Progetto di un sistema di collaudo per un tag RFID uwb integrato

La tesi è incentrata sul progetto di un PCB in grado di testare il corretto funzionamento del chip GRETA, un integrato dedicato, che implementa un nodo intelligente basato su harvesting RF. L'integrato implementa un sistema innovativo di comunicazione per RFID, che sfrutta la metodologia Green Tagging, per la trasmissione di sequenze RF. Vengono elaborate le diverse fasi di progettazione e di design pcb attraverso un programma di cad. Lo scopo è quello di realizzare un unico sistema perfettamente controllabile dall'utente, che attraverso i componenti messi a disposizione dalla scheda di testing, permetta di ricevere, inviare o escludere i segnali che afferiscono ai pin di Input/output del chip integrato. E' stata introdotta la possibilità di pilotare/testare separatamente le sottoparti interne al chip, con lo scopo di isolare eventuali malfunzionamenti.

Progetto preliminare e prove di vibrazione di un Cubesat

Il presente lavoro di tesi si pone l’obiettivo di studiare come un Cubesat 1U reagisce se sollecitato con vibrazioni di una certa banda di frequenze, corrispondenti a quelle generate durante il lancio del vettore VEGA, e cercare di sviluppare un modello virtuale che in futuro permetta di simulare in maniera più realistica il comportamento delle successive strutture che saranno progettate. Il campo dei nanosatelliti è in rapida espansione negli ultimi anni, bassi costi di produzione e lancio abbinati a tempi rapidi di sviluppo e progettazione li rendono un ottimo strumento per aziende di piccole dimensioni e università per aquisire esperienza nel campo delle tecnologie spaziali e permettere la formazione degli studenti. Grazie a questi fattori il corso di Ingegneria Aerospaziale di Forlì ha intrapreso la progettazione di un Cubesat che una volta ultimato potrà essere lanciato in orbita grazie al contributo dell’ESA, che si presta a fornire lanci gratuiti alle università europee. Questo progetto porta avanti il lavoro compiuto durante la fase di tirocinio in cui abbiamo cercato di progettare una struttura semplice e realizzabile completamente nei laboratori dell’università, che permettesse anche successivamente a studenti e dottorandi di cimentarsi nello studio e nella progettazione di un nanosatellite. Il mio compito in particolare consiste nell’esecuzione di una serie di prove sperimentali con uno shaker presente nei laboratori della Scuola e, raccogliendo, analizzando e interpretando la risposta della struttura, si cercherà di modificare il modello CAD realizzato finora (lavoro compiuto in un'altra tesi di laurea) in modo che rispecchi più fedelmente il comportamento di quello reale e fornire quindi una base ai futuri lavori in questo ambito. La struttura, ispirata a quelle già presenti sul mercato, è stata progettata utilizzando Solidworks un software CAD, successivamente è stata fatta un analisi tramite un altro software FEM, realizzato e poi testato mediante uno shaker presso i laboratori del corso di studi in ingegneria aerospaziale di Forlì. Per poter fare ciò si è anche realizzata quella che è stata usata come interfaccia per connettere il Cubesat allo shaker, infatti data la sua proprietà di esercitare spostamenti solo lungo l’asse verticale si è reso necessario trovare un modo per sollecitare il nanosatellite lungo tutti e tre gli assi per poter evidenziare i modi flessionali della struttura. I dati ottenuti riguardano le accelerazioni rilevate in vari punti del Cubesat e del supporto da parte di accelerometri piezometrici che sono stati analizzati per risalire al tipo di comportamento con cui ha risposto la struttura a vibrazioni di varia frequenza e intensità.

Energy harvesting from piezoelectric devices embedded in a 3D printed wing

This thesis work has been carried out at Clarkson University in Potsdam NY, USA and involved the design of a low elongation wing, consisting of parts made by polylactide (PLA) using the fused deposition model (FDM) technology of Rapid Prototyping, then assembled together in a thin aluminum spar. The aim of the research is to evaluate the feasibility of collecting electrical energy by converting mechanical energy from the vibration of the wing flutter. With this aim piezoelectric stripes were glued in the inner part of the wing, as well as on the aluminum spar, as monomorphic configuration. During the phases of the project, particular attention was given to the geometry and the materials used, in order to trigger the flutter for low flow velocity. The CAD software SolidWorks® was used for the design of the wing and then the drawings were sent to the Clarkson machine shop in order to to produce the parts required by the wing assembly. FEM simulations were performed, using software MSC NASTRAN/PATRAN®, to evaluate the stiffness of the whole wing as well as the natural vibration modes of the structure. These data, in a first approximation, were used to predict the flutter speed. Finally, experimental tests in the Clarkson wind tunnel facility were carried out in order to validate the results obtained from FEM analysis. The power collected by the piezoelectrics under flutter condition was addressed by tuning the resistors downstream the electronic circuit of the piezoelectrics.

Progettazione del layout di un nuovo stabilimento produttivo: il caso Fiorini Industries S.r.l.

Progettazione del nuovo layout per un nuovo stabilimento produttivo, in cui il gruppo Fiorini Industries S.r.l., in un'ottica di espansione e miglioramento dei parametri tecnici e dei flussi aziendali, si insedia lasciando la sua storica sede produttiva. Questo bisogno nasce dall'impossibilità di espansione dello stabilimento odierno e dalla necessità di ridurre i costi di movimentazione dei materiali durante il ciclo di produzione. La tesi si colloca in questo contesto di necessità di verificare le prestazioni del lay-out attuale, valutandone le problematiche e le criticità al fine di potere identificare delle valide soluzioni di layout per la nuova sede produttiva dal punto di vista tecnico-economico e ambientale. Il CAPITOLO1 è volto ad inquadrare il problema affrontato nella situazione odierna; mettendo in evidenza la rilevanza del lay-out. Viene poi spiegato in maniera approfondita l'approccio di progettazione seguito. Al CAPITOLO 2 spetta la presentazione dell'azienda, della sua storia, della sua gamma di prodotti e dei suoi reparti di lavorazione. L'inquadramento aziendale è necessario al fine di capire le esigenze aziendali di cui si dovrà tenere conto durante lo svolgimento del lavoro. Nel CAPITOLO 3 si procede con l'analisi della situazione attuale, recuperando i dati di input necessari alla determinazione del mix produttivo offerto al mercato, quindi con l'analisi dei cicli produttivi, dei flussi e delle risorse impiegate per le movimentazioni. Il CAPITOLO 4 illustra il nuovo polo industriale del gruppo e presenta le alternative di lay-out individuate, che vengono analizzate dal punto di vista economico per individuare il possibile saving economico annuo rispetto alla situazione attuale. Per completezza di informazione vengono presentate anche aree che non vengono progettate tramite l'analisi tecnico economica (Blocco 2 e Uffici). Il capitolo termina con la scelta del nuovo layout per la nuova sede, dove vengono studiati i saving annui in base ai mezzi di movimentazioni attuali e quelli implementabili. L'ultima parte dell'elaborato valuta le emissioni di anidride carbonica dovute alle movimentazioni interne e valuta la possibile riduzione di emissioni di CO2 con il nuovo layout.

Analisi cinematica e strutturale dei componenti del gruppo ammortizzatore anteriore di un motociclo stradale

Il tema della presente tesi è l’analisi cinematica e strutturale dei componenti del gruppo ammortizzatore anteriore di un motociclo stradale. Questo particolare studio non si basa sull’analisi classica di un sistema di sterzo in cui è presente la forcella, ma prende in esame un cinematismo di sterzo e sospensione basato sulla tecnologia della moto Tesi 3D prodotta dalla Bimota. Nella prima parte viene eseguita un’analisi cinematica dell’assieme; nella seconda sono individuati versi, direzioni ed intensità delle forze presenti nel gruppo ammortizzatore attraverso l’analisi statica e la creazione di un m-file di MatLab; nella terza sono calcolate la tensione e la pressione a cui è sottoposto ciascun componente in modo da poterli progettare considerando il coefficiente di sicurezza imposto dall’azienda. Infine sono stati disegnati i vari componenti, con le misure definitive, al CAD per verificare gli ingombri effettivi e il corretto funzionamento.

Industrializzazione di una famiglia di componenti meccanici secondo i principi dell'industria 4.0

Il progetto di tesi tratta l'industrializzazione di una famiglia di componenti meccanici con gli obiettivi di riduzione del lead time e dei costi di produzione ed un miglioramento della qualità costruttiva. Per fare ciò è stato definito un nuovo ciclo di fabbricazione che riunisse tutte le operazioni di asportazione di truciolo in un unico centro di lavoro di fresatura. Sono state definite, progettate e messe in atto tutte le fasi del processo produttivo utilizzando i moderni software CAD-CAM-CNC. Al termine sono stati elaborati i risultati ottenuti svolgendo anche una analisi economica per valutare il risparmio percentuale annuo sul costo di produzione. Infine è stato fatto un confronto fra il vecchio ed il nuovo processo produttivo realizzato secondo i principi dell'Industria 4.0 ed i relativi vantaggi che esso permette di ottenere.

Selezione di trasduttori per la misura di portata fluidi nei motori a combustione interna

Si vuole dimostrare la fattibilità di realizzazione di una serie di misuratori di portata fluidi da applicare principalmente per le misure di portata dei fluidi di un motore in prova al banco. Queste portate di interesse riguardano: liquido di raffreddamento, tipicamente acqua a una temperatura prossima ai 100°C, olio lubrificante, tipicamente ad una temperatura di 150°C, aria di aspirazione, BlowBy, aria che filtra dalle fasce elastiche e dalla camera di combustione passa in coppa e quindi presenta goccioline e vapori d'olio, e possibilmente EGR. La prima fase consiste nel valutare ciò che offre il mercato per rendersi conto di quali sono i livelli di prestazione di misura dei sensori commerciali e il loro prezzo. Dunque, oltre alla consultazione di datasheet, segue una richiesta di preventivi ai fornitori di tali prodotti. Conclusa la fasce di analisi di mercato sopra descritta si avvia la fase di design del misuratore. Dopo l'analisi il principio di misura ottimale risulta quello ultrasonico. In particolare è opportuno effettuare una prima distinzione fra misuratori per liquidi e per gas, i quali naturalmente presenteranno differenze geometriche sia per la compatibilità con l'impianto nel quale verranno montati sia per le caratteristiche del fluido di cui interessa la misura. Disegnata a CAD la geometria i due tubi vengono stampati in 3D, dopodichè vengono montati i trasduttori per la generazione e la ricezione degli ultrasuoni. Si effettuano le prove di laboratorio, per liquidi e poi per gas, nel primo caso misurando la portata acqua messa in circolo da una pompa, nel secondo caso misurando la portata aria di un Ducati al banco motori. I dati acquisiti da varie prove vengono poi elaborati tramite Matlab, e si ricavano conclusioni in termini di rumore, accuratezza, ripetibilità ed infine di conferma che è fattibile realizzarli ad un costo contenuto ma che per riuscirci è necessario molto più sviluppo e ottimizzazione.

Acute coronary syndromes in young patients: Presentation, treatment and outcome

Background: Acute coronary syndromes (ACS) in very young patients have been poorly described. We therefore evaluate ACS in patients aged 35 years and younger. Methods: In this prospective cohort study, 76 hospitals treating ACS in Switzerland enrolled 28,778 patients with ACS between January 1, 1997, and October 1, 2008. ACS definition included ST-segment elevation myocardial infarction (STEMI), non-ST-segment elevation myocardial infarction (NSTEMI), and unstable angina (UA). Results: 195 patients (0.7%) were 35 years old or younger. Compared to patients N35 years, these patients were more likely to present with chest pain (91.6% vs. 83.7%; P=0.003) and less likely to have heart failure (Killip class II to IV in 5.2% vs. 23.0%; Pb0.001). STEMI was more prevalent in younger than in older patients (73.1% vs. 58.3%; Pb0.001). Smoking, family history of CAD, and/or dyslipidemia were important cardiovascular risk factors in young patients (prevalence 77.2%, 55.0%, and 44.0%). The prevalence of overweight among young patients with ACS was high (57.8%). Cocaine abuse was associated with ACS in some young patients. Compared to older patients, young patients were more likely to receive early percutaneous coronary interventions and had better outcome with fewer major adverse cardiac events. Conclusions: Young patients with ACS differed from older patients in that the younger often presented with STEMI, received early aggressive treatment, and had favourable outcomes. Primary prevention of smoking, dyslipidemia and overweight should be more aggressively promoted in adolescence.

Computer-assisted design and manufacture of implants in the late reconstruction of extensive orbital fractures

To evaluate the use of computer-assisted designed and manufactured (CAD/CAM) orbital wall and floor implants for late reconstruction of extensive orbital fractures.

Improved detection of pulmonary nodules on energy-subtracted chest radiographs with a commercial computer-aided diagnosis software: comparison with human observers

To retrospectively analyze the performance of a commercial computer-aided diagnosis (CAD) software in the detection of pulmonary nodules in original and energy-subtracted (ES) chest radiographs.

Computed tomographic coronary angiography in patients with surgically treated type A aortic dissection: preliminary results

Acute type A aortic dissection is a serious emergency with a mortality rate of up to 40% within the first 24 h when left untreated. Surgical therapy needs to be initiated promptly. Due to this urgent situation, preoperative evaluation of the coronary arteries is not routinely performed in these patients. The aim of this study was to evaluate the accuracy of 64-slice computed tomography angiography (CTA) for postoperative coronary artery assessment in these patients. Ten consecutive patients with two or more cardiovascular risk factors were prospectively enrolled. Patients had type A aortic dissection treated surgically with a supracoronary graft of the ascending aorta. Performance of CTA to exclude significant stenosis (>50% lumen narrowing) and/or coronary artery dissection was compared with quantitative coronary angiography. A total of 147 segments were evaluated. Three segments (2%) were excluded from analysis. CTA correctly assessed one of three significant stenoses in three patients and correctly excluded coronary artery disease (CAD) in six of ten patients. One patient was rated false positive. Overall accuracy, sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV), and negative predictive value (NPV) of CT for identifying coronary artery disease by segment was 98%, 33%, 99%, 50%, and 99%, respectively (P<0.05). By patient, it was 70%, 33%, 86%, 50%, and 75%, respectively. No coronary artery dissection was found. Noninvasive CTA may be a viable alternative to conventional angiography for postoperative coronary artery evaluation in patients with surgically treated type A aortic dissection and cardiovascular risk factors. An NPV of 99% should allow for reliable exclusion of CAD. Further studies with higher patient numbers are warranted.

Progression of coronary artery disease during long-term follow-up of the Swiss Interventional Study on Silent Ischemia Type II (SWISSI II)

Background: This study evaluates cardiovascular risk factors associated with progression of coronary artery disease (CAD) in patientswith silent ischemia followingmyocardial infarction. Hypothesis: Coronary artery disease only progresses slowly with comprehensive risk factor intervention. Methods: A total of 104 of 201 patients (51.7%) of the Swiss Interventional Study on Silent Ischemia Type II (SWISSI II) with baseline and follow-up coronary angiography were included. All patients received comprehensive cardiovascular risk factor intervention according to study protocol. Logistic regression was used to evaluate associationsbetween baseline cardiovascular risk factors and CAD progression. Results: The mean duration of follow-upwas 10.3 ± 2.4 years. At baseline, 77.9% of patients were smokers, 45.2% had hypertension, 73.1% had dyslipidemia, 7.7% had diabetes, and 48.1% had a family history of CAD. At last follow-up, only 27 patients of the initial 81 smokers still smoked, only 2.1% of the patients had uncontrolled hypertension, 10.6%of the patientshad uncontrolled dyslipidemia, and 2.1%of the patientshad uncontrolled diabetes. Coronary artery disease progression was found in up to 81 (77.9%) patients. Baseline diabetes and younger age were associatedwith increased odds of CAD progression.The time intervalbetween baseline and follow-up angiography was also associatedwith CAD progression. Conclusion: Coronary artery disease progressionwas highly prevalent in these patients despite comprehensive risk factor intervention. Further research is needed to optimize treatment of known risk factors and to identify other unknown and potentiallymodifiable risk factors.

Automated detection of fiducial screws from CT/DVT volume data for image-guided ENT surgery

This paper presents an automated solution for precise detection of fiducial screws from three-dimensional (3D) Computerized Tomography (CT)/Digital Volume Tomography (DVT) data for image-guided ENT surgery. Unlike previously published solutions, we regard the detection of the fiducial screws from the CT/DVT volume data as a pose estimation problem. We thus developed a model-based solution. Starting from a user-supplied initialization, our solution detects the fiducial screws by iteratively matching a computer aided design (CAD) model of the fiducial screw to features extracted from the CT/DVT data. We validated our solution on one conventional CT dataset and on five DVT volume datasets, resulting in a total detection of 24 fiducial screws. Our experimental results indicate that the proposed solution achieves much higher reproducibility and precision than the manual detection. Further comparison shows that the proposed solution produces better results on the DVT dataset than on the conventional CT dataset.

3D bloodstain pattern analysis: ballistic reconstruction of the trajectories of blood drops and determination of the centres of origin of the bloodstains

For crime scene investigation in cases of homicide, the pattern of bloodstains at the incident site is of critical importance. The morphology of the bloodstain pattern serves to determine the approximate blood source locations, the minimum number of blows and the positioning of the victim. In the present work, the benefits of the three-dimensional bloodstain pattern analysis, including the ballistic approximation of the trajectories of the blood drops, will be demonstrated using two illustrative cases. The crime scenes were documented in 3D, using the non-contact methods digital photogrammetry, tachymetry and laser scanning. Accurate, true-to-scale 3D models of the crime scenes, including the bloodstain pattern and the traces, were created. For the determination of the areas of origin of the bloodstain pattern, the trajectories of up to 200 well-defined bloodstains were analysed in CAD and photogrammetry software. The ballistic determination of the trajectories was performed using ballistics software. The advantages of this method are the short preparation time on site, the non-contact measurement of the bloodstains and the high accuracy of the bloodstain analysis. It should be expected that this method delivers accurate results regarding the number and position of the areas of origin of bloodstains, in particular the vertical component is determined more precisely than using conventional methods. In both cases relevant forensic conclusions regarding the course of events were enabled by the ballistic bloodstain pattern analysis.

Instantaneous coronary collateral function during supine bicycle exercise

The instantaneous response of the collateral circulation to isometric physical exercise in patients with non-occlusive coronary artery disease (CAD) is not known.