Recurrence Quantification Analysis of System Signals for Detecting Tool and Chatter in Turning

In this thesis, the applications of the recurrence quantification analysis in metal cutting operation in a lathe, with specific objective to detect tool wear and chatter, are presented.This study is based on the discovery that process dynamics in a lathe is low dimensional chaotic. It implies that the machine dynamics is controllable using principles of chaos theory. This understanding is to revolutionize the feature extraction methodologies used in condition monitoring systems as conventional linear methods or models are incapable of capturing the critical and strange behaviors associated with the metal cutting process.As sensor based approaches provide an automated and cost effective way to monitor and control, an efficient feature extraction methodology based on nonlinear time series analysis is much more demanding. The task here is more complex when the information has to be deduced solely from sensor signals since traditional methods do not address the issue of how to treat noise present in real-world processes and its non-stationarity. In an effort to get over these two issues to the maximum possible, this thesis adopts the recurrence quantification analysis methodology in the study since this feature extraction technique is found to be robust against noise and stationarity in the signals.The work consists of two different sets of experiments in a lathe; set-I and set-2. The experiment, set-I, study the influence of tool wear on the RQA variables whereas the set-2 is carried out to identify the sensitive RQA variables to machine tool chatter followed by its validation in actual cutting. To obtain the bounds of the spectrum of the significant RQA variable values, in set-i, a fresh tool and a worn tool are used for cutting. The first part of the set-2 experiments uses a stepped shaft in order to create chatter at a known location. And the second part uses a conical section having a uniform taper along the axis for creating chatter to onset at some distance from the smaller end by gradually increasing the depth of cut while keeping the spindle speed and feed rate constant.The study concludes by revealing the dependence of certain RQA variables; percent determinism, percent recurrence and entropy, to tool wear and chatter unambiguously. The performances of the results establish this methodology to be viable for detection of tool wear and chatter in metal cutting operation in a lathe. The key reason is that the dynamics of the system under study have been nonlinear and the recurrence quantification analysis can characterize them adequately.This work establishes that principles and practice of machining can be considerably benefited and advanced from using nonlinear dynamics and chaos theory.

Analysis of System Signals Based on Cross Recurrence Method for System Dynamics Characterization

Natural systems are inherently non linear. Recurrent behaviours are typical of natural systems. Recurrence is a fundamental property of non linear dynamical systems which can be exploited to characterize the system behaviour effectively. Cross recurrence based analysis of sensor signals from non linear dynamical system is presented in this thesis. The mutual dependency among relatively independent components of a system is referred as coupling. The analysis is done for a mechanically coupled system specifically designed for conducting experiment. Further, cross recurrence method is extended to the actual machining process in a lathe to characterize the chatter during turning. The result is verified by permutation entropy method. Conventional linear methods or models are incapable of capturing the critical and strange behaviours associated with the dynamical process. Hence any effective feature extraction methodologies should invariably gather information thorough nonlinear time series analysis. The sensor signals from the dynamical system normally contain noise and non stationarity. In an effort to get over these two issues to the maximum possible extent, this work adopts the cross recurrence quantification analysis (CRQA) methodology since it is found to be robust against noise and stationarity in the signals. The study reveals that the CRQA is capable of characterizing even weak coupling among system signals. It also divulges the dependence of certain CRQA variables like percent determinism, percent recurrence and entropy to chatter unambiguously. The surrogate data test shows that the results obtained by CRQA are the true properties of the temporal evolution of the dynamics and contain a degree of deterministic structure. The results are verified using permutation entropy (PE) to detect the onset of chatter from the time series. The present study ascertains that this CRP based methodology is capable of recognizing the transition from regular cutting to the chatter cutting irrespective of the machining parameters or work piece material. The results establish this methodology to be feasible for detection of chatter in metal cutting operation in a lathe.

Studies on Minced Fish Technology

The quality of minced fish, as mentioned earlier depends largely on the type and quality of the raw material used, as well as on the processing methods employed. Moreover, fish mincing involves cutting up of tissues thereby increasing surface area to a great extent and releasing of enzymes and nutrients from the tissues. Due to these factors fish mince is relatively more prone to chemical. autolytic and microbial spoilage. Hence study of minced fish with these factors in focus is very important. Equally important is the availability, price and preference of the raw material vis-a-vis the end products and the storage period it passes through. In the present study. changes in the bacterial flora. both quantitative and qualitative of the dressed fish, viz. Nemipterus japonicas and mince from the same fish during freezing and frozen storage have been investigated in detail. The effect of a preservative. viz. . EZDTA on the bacteriological and shelf life characteristics of the minced fish has also been investigated. Attempts have also been made to develop various types of products from mince and to study their storage life.

Non-destruct|ve testing of non-metallic materials using microwaves

The motivatitni for" the present work is from .a project sanctioned by TSRO. The work involved the development of a quick and reliable test procedure using microwaves, for tflue inspection of cured propellant samples and a method to monitor the curing conditions of propellant mix undergoing the curing process.Normal testing CHE the propellant samples involvecuttimg a piece from each carton and testing it for their tensile strength. The values are then compared with standard ones and based on this result the sample isaccepted or rejected. The tensile strength is a measure ofdegree of cure of the propellant mix. But this measurementis a destructive procedure as it involves cutting of the sample. Moreover, it does not guarantee against nonuniform curing due to power failure, hot air-line failure,operator error etc. This necessitated the need for the development of a quick and reliable non-destructive test procedure.

Randzonenveränderung beim Bohren und ihre Auswirkung auf Folgebearbeitungsverfahren

In der Praxis kommt es bei der spanenden Bearbeitung immer wieder zu großen Standwegunterschieden identischer Werkzeuge bei vordergründig identischen Bearbeitungsrandbedingungen. Insbesondere bei Fertigungsschritten, die das Bohren als Vorbearbeitung erfordern, kommt es gelegentlich zu atypischen Verschleißerscheinungen, die auf das Entstehen einer Neuhärtezone an der Werkstückoberfläche beim Bohren zurückgeführt werden. Grundsätzlich sind Randzonenveränderungen eine Folge der mechanischen und thermischen Beanspruchung bei der Bearbeitung. Beim Eindringen des Schneidkeils kommt es zu Kornverzerrungen, welche die Werkstückhärte bis in eine Tiefe von 40 bis 80 µm erhöhen können. Überdies wird die Randzone des Werkstücks durch den Bearbeitungsvorgang und den Spantransport erhitzt und durch den Kühlschmierstoff bzw. die so genannte Selbstabschreckung im Anschluss sehr schnell abgekühlt. So kann es in Abhängigkeit der Randbedingungen zu Gefügeänderungen mit härtesteigernder (Sekundärabschreckung) oder härtemindernder (Anlasseffekte) Wirkung kommen. Nicht zuletzt beeinflussen beide Beanspruchungsarten auch das Ausmaß der Eigenspannungen in der Werkstückoberfläche. In dieser Arbeit werden die beim Kernlochbohren erzeugten Randzonenveränderungen sowie die Standzeit von Folgebearbeitungswerkzeugen, wie Gewindebohrern und Gewindeformern, und deren Abhängigkeit vom Verschleißzustand des Kernlochbohrers untersucht. Weiterhin werden mit Hilfe einer Energiebilanz die Anteile herausgefiltert, die primär die Eigenschaften der Bohrungsrandzone beeinflussen. Dies geschieht mit Hilfe einer mathematischen Modellierung des Bohrprozesses, in der die Einflüsse der Schneidkantengeometrie, der Schneidkantenverrundung, der Schneidkantenfase sowie des Freiflächenverschleißes berücksichtigt werden.

Aspekte des Prozesses der N-Freisetzung aus Humus-Vorratsabbau

In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen von Umweltveränderungen in einem N-gesättigten Buchenwaldökosystem über Basalt (Braunerde) untersucht. Unter veränderten Umweltbedingungen sind hier vor allem Bestandesdachauflösung, immissions- oder waldbaulich bedingt, und Klimaveränderung zu verstehen, die eine Erwärmung des Oberbodens zur Folge haben. Die Änderungen der Umweltbedingungen werden in diesem Versuchsansatz durch einen waldbaulichen Eingriff simuliert, durch den eine Bestandeslücke entsteht, die in einer Erwärmung des Bodens resultieren und damit den Wasser- und Elementhaushalt insgesamt beeinflussen. Es wird deutlich, dass die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Flächen als N-gesättigt bezeichnet werden können, da die N-Verluste aus dem System die Größe der Einträge überschreiten. In der Folge ist es zu einer Entkopplung des Stoffhaushalts und damit zu erhöhter N-Mobilisierung gekommen. Diese konnte vor allem im hydrologischen Jahr 1996 dokumentiert werden; der Überschuss-N-Output liegt auf der Auflichtungsfläche bei bis zu 50 kg N/(ha*a)! Die beobachteten hohen N-Austräge erfolgten trotz eines ebenfalls beobachteten Anwachsens des mikrobiellen Stickstoff-Pools und des Aufwachsens einer krautigen und strauchigen Vegetation auf der Auflichtungsfläche. Im Jahresgang konnten auf der Auflichtungsfläche in 0 - 30 cm Bodentiefe maximale Änderungen im Nmic-Vorrat von 130 kg N/(ha*a) beobachtet werden. Das im Frühjahr beginnende quantitative Anwachsen des mikrobiellen Stickstoff-Pools mit dem Jahresgang zeigt vor allem dessen Temperaturabhängigkeit auf. Die am Ende der Vegetationsperiode deutlich ansteigenden Austragsraten zeigen jedoch an, dass der freigesetzte Stickstoff auch von den Mikroorganismen nicht dauerhaft im System gehalten werden kann, da mit fallender Temperatur auch die Mikroorganismen absterben und der in ihrer Biomasse gespeicherte Stickstoff freigesetzt wird. Aufwachsende Vegetation auf der Auflichtungsfläche konnte einen Großteil des Netto-Stickstoff-Jahreseintrages aufnehmen. Da die "Netto-Jahres-Mineralisation" 1996 leicht über der Wurzelaufnahme liegt, verbleibt ein Rest, der nicht von der aufwachsenden krautigen Vegetation der Auflichtungsfläche aufgenommen werden kann. Ergebnis ist damit, dass die auf Lochhieben aufwachsende krautige und strauchige Vegetation eine temperaturbedingte Stickstoffmobilisierung nur teilweise kompensieren kann. Allein aufwachsende verholzende Vegetation kann Stickstoff langfristig im System binden.

Entwicklung eines Verfahrens zum Schneiden und Schälen von Obst mit Hochdruckwasserstrahlen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt und untersucht, mit welchem Früchte annähernd verlustfrei und unter sehr hygienischen Bedingungen geschnitten werden können. Die Produkte – hier gezeigt am Beispiel von Äpfeln und Melonen – werden mit einem Hochdruckwasserstrahl geschnitten, der durch ein bildverarbeitendes System entsprechend der Anatomie der Frucht geführt werden kann. Die Vorteile dieses Verfahrens sind die individuelle Schnittführung, die Materialverluste minimiert und die Tatsache, dass die Frucht ohne wesentlichen Eingriff von Personal bearbeitet wird. Die Literaturauswertung ergab, dass diese Technologie bislang noch nicht bearbeitet wurde. Der Einsatz des Hochdruckwasserstrahlschneidens im Bereich der Agrartechnik beschränkte sich auf das Schneiden von Zuckerrüben Brüser [2008], Ligocki [2005] bzw. Kartoffeln Becker u. Gray [1992], das Zerteilen von Fleisch Bansal u. Walker [1999] und Fisch Lobash u. a. [1990] sowie die Nutzung von Wasserstrahlen im Zusammenhang mit der Injektion von Flüssigdünger in Ackerböden Niemoeller u. a. [2011]. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Einsatzmöglichkeiten des Wasserstrahlschneidens zu erfassen und zu bewerten. Dazu wurden in einer Vielzahl von Einzelversuchen die Zusammenhänge zwischen den Prozessparametern wie Wasserdruck, Düsendurchmesser, Vorschubgeschwindigkeit und Düsenabstand auf das Schnittergebnis, also die Rauheit der entstehenden Schnittfläche untersucht. Ein Vergleich mit konventionellen Schneidemethoden erfolgte hinsichtlich der Schnittergebnisse und der Auswirkungen des Wasserstrahlschneidens auf nachfolgende Verfahrensschritte, wie dem Trocknen.

Survey of Agricultural Practices and Alternatives to Pesticide Use to Conserve Water Resources in the Mojanda Watershed, Ecuador

Agriculture in the Mojanda Watershed is facing rainfall reductions caused by climate change. Reductions of water availability in the Watershed are also due to constant extension of the agricultural activities into the páramo ecosystem above 3000m a.s.l., with this ecosystem having immanently important functions in the local water balance. The application of pesticides threatens the quality of water and with less precipitation contaminations will further concentrate in the outflow. To analyze problems associated with agricultural practices in the area a questionnaire about agricultural practices (28) was conducted and fields (20) were surveyed for pests and diseases with a focus on potatoes (Solanum tuberosum L.), tree tomatoes (Solanum betaceum Cav.) and peas (Pisum sativum L.). Potatoes were infected to a low degree with Phytophthora infestans and according to the farmers the Andean potato weevil (Premnotrypes spec.) caused biggest losses. To combat the weevil the soils are disinfected with toxic Carbofuran (WHO Class 1B). Tree tomatoes showed symptoms of various fungal diseases. Most important was Fusarium solani causing the branches to rot and Anthracnosis (Colletotrichum gloeosporioides) causing the fruits to rot. Fungicide applications were correspondingly high. Peas were only minorly affected by Ascochyta blight (Mycosphaerella pinodes) and a root rot. Overall 19 active ingredients were applied of which fungicide Mancozeb (WHO class table 5) and insecticide Carbofuran (WHO Class 1B) were applied the most. Approved IPM methods are advised to reduce pesticide use. For tree tomatoes regular cutting of branches infected with F. solani and regular collection and disposal of infected fruits with Anthracnosis are advised. For potatoes plastic barriers around the fields prevent the Andean potato weevil from laying eggs thus reducing infestation with the larvae in the tubers. Local bioinsecticide “Biol” seems effective and without harm to the environment, although not used by many farmers. Organic fertilization promises to restore decreasing soil fertility, water holding capacity and reduce erosion. The here presented alternatives and strategies to reduce pesticide use pose an opportunity to preserve the water resources of the region.

Development of mechanical methods for cell-tray propagation and field transplanting of dwarf napiergrass (Pennisetum purpureum Schumach.)

Since dwarf napiergrass (Pennisetum purpureum Schumach.) must be propagated vegetatively due to lack of viable seeds, root splitting and stem cuttings are generally used to obtain true-to-type plant populations. These ordinary methods are laborious and costly, and are the greatest barriers for expanding the cultivation area of this crop. The objectives of this research were to develop nursery production of dwarf napiergrass in cell trays and to compare the efficiency of mechanical versus manual methods for cell-tray propagation and field transplanting. After defoliation of herbage either by a sickle (manually) or hand-mowing machine, every potential aerial tiller bud was cut to a single one for transplanting into cell trays as stem cuttings and placed in a glasshouse over winter. The following June, nursery plants were trimmed to a 25–cm length and transplanted in an experimental field (sandy soil) with 20,000 plants ha^(−1) either by shovel (manually) or Welsh onion planter. Labour time was recorded for each process. The manual defoliation of plants required 44% more labour time for preparing the stem cuttings (0.73 person-min. stemcutting^(−1)) compared to using hand-mowing machinery (0.51 person-min. stem-cutting^(−1)). In contrast, labour time for transplanting required an extra 0.30 person-min. m^(−2) (14%) using the machinery compared to manual transplanting, possibly due to the limited plot size for machinery operation. The transplanting method had no significant effect on plant establishment or plant growth, except for herbage yield 110 days after planting. Defoliation of herbage by machinery, production using a cell-tray nursery and mechanical transplanting reduced the labour intensity of dwarf napiergrass propagation.

Lifecycle Value Framework for Tactical Aircraft Product Development

Due to a dramatic reduction in defense procurement, the benchmark for developing new defense systems today is performance at an affordable cost. In an attempt to encircle a more holistic perspective of value, lifecycle value has evolved as a concept within the Lean Aerospace Initiative, LAI. The implication of this is development of products incorporating lifecycle and long-term focus instead of a shortsighted cost cutting focus. The interest to reduce total cost of ownership while still improving performance, availability, and sustainability, other dimensions taken into account within the lifecycle value approach, falls well within this context. Several factors prevent enterprises from having a holistic perspective during product development. Some important aspects are increased complexity of the products and significant technological uncertainty. The combination of complexity in system design and the limits of individual human comprehension typically prevent a best value solution to be envisioned. The purpose of this research was to examine relative contributions in product development and determine factors that significantly promote abilities to consider and achieve lifecycle value. This paper contributes a maturity matrix based on important practices and lessons learned through extensive interview based case studies of three tactical aircraft programs, including experiences from more than 100 interviews.

Refrigeració de les gillettes d’ una talladora industrial

L’empresa Proslit Equipment forma part del Grup Comexi i la seva activitat consisteix en la fabricació de màquines talladores de material flexible. Degut als avenços tecnològics, s’han incrementat les prestacions de les seves màquines, entre altres coses, s’ha augmentat la velocitat de tall del film fins a 800 m/min. Aquest factor afegit a condicionants com per exemple treballar amb materials gruixuts i abrasius, a temperatures ambientals elevades, etc. fa que sorgeixi una problemàtica en el tall gillette. Degut a la fricció entre el film que circula i les gillettes que el tallen, es crea una energia calorífica que fa augmentar la temperatura de les gillettes fins a tal extrem que aquestes provoquen petites fusions del plàstic, aquest s’incrusta a les gillettes que s’acaben trencant. L’objecte principal d’aquest projecte és fer una anàlisi tècnica mitjançant elements finits de la problemàtica que s’ha detectat a les màquines talladores de l’empresa Proslit Equipment, concretament de l’escalfament de les gillettes utilitzades en el sistema de tall. Es pretén crear un model teòric que s’aproximi al màxim a la realitat de manera que es pugui observar el comportament tèrmic del sistema de tall en funció de les condicions que es determinin com a més desfavorables. Una vegada s’obtinguin aquests resultats teòrics, es valoraran i es proposaran solucions

Tamizaje neonatal para fibrosis quística en una muestra de la ciudad de Bogotá

La Fibrosis Quística es la enfermedad autosómica recesiva mas frecuente en caucásicos. En Colombia no se conoce la incidencia de la enfermedad, pero investigaciones del grupo de la Universidad del Rosario indican que podría ser relativamente alta. Objetivo: Determinar la incidencia de afectados por Fibrosis Quística en una muestra de recién nacidos de la ciudad de Bogotá. Metodología: Se analizan 8.297 muestras de sangre de cordón umbilical y se comparan tres protocolos de tamizaje neonatal: TIR/TIR, TIR/DNA y TIR/DNA/TIR. Resultados: El presente trabajo muestra una incidencia de 1 en 8.297 afectados en la muestra analizada. Conclusiones: Dada la relativamente alta incidencia demostrada en Bogotá, se justifica la implementación de Tamizaje Neonatal para Fibrosis Quística en Colombia.

Catalysis at the University of Southampton

This is a video resource to support the teaching of catalysis at A-level. It features explanations of the underlying theory, coupled with an outline of cutting research in this area of Chemistry at the University of Southampton, which relates to the A-level topic. The video files are in the .zip folder, and instructions for how to access them can be found in the attached document. You will also find a Word document called 'Skeleton notes', which is designed to be printed out by students and completed as they watch the video. We will be seeking feedback from students who use the resource, to find out their views about its effectiveness in educational terms. If you have any comments, or if you spot any errors, please contact Dr David Read (d.read@soton.ac.uk).

La estrategia digital y promocional para Rockin’ Muffin

Rockin' Muffin es una nueva pequeña empresa dedicada a la producción y venta de muffins de diferentes sabores que nace con el propósito de cubrir la alta demanda de productos de este tipo en la ciudad de Bogotá. Específicamente el mercado de la repostería y la pastelería en el país ha tomado un fuerte impulso a raíz del auge de la gastronomía gourmet especializada y la globalización, principalmente mediática, que este vive desde hace varios años. Continuamente surgen nuevos productos y nuevas tendencias de moda alimenticia que buscan mantener un constante crecimiento del sector adoptando estilos vanguardistas. Es ahí donde se abren cabida los muffins apareciendo en el mercado colombiano y posicionándose como uno de los acompañantes predilectos, sides, o postres para diferentes ocasiones. Este proyecto pretende, en su objetivo general, definir el segmento de mercado de Rockin’ Muffin, e implementar sólidas estrategias digitales y promocionales con el propósito de incrementar la venta de sus productos y sus resultados comerciales.

Morbilidad laboral en el sector agrícola en trabajadores afiliados a una administradora de riesgos laborales (ARL) de Colombia, durante el periodo 2011-2012.

Este estudio muestra la prevalencia por enfermedad laboral de un grupo de trabajadores afiliados a una ARL en Colombia. Compara la morbilidad laboral entre dos grupo de trabajadores expuestos y no expuestos al trabajo agrícola y al interior del grupo de trabajadores agrícolas agrupados en las actividades de corte de caña, cultivo de banano y flores. Se realizó un estudio descriptivo de tipo transversal durante el periodo 2011-2012, mediante la revisión de una base de datos de morbilidad laboral. Se realizó un análisis uni-variado y Bi-variado y se comparó la morbilidad con datos sociodemográficos, grupos de trabajadores agrícolas y no agrícolas, y actividad productiva del sector agrícola. Se revisaron 3129 diagnósticos de enfermedad profesional durante el periodo de estudio, 433 diagnósticos fueron trabajadores agrícolas y 2696 pertenecieron a otros grupos de trabajadores. Los desórdenes Osteomusculares fueron los diagnósticos más prevalentes en el grupo Agro 92% y No Agro 86% y en las actividades de corte de caña, cultivo de banano y flores. Entre el grupo Agrícola y no agrícola se encontraron diferencias significativas en los siguientes diagnósticos: Síndrome del túnel del carpo, Síndrome de manguito rotador, Otras sinovitis y tenosinovitis, Lumbago no Especificado, Hipoacusia Neurosensorial Bilateral y epicondilitis lateral; de igual manera se encontraron diferencias entre las actividades de corte de caña y cultivo de banano y flores en los diagnósticos de: Epicondilitis, Sinovitis, Síndrome del túnel del Carpo y Trastorno lumbar. El factor de riesgo más prevalente en el grupo agrícola fue el Ergonómico con el 92.8% de los casos