Vinohitsien staattinen lujuus ultralujilla teräksillä

Ultralujien terästen käyttö yleistyy laajasti erilaisissa rakenteissa. Nykyaikaiset standardit ylettävät vain 700 MPa:liin asti vaikka nykyään on saatavilla reilusti yli 1000 MPa:n lujuusluokkien rakenneteräksiä. Ultralujia teräksiä hitsattaessa muodostuu muutosvyöhykkeelle (HAZ) pehmeä vyöhyke, jossa lujuus voi laskea. Tämän työn tarkoituksena on selvittää voidaanko pehmeän vyöhykkeen aiheuttama alilujuus ohittaa hitsaamalla liitos kulmaan. Kokeellisessa osuudessa tehdään vetokoe kulmille 0°, 20°, 30°, 45° ja 60° käyttäen materiaalia S960 QC. Liitoksesta tehdään myös yksinkertaistettu teoreettinen vertailujännityksen malli. Tutkimuksesta rajoitettiin pois työn laajuuden takia FEM-laskenta ja väsymistarkastelu. Teoreettisella mallilla kestävyydeksi huonoimmaksi saadaan 30° kulmalla ja paras tulos saadaan lähestyessä 90° kulmaa. Koetulokset antoivat seuraavanlaiset tulokset verrattuna materiaalin teoreettiseen kapasiteettiin: 0° -1.7 %, 20° -3.8 %, 30° -6.4 %, 45° -6.6 % ja 60° +6.4 %. Paras kapasiteetti saatiin siis 60° kulmalla. Tutkimuksen tulosten perusteella ultralujilla teräksillä hitsaus tulisi suorittaa suurempaan kulmaan, esim. kokeessa käytetty 60°, jolloin liitoksesta ei tule kriittinen piste murtumalle. 45° ja pienemmillä kulmilla hitsistä tulee kriittinen ja etenkin 30° kulman hitsejä tulisi välttää. Tulosten perusteella kulman merkitys ei kuitenkaan ole suuri, alle 7 %

Inductance Calculation of Tooth-Coil Permanent-Magnet Synchronous Machines

Analytical calculation methods for all the major components of the synchronous inductance of tooth-coil permanentmagnet synchronous machines are reevaluated in this paper. The inductance estimation is different in the tooth-coil machine compared with the one in the traditional rotating field winding machine. The accuracy of the analytical torque calculation highly depends on the estimated synchronous inductance. Despite powerful finite element method (FEM) tools, an accurate and fast analytical method is required at an early design stage to find an initialmachine design structure with the desired performance. The results of the analytical inductance calculation are verified and assessed in terms of accuracy with the FEM simulation results and with the prototype measurement results.

Sähkökoneessa esiintyvien voimien yksityiskohtainen mittausjärjestelmä

Hissiteollisuudessa nostokoneistoina käytettyjen sähkömoottoreiden laatuvaatimukset ovat tiuken-tuneet viime vuosina. Erityisesti koneistojen tuottama ääni ja mekaaninen värähtely ovat olleet jat-kuvasti tiukentuneen tarkastelun alaisena. Hissikoriin ja hissiä ympäröiviin rakenteisiin välittyvästä värähtelystä johtuva ääni on yksi hissin laatuvaikutelmaan merkittävimmin vaikuttavia tekijöitä. Nostokoneisto on yksi tärkeimmistä äänen ja värähtelyn lähteistä hissijärjestelmässä. Koneiston suunnittelulla edellä mainittuja tekijöitä voidaan minimoida. Sähkökoneiden suunnittelussa finiit-tielementtimenetelmien (FEM) käyttö on vakiintunut haastavimmissa sovelluksissa. Kone Oyj:llä nostokoneistoina käytetään aksiaalivuokestomagneettitahtikoneita (AFPMSM), joiden FEM simu-lointiin käytetään yleisesti kolmea eri tapaa. Kukin näistä vaihtoehdoista pitää sisällään omat hyö-tynsä, että haittansa. Suunnittelun kannalta tärkeää on oikean menetelmän valinta ai-ka/informatiivisuus suhteen maksimoimiseksi. Erittäin tärkeää on myös saatujen tulosten oikeelli-suus. Tämän diplomityön tavoite on kehittää järjestelmä, jonka avulla AFPMS-koneen voimia voidaan mitata yksityiskohtaisella tasolla. Järjestelmän avulla voidaan tarkastella käytössä olevien FE-menetelmien tulosten oikeellisuutta sekä äänen että värähtelyn syntymekanismeja. Järjestelmän tarkoitus on myös syventää Kone Oyj tietotaitoa AFPMS-koneiden toiminnasta. Tässä työssä esitellään AFPMS-koneen epäideaalisuuksia, jotka voivat vaikuttaa mittajärjestelmän suunnitteluun. Myös koneen epäideaalisuuksiin lukeutuvaa ääntä on tarkasteltu tässä työssä. Jotta työn tavoitteiden mukaista FE-menetelmien vertailua ja tulosten oikeellisuuden tarkastelua voitai-siin tehdä, myös yleisimpiä AFPMS-koneen FE-menetelmiä tarkastellaan. Työn tuloksena on mittajärjestelmän suunnitelma, jonka avulla voidaan toteuttaa kuuden vapausas-teen voimamittaus jokaiselle koneistomagneetille alle 1N resoluutiolla. Suunnitellun järjestelmän toimivuutta on tarkasteltu FE-menetelmiä käyttäen ja järjestelmässä käytettävän voima-anturin ky-vykkyyttä on todennettu referenssimittauksin. Suunniteltu mittajärjestelmä mahdollistaa sähkömoottorin useiden eri epäideaalisuuksien tarkaste-lun yksityiskohtaisella tasolla. Mittausajatuksen soveltaminen myös muiden koneiden tutkimiseen tarjoaa mahdollisuuksia jatkotutkimuksille.

Cost Reduction of Permanent Magnet Synchronous Machines

Electrical machine drives are the most electrical energy-consuming systems worldwide. The largest proportion of drives is found in industrial applications. There are, however many other applications that are also based on the use of electrical machines, because they have a relatively high efficiency, a low noise level, and do not produce local pollution. Electrical machines can be classified into several categories. One of the most commonly used electrical machine types (especially in the industry) is induction motors, also known as asynchronous machines. They have a mature production process and a robust rotor construction. However, in the world pursuing higher energy efficiency with reasonable investments not every application receives the advantage of using this type of motor drives. The main drawback of induction motors is the fact that they need slipcaused and thus loss-generating current in the rotor, and additional stator current for magnetic field production along with the torque-producing current. This can reduce the electric motor drive efficiency, especially in low-speed, low-power applications. Often, when high torque density is required together with low losses, it is desirable to apply permanent magnet technology, because in this case there is no need to use current to produce the basic excitation of the machine. This promotes the effectiveness of copper use in the stator, and further, there is no rotor current in these machines. Again, if permanent magnets with a high remanent flux density are used, the air gap flux density can be higher than in conventional induction motors. These advantages have raised the popularity of PMSMs in some challenging applications, such as hybrid electric vehicles (HEV), wind turbines, and home appliances. Usually, a correctly designed PMSM has a higher efficiency and consequently lower losses than its induction machine counterparts. Therefore, the use of these electrical machines reduces the energy consumption of the whole system to some extent, which can provide good motivation to apply permanent magnet technology to electrical machines. However, the cost of high performance rare earth permanent magnets in these machines may not be affordable in many industrial applications, because the tight competition between the manufacturers dictates the rules of low-cost and highly robust solutions, where asynchronous machines seem to be more feasible at the moment. Two main electromagnetic components of an electrical machine are the stator and the rotor. In the case of a conventional radial flux PMSM, the stator contains magnetic circuit lamination and stator winding, and the rotor consists of rotor steel (laminated or solid) and permanent magnets. The lamination itself does not significantly influence the total cost of the machine, even though it can considerably increase the construction complexity, as it requires a special assembly arrangement. However, thin metal sheet processing methods are very effective and economically feasible. Therefore, the cost of the machine is mainly affected by the stator winding and the permanent magnets. The work proposed in this doctoral dissertation comprises a description and analysis of two approaches of PMSM cost reduction: one on the rotor side and the other on the stator side. The first approach on the rotor side includes the use of low-cost and abundant ferrite magnets together with a tooth-coil winding topology and an outer rotor construction. The second approach on the stator side exploits the use of a modular stator structure instead of a monolithic one. PMSMs with the proposed structures were thoroughly analysed by finite element method based tools (FEM). It was found out that by implementing the described principles, some favourable characteristics of the machine (mainly concerning the machine size) will inevitable be compromised. However, the main target of the proposed approaches is not to compete with conventional rare earth PMSMs, but to reduce the price at which they can be implemented in industrial applications, keeping their dimensions at the same level or lower than those of a typical electrical machine used in the industry at the moment. The measurement results of the prototypes show that the main performance characteristics of these machines are at an acceptable level. It is shown that with certain specific actions it is possible to achieve a desirable efficiency level of the machine with the proposed cost reduction methods.

Miljöstrategi för Södra Österbotten, Mellersta Österbotten och Österbotten 2014 - 2020 – Mot en europeisk föregångsregion för hållbar utveckling, del 1

Den gemensamma miljöstrategin för Södra Österbotten, Mellersta Österbotten och Österbotten under perioden 2014 – 2020 har utarbetats i omfattande regionalt samarbete. Miljöstrategin för föregående period har uppdaterats för att den ska motsvara den förändrade verksamhetsmiljön. Strategiperioden följer EU-programperioden. Miljöstrategin är NTM-centralerna i Södra Österbottens och Österbottens samt Södra Österbottens förbunds, Mellersta Österbottens förbunds och Österbottens förbunds gemensamma riktlinje för miljöns bästa och hållbar utveckling i regionen. Den gemensamma regionala visionen är att området ska utvecklas till en europeisk föregångsregion för hållbar utveckling och en regional föregångare fram till år 2030. För att verkställa visionen poängteras fem olika teman som är bättre vattenstatus och hantering av översvämningsrisker, tryggande av den bebyggda miljöns livskraft, utsläppssnålhet, bekämpning av klimatförändringen, tryggande av mångfalden samt främjande av miljömedvetenhet. Dessa teman har delats in i nyckelindikatorer och andra uppföljningsindikatorer. NTM-centralen i Södra Österbotten har haft ansvaret för att koordinera utarbetningen av miljöstrategin.

Novel retrograde puncture method to establish preperitoneal space for laparoscopic direct inguinal hernia repair with internal ring suturing

The aim of this study was to explore the clinical efficacy of a novel retrograde puncture approach to establish a preperitoneal space for laparoscopic direct inguinal hernia repair with inguinal ring suturing. Forty-two patients who underwent laparoscopic inguinal hernia repair with retrograde puncture for preperitoneal space establishment as well as inguinal ring suturing between August 2013 and March 2014 at our hospital were enrolled. Preperitoneal space was successfully established in all patients, with a mean establishment time of 6 min. Laparoscopic repairs were successful in all patients, with a mean surgical time of 26±15.1 min. Mean postoperative hospitalization duration was 3.0±0.7 days. Two patients suffered from postoperative local hematomas, which were relieved after puncturing and drainage. Four patients had short-term local pain. There were no cases of chronic pain. Patients were followed up for 6 months to 1 year, and no recurrence was observed. Our results demonstrate that preperitoneal space established by the retrograde puncture technique can be successfully used in adult laparoscopic hernioplasty to avoid intraoperative mesh fixation, and thus reduce medical costs.

THE EFFECTIVE DIFFUSIVITY OF CLOVE(Eugenia caryophyllus) ESSENTIAL OIL IN PRESSURIZED CO2

The effective diffusivity of clove essential oil in subcritical liquid CO2 was estimated. The experimental apparatus employed was a fixed-bed extractor. The fixed bed was formed with grounded (mesh -32 + 65) and compacted clove buds which were considered a solid element. The effective diffusion coefficient was evaluated by fitting the experimental concentration profile to the unsteady state mass balance equation for unidirectional diffusion in a finite solid medium. The diffusion coefficient was related to the concentration of oil in the solid by an exponential function. The estimated values of the effective diffusion coefficient varied from 3.64 to 5.22x10-10 m2/s. The average relative errors were lower than 3.1%.

Composição química e classes de lipídios em peixe de água doce Curimatã comum, Prochilodus cearensis

O presente trabalho teve como objetivo obter dados quantitativos sobre as classes de lipídios presentes no filé de curimatã, Prochilodus cearensis. Os lipídios totais (LT) foram fracionados em classes de lipídios neutros (LN), gliceroglicolipídios (GL) e glicerofosfolipídios (PL) através de cromatografia em coluna aberta de sílica gel 60 (70-230 mesh). As análises foram realizadas em quatro lotes de amostras contendo cada uma três exemplares, adquiridos em feiras livres de Fortaleza-CE, nos meses de março, maio, junho e julho de 1998. Os LT representaram em média 3,8% em relação ao peso fresco da amostra. A classe lipídica dominante foi de LN com média de 75,1% dos LT ou 2,9g/100g de filé. Os GL e PL contribuíram em média com 1,6% (61mg/100g de filé) e 23,3% (885mg/100g de filé), respectivamente. A composição química centesimal apresentou média de 76,3% de umidade, 18,6% de proteína total e 1,3% de cinza.

Speciell och lycklig: en studie om specialundervisning och välbefinnande

Syftet med denna studie var att analysera relationen mellan erhållen specialundervisning i grundskolan och välmående i vuxen ålder. Välmående mäts i den här studien utifrån hur nöjda med livet respondenterna är, eftersom det visat sig vara en god indikator på hur individer upplever sitt välbefinnande. De specifika forsknings-frågorna i studien är: 1. Hurdant samband finns det mellan erhållen specialundervisning i årskurs 9 och livstillfredsställelsen fem år senare? 2. a) Hurdana skillnader finns det i livstillfredsställelsen som ung vuxen mellan de som fått specialundervisning och de som inte fått specialundervisning i årskurs 9? b) Hurdana skillnader finns det efter att arbetslöshet och generell självuppfattning kontrollerats för? Ett svagt samband gick att påvisa mellan erhållen specialundervisning i grundskolan och livstillfredsställelsen i vuxen ålder. Resultaten från den här studien visar dock att majoriteten av dem som fått specialundervisning i grundskolan har ett gott välbefinnande i vuxen ålder, även om medelpoängen för livstillfredsställelsen visade sig vara något lägre jämfört med dem som inte fått specialundervisning. Självuppfattning och arbetslöshet hade dock en signifikant inverkan på välmåendet och således även på skillnaderna. Efter kontrollanalysen för de här två faktorerna fanns inga statistiskt signifikanta skillnader kvar i livstillfredsställelsen mellan dem som fått specialundervisning och dem som inte fått specialundervisning. Specialundervisningen kan därmed antas tjäna sitt syfte i att stöda eleverna och motverka de negativa konsekvenser skolsvårigheterna kan ha för välbefinnandet. Resultaten tyder dock på att det i skolan ännu finns skäl att stärka självuppfattningen bland elever som får specialundervisning och fortsätta ge eleverna byggstenar som hjälper dem att få en utbildning och ett framtida arbete. På sikt främjar det välbefinnandet.

Simulation model of wind turbine gearbox and lubrication system

As increasing efficiency of a wind turbine gearbox, more power can be transferred from rotor blades to generator and less power is used to cause wear and heating in the gearbox. By using a simulation model, behavior of the gearbox can be studied before creating expensive prototypes. The objective of the thesis is to model a wind turbine gearbox and its lubrication system to study power losses and heat transfer inside the gearbox and to study the simulation methods of the used software. Software used to create the simulation model is Siemens LMS Imagine.Lab AMESim, which can be used to create one-dimensional mechatronic system simulation models from different fields of engineering. When combining components from different libraries it is possible to create a simulation model, which includes mechanical, thermal and hydraulic models of the gearbox. Results for mechanical, thermal, and hydraulic simulations are presented in the thesis. Due to the large scale of the wind turbine gearbox and the amount of power transmitted, power loss calculations from AMESim software are inaccurate and power losses are modelled as constant efficiency for each gear mesh. Starting values for simulation in thermal and hydraulic simulations were chosen from test measurements and from empirical study as compact and complex design of gearbox prevents accurate test measurements. In further studies to increase the accuracy of the simulation model, components used for power loss calculations needs to be modified and values for unknown variables are needed to be solved through accurate test measurements.

Elementtikoon vaikutus väsymismenetelmien tarkkuuteen

Kandidaatintyössä tutkittiin kolmen hitsatun palstalevyliitoksen väsymiskestävyyttä äärellisten elementtien menetelmällä. Tutkimuksen pääpaino oli 2D-mallin antamien tulosten suppenevuudessa kolmella eri elementtikoolla ja kolmessa eri mittasuhdetapauksessa. Tutkimustuloksissa havaittiin noin 5 % muutos harvimman ja tiheimmän elementtiverkon tulosten välillä. Tutkimuksessa havaittiin myös että muutos harvimman ja tiheimmän elementtiverkon tuloksissa pieneni hiukan mitä suurempia kappaleet ja niiden hitsausliitokset olivat.

Sekaelementit absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmässä

Tässä lisensiaatintyössä käsitellään sekaelementtien sovellusmahdollisuuksia absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmässä. Absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmä on uudentyyppinen lähestymistapa elementtimenetelmän elementtien koordinaattien määrittämiseksi ja sen yhtenä tavoitteena on tehostaa suuria siirtymiä tai kiertymiä sisältävien elementtien laskentatehokkuutta. Tässä työssä absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmä esitellään pääpiirteittäin sekä annetaan esimerkkejä muutamista tyypillisimmistä elementeistä lausuttuna edellä mainittujen koordinaattien perusteella. Sekaelementeiksi kutsutaan elementtityyppejä, missä tuntemattomien muuttujien joukkoja on aina enemmän kuin yksi. Sekaelementit erottavat redusoitumattomista elementeistä siirtymäkentän sisältyminen muuttujaryhmään ja hybridielementeistä muuttujien identtiset ulottuvuudet. Sekaelementtejä käytetään esimerkiksi kokoonpuristumattomien materiaalien rakenneanalyyseissä, alentamaan elementiltä vaadittavia jatkuvuusehtoja tai mallintamaan ilmiöitä, missä fysikaaliset ominaisuudet ovat jostain syystä voimakkaasti toisistaan riippuvaisia. Tämän lisensiaatintyön kirjoittamiseksi on tehty tutkimusta sekaelementtien mahdollisuuksista toimia absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmässä. Tutkimuksen tuloksena on saatu aikaan kaksi tässä työssä esiteltävää, varsin rajatun toimintakyvyn omaavaa sekaelementtityyppiä, joiden siirtymäkentät on määritelty globaalien koordinaattien suhteen sisältäen myös orientaatiotermit. Tutkimusaihe vaatii kuitenkin vielä paljon lisätyötä, ennen kuin sekaelementtityyppejä voidaan kauttaaltaan soveltaa absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmällä toteutetuissa rakenneanalyyseissä.

Bolos simples elaborados com farinha da entrecasca de melancia (Citrullus vulgaris, sobral): avaliação química, fisica e sensorial

A farinha da entrecasca de melancia (FEM) foi obtida, sua composição determinada e utilizada em formulação de bolos. Elaboraram-se bolos sem a FEM (controle) e contendo 7 e 30% de FEM em substituição à farinha de trigo (experimentais). A composição química, características físicas, físico-químicas foram determinadas. Na avaliação sensorial, cem provadores não treinados receberam amostras em blocos balanceados e realizaram testes sensoriais, utilizando escala hedônica de 9 pontos e comparação múltipla. Os dados obtidos foram avaliados por estatísticas descritivas, ANOVA, testes de Tukey e Dunnet. Os resultados revelaram que 100 g da FEM continham 9,06 g de umidade, 12,72 g de cinzas, 0,7 g de lipídios, 1,20 g de proteínas, 31,01 g de fibras insolúveis, 45,21 g de glicídios totais e 192,75 kcal. Nos bolos experimentais, os pesos, alturas, diâmetros e rendimentos foram maiores e o índice de expansão menor, bem como, o volume aparente do bolo com 30% FEM foi menor. Os bolos experimentais apresentaram menor pH, maior acidez titulável, maiores teores de fibra e umidade, menores de glicídios totais e reduzido valor energético. Os bolos obtiveram boa aceitação e mais de 60% dos provadores comprariam os bolos. O bolo com 7% FEM foi ligeiramente melhor que o controle, diferindo no aroma e sabor do que continha 30% FEM. Portanto, o uso de FEM para produção de bolos, nas condições dessa pesquisa, é viável do ponto de vista tecnológico, nutricional e sensorial.

Multicomponent diffusion during Prato cheese ripening: mathematical modeling using the finite element method

The partial replacement of NaCl by KCl is a promising alternative to produce a cheese with lower sodium content since KCl does not change the final quality of the cheese product. In order to assure proper salt proportions, mathematical models are employed to control the product process and simulate the multicomponent diffusion during the reduced salt cheese ripening period. The generalized Fick's Second Law is widely accepted as the primary mass transfer model within solid foods. The Finite Element Method (FEM) was used to solve the system of differential equations formed. Therefore, a NaCl and KCl multicomponent diffusion was simulated using a 20% (w/w) static brine with 70% NaCl and 30% KCl during Prato cheese (a Brazilian semi-hard cheese) salting and ripening. The theoretical results were compared with experimental data, and indicated that the deviation was 4.43% for NaCl and 4.72% for KCl validating the proposed model for the production of good quality, reduced-sodium cheeses.

Evaluation of the quality of a molded sweet biscuit enriched with okara flour

The objective of this research was to test the addition of soymilk residue, also known as okara, to a molded sweet biscuit (MSB). The okara was provided by two soymilk producing companies whose production systems are based on hot disintegration of decorticated (company B) or non-decorticated (company A) soybeans and separation of the soymilk. Okaras A and B were dehydrated in a flash dryer and then ground to a flour (< 200 mesh). The okara flours showed high protein (35 g.100 g-1 dwb), lipid (17 g.100 g-1 dwb), and fiber (17 to 21 g.100 g-1 dwb) contents. The water holding capacity, protein solubility, emulsifying capacity, emulsion stability and isoflavone contents found in flour A were significantly higher (p < 0.05) than in flour B. The formulation of MSB, replacing 30% (w/w) of the wheat flour with okara flour was tested. The results of the physical measurements, brittleness and water activity of the MSB with flours A and B did not differ significantly (p < 0.05) from those of the standard. The color, flavor and overall quality of the MSB with 30% of okara flour B did not differ significantly from those of the standard biscuit, demonstrating its potential for application in confectionery products.