzed. After the end of anesthesia, the NWR threshold was assessed in standing ponies. RESULTS: Mean +/- SD MAC of isoflurane was 1.0 +/- 0.2%. The NWR thresholds for both muscles increased significantly in a concentration-dependent manner during anesthesia, whereas they decreased in awake ponies. Significantly higher thresholds were found for the deltoid muscle, compared with thresholds for the common digital extensor muscle, in anesthetized ponies. At each iMAC tested, amplitudes of the reflex responses from both muscles increased as stimulus intensities increased from 3 to 40 mA. A concentration-dependent depression of evoked reflexes with reduction in slopes of the stimulus-response functions was detected. CONCLUSIONS AND CLINICAL RELEVANCE: Anesthetic-induced changes in sensory-motor processing in ponies anesthetized with isoflurane at concentrations of approximately 1.0 MAC can be detected by assessment of NWR. This method will permit comparison of effects of inhaled anesthetics or anesthetic combinations on spinal processing in equids.

Generation of custom modes in a Nd:YAG laser with a semipassive bimorph adaptive mirror

Custom modes at a wavelength of 1064 nm were generated with a deformable mirror. The required surface deformations of the adaptive mirror were calculated with the Collins integral written in a matrix formalism. The appropriate size and shape of the actuators as well as the needed stroke were determined to ensure that the surface of the controllable mirror matches the phase front of the custom modes. A semipassive bimorph adaptive mirror with five concentric ring-shaped actuators and one defocus actuator was manufactured and characterised. The surface deformation was modelled with the response functions of the adaptive mirror in terms of an expansion with Zernike polynomials. In the experiments the Nd:YAG laser crystal was quasi-CW pumped to avoid thermally induced distortions of the phase front. The adaptive mirror allows to switch between a super-Gaussian mode, a doughnut mode, a Hermite-Gaussian fundamental beam, multi-mode operation or no oscillation in real time during laser operation.

Analytical investigation of squeeze film dampers

Squeeze film damping effects naturally occur if structures are subjected to loading situations such that a very thin film of fluid is trapped within structural joints, interfaces, etc. An accurate estimate of squeeze film effects is important to predict the performance of dynamic structures. Starting from linear Reynolds equation which governs the fluid behavior coupled with structure domain which is modeled by Kirchhoff plate equation, the effects of nondimensional parameters on the damped natural frequencies are presented using boundary characteristic orthogonal functions. For this purpose, the nondimensional coupled partial differential equations are obtained using Rayleigh-Ritz method and the weak formulation, are solved using polynomial and sinusoidal boundary characteristic orthogonal functions for structure and fluid domain respectively. In order to implement present approach to the complex geometries, a two dimensional isoparametric coupled finite element is developed based on Reissner-Mindlin plate theory and linearized Reynolds equation. The coupling between fluid and structure is handled by considering the pressure forces and structural surface velocities on the boundaries. The effects of the driving parameters on the frequency response functions are investigated. As the next logical step, an analytical method for solution of squeeze film damping based upon Green’s function to the nonlinear Reynolds equation considering elastic plate is studied. This allows calculating modal damping and stiffness force rapidly for various boundary conditions. The nonlinear Reynolds equation is divided into multiple linear non-homogeneous Helmholtz equations, which then can be solvable using the presented approach. Approximate mode shapes of a rectangular elastic plate are used, enabling calculation of damping ratio and frequency shift as well as complex resistant pressure. Moreover, the theoretical results are correlated and compared with experimental results both in the literature and in-house experimental procedures including comparison against viscoelastic dampers.

Accelerometer based measurements of combustion in an automotive turbocharged diesel engine

The capability to detect combustion in a diesel engine has the potential of being an important control feature to meet increasingly stringent emission regulations, develop alternative combustion strategies, and use of biofuels. In this dissertation, block mounted accelerometers were investigated as potential feedback sensors for detecting combustion characteristics in a high-speed, high pressure common rail (HPCR), 1.9L diesel engine. Accelerometers were positioned in multiple placements and orientations on the engine, and engine testing was conducted under motored, single and pilot-main injection conditions. Engine tests were conducted at varying injection timings, engine loads, and engine speeds to observe the resulting time and frequency domain changes of the cylinder pressure and accelerometer signals. The frequency content of the cylinder pressure based signals and the accelerometer signals between 0.5 kHz and 6 kHz indicated a strong correlation with coherence values of nearly 1. The accelerometers were used to produce estimated combustion signals using the Frequency Response Functions (FRF) measured from the frequency domain characteristics of the cylinder pressure signals and the response of the accelerometers attached to the engine block. When compared to the actual combustion signals, the estimated combustion signals produced from the accelerometer response had Root Mean Square Errors (RMSE) between 7% and 25% of the actual signals peak value. Weighting the FRF’s from multiple test conditions along their frequency axis with the coherent output power reduced the median RMSE of the estimated combustion signals and the 95th percentile of RMSE produced from each test condition. The RMSE’s of the magnitude based combustion metrics including peak cylinder pressure, MPG, peak ROHR, and work estimated from the combustion signals produced by the accelerometer responses were between 15% and 50% of their actual value. The MPG measured from the estimated pressure gradient shared a direct relationship to the actual MPG. The location based combustion metrics such as the location of peak values and burn durations were capable of RMSE measurements as low as 0.9°. Overall, accelerometer based combustion sensing system was capable of detecting combustion and providing feedback regarding the in cylinder combustion process

Site and Age Condition the Growth Responses to Climate and Drought of Relict Pinus nigra subsp. salzmannii Populations in Southern Spain

To assess if tree age may modulate the main climatic drivers of radial growth, two relict Pinus nigra subsp. salzmannii populations (Maria, most xeric site; Magina, least xeric site) were sampled in southern Spain near the limits of the species range. Tree-ring width residual chronologies for two age groups (mature trees, age <= 100 years (minimum 40 years); old trees, age > 100 years) were built to evaluate their responses to climate by relating them to monthly precipitation and temperature and a drought index (DRI) using correlation and response functions. We found that drought is the main driver of growth of relict P. nigra populations, but differences between sites and age classes were also observed. First, growth in the most xeric site depends on the drought severity during the previous autumn and the spring of the year of tree-ring formation, whereas in the relatively more mesic site growth is mainly enhanced by warm and wet conditions in spring. Second, growth of mature trees responded more to drought severity than that of old trees. Our findings indicate that drought severity will mainly affect growth of relict P. nigra populations dominated by mature trees in xeric sites. This conclusion may also apply to similar mountain Mediterranean conifer relicts.