Siltanosturin teräsrakenteen suunnittelun avuksi luodun ohjelman jatkokehitys

Diplomityössä tehdään jatkokehitystä KCI Konecranes yrityksen siltanosturin laskentaohjelmaan. Ohjelman tärkeimmät jatkokehityskohteet kartoitettiin käyttäjäkyselyn avulla ja niistä valittiin toivotuimmat, sekä diplomityön lujuusopilliseen aihepiiriin parhaiten soveltuvat. Työhön valitut kaksi aihetta ovat koteloprofiilin kaksiosaisen uuman lujuuslaskennan selvittäminen ja siltanosturin kahdeksanpyöräisenpäätykannattajan elementtimallin suunnittelu. Diplomityössä selvitetään jatkokehityskohteisiin liittyvä teoria, mutta varsinainen ohjelmointi jätetään työn ulkopuolelle. Kaksiosaisella uumalla varustetussa koteloprofiilissa nostovaunun kulkukiskon alla olevan uuman yläosa tehdään paksummaksi, jotta uuma kestäisi nostovaunun pyöräkuormasta aiheutuvan paikallisen jännityksen, eliniin sanotun rusennusjännityksen. Rusennusjännityksen määrittäminen uumalevyissä on kaksiosaisen uuman lujuuslaskennan tärkein tehtävä. Rusennuksen aiheuttamankalvojännityksen ja jännityskeskittymien määrittämiseen erilaisissa konstruktioissa etsittiin sopivimmat menetelmät kirjallisuudesta ja standardeista. Kalvojännitys voidaan määrittää luotettavasti käyttäen joko 45 asteen sääntöä tai standardin mukaista menetelmää ja jännityskonsentraatioiden suuruus saadaan kertomallakalvojännitys jännityskonsentraatiokertoimilla. Menetelmien toimivuus verifioitiin tekemällä kymmeniä uuman elementtimalleja erilaisin dimensioin ja reunaehdoin ja vertaamalla elementtimallien tuloksia käsin laskettuihin. Käsin lasketut jännitykset saatiin vastaamaan tarkasti elementtimallien tuloksia. Kaksiosaisen uuman lommahdus- ja väsymislaskentaa tutkittiin alustavasti. Kahdeksanpyöräisiä päätykannattajia käytetään suurissa siltanostureissa pienentämään pyöräkuormia ja radan rusennusjännityksiä. Kahdeksanpyöräiselle siltanosturin päätykannattajalle suunniteltiin elementtimallit molempiin rakenteesta käytettyihin konstruktioihin: nivelöityyn ja jäykkäkehäiseen malliin. Elementtimallien rakentamisessa hyödynnettiin jo olemassa olevia malleja, jolloin niiden lisääminen ohjelmakoodiin nopeutuu ja ne ovat varmasti yhteensopivia muiden laskentamoduuleiden kanssa. Elementtimallien värähtelyanalyysin reunaehtoja tarkasteltiin. Värähtelyanalyysin reunaehtoihin ei tutkimuksen perusteella tarvitse tehdä muutoksia, mutta staattisen analyysin reunaehdot kaipaavat vielä lisätutkimusta.

Puutavaranosturin teleskooppipuomin kehittäminen ultralujilla teräksillä toteutettavaksi

Diplomityössä on tutkittu ultralujien terästen käyttömahdollisuuksia puutavaranosturin puomirakenteissa. Työn tavoitteena on ollut suunnitella uusi puomikonstruktio, joka on kevyempi kuin aiemmat ratkaisut, mutta täyttää kuitenkin sovellettavien standardien asettamat vaatimukset väsymisen, staattisen kestävyyden ja stabiliteetin suhteen. Työ on tehty vertailemalla erilaisten uusien profiilien ja rakenneyksityiskohtien ominaisuuksia toisiinsa ja vanhaan rakenteeseen. Vertailukriteereinä on käytetty elastista taivutuskapasiteettia, kriittistä lommahduskuormaa, väsymislujuutta sekä hitsaus- ja materiaalikustannuksia. Työn lopputuloksena saatiin ehdotus uudeksi teleskooppipuomiksi, joka on noin 8 % kevyempi kuin nykyinen ratkaisu.

Dramatic response of vemurafenib-induced cutaneous lesions upon switch to dual BRAF/MEK inhibition in a metastatic melanoma patient.

BRAF inhibitory therapy is the mainstream treatment for BRAF mutant advanced melanoma. However vemurafenib, a type I mutant BRAF V600 inhibitor, induces an array of proliferative skin disorders from keratosis pilaris-like and keratoacanthoma-like lesions to locally aggressive cutaneous squamous cell carcinoma (cuSCC). Dual BRAF/MEK inhibition is known to lower the incidence of such manifestations, but it is not known whether it can counteract established lesions. Here we show, for the first time, a dramatic response and a restitution ad integro upon dual inhibition of a widespread proliferative affection induced by BRAF monotherapy. A 75-year-old woman was diagnosed with a BRAF V600E mutated metastatic melanoma. Following dacarbazine (DTIC) and ipilimumab, the patient was started on 960 mg twice daily vemurafenib (Zelboraf), which resulted in complete response, but the patient also developed grade IV skin toxicity. Despite dose-reduction to 720 mg twice daily the side effects persisted. We hypothesized that a switch to double inhibition of the mitogen-activated protein kinase pathway with dabrafenib and trametinib could lead to improvement of the skin lesions, while preserving tumor control. The patient was closely followed for changes in skin lesions. We witnessed a rapid regression followed by complete disappearance of all side effects of vemurafenib except for grade I fatigue. The biopsied skin lesions show regression of established keratoacanthoma-like lesions with signs of apoptosis. Switching from the current standard of care vemurafenib therapy to the double BRAF/MEK inhibition in BRAF mutant melanoma patients results in rapid disappearance of established proliferative skin disorders.

Effect of hip flexion angle on hamstring optimum length after a single set of concentric contractions.

The eccentric contraction mode was proposed to be the primary stimulus for optimum angle (angle at which peak torque occurs) shift. However, the training range of motion (or muscle excursion range) could be a stimulus as important. The aim of this study was to assess the influence of the training range of motion stimulus on the hamstring optimum length. It was hypothesised that performing a single set of concentric contractions beyond optimal length (seated at 80° of hip flexion) would lead to an immediate shift of the optimum angle to longer muscle length while performing it below (supine at 0° of hip flexion) would not provide any shift. Eleven male participants were assessed on an isokinetic dynamometer. In both positions, the test consisted of 30 consecutive knee flexions at 4.19 rad · s⁻¹. The optimum angle was significantly shifted by ∼15° in the direction of longer muscle length after the contractions at 80° of hip flexion, while a non-significant shift of 3° was found at 0°. The hamstring fatigability was not influenced by the hip position. It was concluded that the training range of motion seems to be a relevant stimulus for shifting the optimum angle to longer muscle length. Moreover, fatigue appears as a mechanism partly responsible for the observed shift.

An Assessment ofFatigue Strength of Load Carrying Welded Joints with Lack of Penetration

On yleisesti tiedossa, että väsyttävän kuormituksen alaisena olevat hitsatut rakenteet rikkoutuvat juuri hitsausliitoksista. Täyden tunkeuman hitsausliitoksia sisältävien rakenteiden asiantunteva suunnittelu janykyaikaiset valmistusmenetelmät ovat lähes eliminoineet väsymisvauriot hitsatuissa rakenteissa. Väsymislujuuden parantaminen tiukalla täyden tunkeuman vaatimuksella on kuitenkin epätaloudellinen ratkaisu. Täyden tunkeuman hitsausliitoksille asetettavien laatuvaatimuksien on määriteltävä selkeät tarkastusohjeet ja hylkäämisperusteet. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia geometristen muuttujien vaikutusta kuormaa kantavien hitsausliitosten väsymislujuuteen. Huomio kiinnitettiin pääasiassa suunnittelumuuttujiin, joilla on vaikutusta väsymisvaurioiden syntymiseen hitsauksen juuren puolella. Nykyiset määräykset ja standardit, jotka perustuvat kokeellisiin tuloksiin; antavat melko yleisiä ohjeita hitsausliitosten väsymismitoituksesta. Tämän vuoksi muodostettiin kokonaan uudet parametriset yhtälöt sallitun nimellisen jännityksen kynnysarvon vaihteluvälin, ¿¿th, laskemiseksi, jotta vältettäisiin hitsausliitosten juuren puoleiset väsymisvauriot. Lisäksi, jokaiselle liitostyypille laskettiin hitsin juuren puolen väsymisluokat (FAT), joita verrattiin olemassa olevilla mitoitusohjeilla saavutettuihin tuloksiin. Täydentäviksi referensseiksi suoritettiin useita kolmiulotteisia (3D) analyysejä. Julkaistuja kokeellisiin tuloksiin perustuvia tietoja käytettiin apuna hitsausliitosten väsymiskäyttäytymisen ymmärtämiseksi ja materiaalivakioiden määrittämiseksi. Kuormaa kantavien vajaatunkeumaisten hitsausliitosten väsymislujuus määritettiin käyttämällä elementtimenetelmää. Suurimman pääjännityksen kriteeriä hyödynnettiin murtumiskäyttäytymisen ennakoimiseksi. Valitulle hitsatulle materiaalille ja koeolosuhteille murtumiskäyttäytymistä mallinnettiin särön kasvunopeudella da/dN ja jännitysintensiteettikertoimen vaihteluvälillä, 'K. Paris:n yhtälön numeerinen integrointi suoritettiin FRANC2D/L tietokoneohjelmalla. Saatujen tulosten perusteella voidaan laskea FAT tutkittavassa tapauksessa. ¿¿th laskettiin alkusärön jännitysintensiteettikertoimen vaihteluvälin ja kynnysjännitysintensiteettikertoimen, 'Kth, perusteella. ¿Kth arvoa pienemmällä vaihteluvälillä särö ei kasva. Analyyseissäoletuksena oli hitsattu jälkikäsittelemätön liitos, jossa oli valmis alkusärö hitsin juuressa. Analyysien tulokset ovat hyödyllisiä suunnittelijoille, jotka tekevät päätöksiä koskien geometrisiä parametreja, joilla on vaikutusta hitsausliitosten väsymislujuuteen.

Análisis y desarrollo de métodos para la detección de apneas en electrocardiograma

El proyecto nace de la necesidad de ofrecer un método de análisis de apneas por somnolencia que pueda ser utilizado con señales biológicas adquiridas sin contacto, como por ejemplo el ECG. Obtener señales biológicas con sensores sin contacto es muy importante en la monitorización de conductores, ya que la somnolencia al volante es una de las causas de accidente de tráfico más frecuentes, según el último estudio de la DGT. La apnea es un indicador de que el usuario tiene síntomas de cansancio y por ello, en este proyecto, se hace un estudio de variabilidad de señales derivadas del ECG para detectar zonas de fatiga y después caracterización morfológica de la apnea para localizarlas en las regiones de fatiga.

Adverse tissue reaction to corrosion at the neck-stem junction after modular primary total hip arthroplasty.

Complications related to the neck-stem junction of modular stems used for total hip arthroplasty (THA) are generating increasing concern. A 74-year-old male had increasing pain and a cutaneous reaction around the scar 1 year after THA with a modular neck-stem. Imaging revealed osteolysis of the calcar and a pseudo-tumour adjacent to the neck-stem junction. Serum cobalt levels were elevated. Revision surgery to exchange the stem and liner and to resect the pseudo-tumour was performed. Analysis of the stem by scanning electron microscopy and by energy dispersive X-ray and white light interferometry showed fretting corrosion at the neck-stem junction contrasting with minimal changes at the head-neck junction. Thus, despite dry assembly of the neck and stem on the back table at primary THA, full neck-stem contact was not achieved, and the resulting micromotion at the interface led to fretting corrosion. This case highlights the mechanism of fretting corrosion at the neck-stem interface responsible for adverse local tissue reactions. Clinical and radiological follow-up is mandatory in patients with dual-modular stems.

MIG-juotto väsymiskestävyyden parantamismenetelmänä

Tässä tutkimuksessa esitellään MIG-juoton periaatteet ja tarkastellaan menetelmää siitä näkökulmasta, että menetelmä voisi toimia yhtenä varteenotettavana hitsattujen liitosten väsymiskestävyyden parantamismenetelmänä. Muiden parantamismenetelmien laajaa kirjoa esitellään lyhyesti. MIG-juoton soveltuvuutta parantamismenetelmäksi tutkittiin väsytyskokein. Kokeiden avulla määritettiin pelkästään MIG-juotetun liitoksen väsymiskestävyys erilaisissa tapauksissa. Lisäksi määritettiin väsymiskestävyys tapauksessa, jossa perinteisen MAG-pienahitsin rajaviivalle MIG-juotetiin ylimääräinen palko. Jälkimmäisessä tapauksessa menetelmä toimii väsymiskestävyyden parantamismenetelmänä. Väsytyskokeita tehtiin kaikkiaan 63 kpl.Kaikkiaan erilaisia väsytyskoesarjoja oli kymmenen, joista kuusi oli 8-10 koekappaletta käsittäviä varsinaisia tutkittavia tapauksia ja neljä pieniä, vain kaksi tai kolme koesauvaa käsittäviä pilottikoesarjoja. Koetuloksia verrattiin IIW:n(International Institute of Welding) suunnitteluohjeisiin ja suosituksiin. MIG-juotettujen liitosten väsymiskestävyys oli yleisesti ottaen hyvä. Päittäisliitosoli vähintään yhtä hyvä kuin tavanomaisesti hitsattu. Voimaa kantavassa taivutustapauksessa saatiin 110 % parempi väsymislujuus verrattuna IIW:n suunnitteluohjeeseen. Voimaa kantamattomissa poikittaisissa kiinnitysliitoksissa puolestaan saavutettiin paikallisia nimellisiä jännityksiä käyttäen 70-80 %:n parannus suunnitteluohjeeseen nähden. Pelkästään MIG-juotetun liitoksen ja 'parannetun' liitoksen väsymislujuudet olivat tässä tapauksessa likimain yhtä suuret. MIG-juottoa käytetään vaihtoehtoisena liittämismenetelmänä jo joissakin teollisissa sovelluksissa. Tämän tutkimuksen koetulokset antavat selviä viitteitä siitä, että menetelmä voisi toimia yhtenä varteenotettavana väsymiskestävyyden parantamiskeinona uusille tai korjatuille rakenteille. Vaaditaan kuitenkin vielä lisätutkimuksia, jotta menetelmää voisi soveltaa luottavaisin mielin tuotantokäytössä väsymiskestävyyden parantamismenetelmänä.

Expanding view of phenotype and oxidative stress in Friedreich's ataxia patients with and without idebenone

Summary: Friedreich's ataxia (FRDA), the most common autosomal recessive ataxia, is characterised by progressive ataxia with dysarthria of speech, loss of deep-tendon reflexes, impaired vibratory and proprioceptive sensations and corticospinal weakness with a Babinski's sign. Patients eventually also develop kyphoscoliosis, cardiomyopathy and diabetes mellitus. The disease is a GAA repeat disorder resulting in severely reduced levels of frataxin, with secondary increased sensitivity to oxidative stress. The anti-oxidative drug, idebenone, is effective against FRDA-associated cardiomyopathy. We provide detailed clinical, electrophysiological and biochemical data from 20 genetically confirmed FRDA patients and have analysed the relation-ship between phenotype, genotype and malondialdehyde (MDA), which is a marker of superoxide formation. We assessed the effects of idebenone biochemically by measuring blood M DA and clinically by serial measurements of the International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS). The GAA repeat length influenced the age at onset (p <0.001), the severity of ataxia (p= 0.02), the presence of cardiomyopathy (p =0.04) and of low-frequency hearing loss (p = 0.009). Multilinear regression analysis showed (p = 0.006) that ICARS was dependent on the two variables of disease duration (p = 0.01) and size of the GAA expansion (p = 0.02). We found no correlation to bilateral palpebral ptosis visual impairment, diabetes mellitus or skeletal deformities, all of which appear to be signs of disease progression rather than severity. We discuss more thoroughly two underrecognised clinical findings: palpebral ptosis and GAA length-dependent low-frequency hearing loss. The average ICARS remained unchanged in 10 patients for whom follow-up on treatment was available (mean 2.9 years), whereas most patients treated with idebenone reported an improvement in dysarthria (63%), hand dexterity (.58%) and fatigue (47%) after taking the drug for several weeks or months. Oxidative stress analysis showed an unexpected increase in blood MDA levels in patients on idebenone (p = 0.04), and we discuss the putative underlying mechanism for this result, which could then explain the unique efficacy of idebenone in treating the FRDA-associated cardiomyopathy, as opposed to other antioxidative drugs. Indeed, idebenone is not only a powerful stimulator of complexes II and III of the respiratory chain, but also an inhibitor of complex I activity, then promoting superoxide formation. Our preliminary clinical observations are the first to date supporting an effect of idebenone in delaying neurological worsening. Our MDA results point to the dual effect of idebenone on oxidative stress and to the need for controlled studies to assess its potential toxicity at high doses on the one hand, and to revisit the exact mechanisms underlying the .physiopathology of Friedreich's ataxia on the other hand, while recent reports suggest non-oxidative pathophysiology of the disease.

La bioimpédancemétrie corporelle totale comme outil de monitoring des performances en natation

Dans le cadre de la planification de l'entraînement d'un athlète, l'affûtage précompétitif consiste à réduire les charges d'entraînement et éliminer le stress des séances précédentes afin d'optimiser les performances futures. Il existe des outils pour analyser les changements physiologiques qui se manifestent dans l'organisme des sportifs pendant cette période et qui sont responsables du gain de performance. L'analyse des indices corporels par bioimpédancemétrie pourrait constituer un outil simple et non invasif pour monitorer les performances et l'entraînement des sportifs d'élites. Méthodologie : Treize nageurs élites ont été analysés sur trois affûtages (T1, N=7 ; T2, N=6 et T3, N=8) qui précèdent trois objectifs nationaux majeurs. Un bioimpédancemètre multifréquence, le Z-Métrix, a été utilisé pour mesurer les indices avant et après l'affûtage. Sur le même principe, les performances des sujets ont été comparées entre la compétition qui suit l'affûtage et une compétition précédente sans affûtage. Pour compléter l'analyse, la charge d'entraînement pendant l'affûtage a été quantifiée puis comparée à la charge qui précède. L'évolution des indices corporels pourra donc être mise en relation avec les différences de performance et la variation de la charge d'entraînement.

Role of rhinovirus load in the upper respiratory tract and severity of symptoms in lung transplant recipients.

BACKGROUND: Rhinovirus is the most common cause of respiratory viral infections and leads to frequent respiratory symptoms in lung transplant recipients. However, it remains unknown whether the rhinovirus load correlates with the severity of symptoms. OBJECTIVES: This study aimed to better characterize the pathogenesis of rhinoviral infection and the way in which viral load correlates with symptoms. STUDY DESIGN: We assessed rhinovirus load in positive upper respiratory specimens of patients enrolled prospectively in a cohort of 116 lung transplant recipients. Rhinovirus load was quantified according to a validated in-house, real-time, reverse transcription polymerase chain reaction in pooled nasopharyngeal and pharyngeal swabs. Symptoms were recorded in a standardised case report form completed at each screening/routine follow-up visit, or during any emergency visit occurring during the 3-year study. RESULTS: Rhinovirus infections were very frequent, including in asymptomatic patients not seeking a specific medical consultation. Rhinovirus load ranged between 4.1 and 8.3 log copies/ml according to the type of visit and clinical presentation. Patients with highest symptom scores tended to have higher viral loads, particularly those presenting systemic symptoms. When considering symptoms individually, rhinovirus load was significantly higher in the presence of symptoms such as sore throat, fever, sputum production, cough, and fatigue. There was no association between tacrolimus levels and rhinovirus load. CONCLUSIONS: Rhinovirus infections are very frequent in lung transplant recipients and rhinoviral load in the upper respiratory tract is relatively high even in asymptomatic patients. Patients with the highest symptom scores tend to have a higher rhinovirus load.

Imaging of prolonged BOLD response in the somatosensory cortex of the rat.

Blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional MRI is a widely employed methodology in experimental and clinical neuroscience, although its nature is not fully understood. To gain insights into BOLD mechanisms and take advantage of the new functional methods, it is of interest to investigate prolonged paradigms of activation suitable for long experimental protocols and to observe any long-term modifications induced by these functional challenges. While different types of sustained stimulation paradigm have been explored in human studies, the BOLD response is typically limited to a few minutes in animal models, due to fatigue, anesthesia effects and physiological instability. In the present study, the rat forepaw was electrically stimulated for 2 h, which resulted in a prolonged and localized cortical BOLD response over that period. The stimulation paradigm, including an inter-stimulus interval (ISI) of 10 s, that is 25% of the total time, was applied at constant or variable frequency over 2 h. The steady-state level of the BOLD response was reached after 15-20 min of stimulation and was maintained until the end of the stimulation. On average, no substantial loss in activated volume was observed at the end of the stimulation, but less variability in the fraction of remaining activated volume and higher steady-state BOLD amplitude were observed when stimulation frequency was varied between 2 and 3 Hz every 5 min. We conclude that the combination of ISI and variable stimulus frequency reproducibly results in robust, prolonged and localized BOLD activation. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

Lujan teräksen hyödyntäminen taittopuomissa

Työn päätavoitteena on ennakkoluulottomasti etsiä uudenlaista ratkaisua Mantsinen -lastausnosturin taittopuomiin ja pyrkiä löytämään kevyempi tarkoitukseen sopiva rakenne hyödyntämällä lujia teräksiä. Työ painottuu eri ratkaisuvaihtoehtojen kartoittamiseen ja niiden arviointiin elementtimenetelmää hyödyntäen. Arvioinnissa painotettiin tarkoituksen mukaisuutta ja väsymiskestävyyttä. Tutkimus suoritetaan vertailemalla vanhaa ja uutta ratkaisua keskenään. Työssä havaittiin, että ottamalla huomioon hitsattujen lujien terästen väsymisominaisuudet jo suunnittelussa, voidaan saada aikaan kevyempiä ja väsymisen kannalta kestävämpiä ratkaisuja.