Fatigue resistance of denture teeth

AIMS: There is no standard test to determine the fatigue resistance of denture teeth. With the increasing number of patients with implant-retained dentures the mechanical strength of the denture teeth requires more attention and valid laboratory test set-ups. The purpose of the present study was to determine the fatigue resistance of various denture teeth using a dynamic load testing machine. METHODS: Four denture teeth were used: Bonartic II (Candulor), Physiodens (Vita), SR Phonares II (Ivoclar Vivadent) and Trubyte (Dentsply). For dynamic load testing, first upper molars with a similar shape and cusp inclination were selected. The molar teeth were embedded in cylindrical steel molds with denture base material (ProBase, Ivoclar Vivadent). Dynamic fatigue loading was carried out on the mesio-buccal cusp at a 45° angle using dynamic testing machines and 2,000,000 cycles at 2Hz in water (37°C). Three specimens per group and load were submitted to decreasing load levels (at least 4) until all the three specimens no longer showed any failures. All the specimens were evaluated under a stereo microscope (20× magnification). The number of cycles reached before observing a failure, and its dependence on the load and on the material, has been modeled using a parametric survival regression model with a lognormal distribution. This allowed to estimate the fatigue resistance for a given material as the maximal load for which one would observe less than 1% failure after 2,000,000 cycles. RESULTS: The failure pattern was similar for all denture teeth, showing a large chipping of the loaded mesio-buccal cusp. In our regression model, there were statistically significant differences among the different materials, with SR Phonares II and Bonartic II showing a higher resistance than Physiodens and Trubyte, the fatigue resistance being estimated at around 110N for the former two, and at about 60N for the latter two materials. CONCLUSION: The fatigue resistance may be a useful parameter to assess and to compare the clinical risk of chipping and fracture of denture tooth materials.

Konekohtaiset kunnossapidon kustannukset ohutlevy-yrityksessä

Diplomityön tavoitteena on laskea kohdeyrityksen tehtaan koneiden kunnossapidosta aiheutuvat kustannukset. Koneiden kunnossapidon kustannusten laskemisen lisäksi työn aikana laaditaan kunnossapidon kustannusten kuukausittainen raportti sekä tehdään kunnossapitoa helpottava ohjelma. Kunnossapidon kustannukset jaotellaan kahteen osaan, jotka ovat välittömät ja välilliset kustannukset. Työn teoriaosassa käydään läpi kustannuslaskentaa, kunnossapidon teoriaa sekä kapasiteetin riittävyyttä. Empiriaosassa esitellään kohdeyritys ja kunnossapidon nykytila. Tämän jälkeen käydään läpi koneiden kunnossapidon kustannusten laskentamalli ja kunnossapitojärjestelmä. Esittelyjen jälkeen analysoidaan työn tuloksia ja ehdotetaan muutamia kehitysvaihtoehtoja. Diplomityön tuloksista on huomattavissa, että kohdeyrityksen tehtaan koneiden kunnossapidon kustannukset ovat pääasiassa välittömiä kustannuksia. Koneiden kunnossapidon kustannusten selvittäminen toi esille kustannusten vaikutuksen eri tuotteisiin, niiden omakustannusarvoihin ja katteisiin. Joidenkin tuotteiden katteet muuttuivat jopa negatiivisiksi. Vaikka kunnossapidon konekohtaiset kustannukset saadaan pysymään samana, kehittämällä tuotantoa voidaan vähentää merkittävästi tuotekohtaisia kunnossapidon kustannuksia.

Tietovirtojen kehittäminen teollisessa valmistusprosessissa

Työn tavoitteena on analysoida ABB Oy:n Indutiokoneet-tulosyksikön tuotantoprosessin loppuosaa tietovirtojen näkökulmasta ja tutkia miten tiedonkulkua tulisi kehittää valmistusprosessin loppupään tehostamiseksi. Teoreettisena viitekehyksessä vertaillaan prosessinkehittämisen koulukuntia jatkuvaa parantamista ja prosessien suunnittelua ja käsitellään prosessin hallintaan ja kehittämiseen tarvittavia tietovirtoja ja niiden käsitteellistämistä sekä prosessinkehitysprojektin vaiheita. Tarkasteltavaa prosessia lähestytään analysoimalla, miten tutkittava osaprosessi toimii tällä hetkellä ja mitä ongelmia prosessin tiedonkulkuun liittyy. Analyysin pohjalta identifioidaan kahdeksan virhettä prosessissa ja virheiden poistamiseksi kehitystoimenpiteet, jotka liittyvät prosessin tekniseen infrastruktuuriin ja tietotekniseen tukeen sekä prosessin henkilöstön ohjeistukseen. Kehitysehdotusten avulla tarkasteltavassa työyksikössä nykyisin suoritettavia, varsinaisia työvaiheita tukevia vaiheita voidaan poistaa, mikä vapauttaa puolipäiväisen työpanoksen muihin tehtäviin ja pakkausprosessin virheiden väheneminen tuo rahallisia säästöjä kuljetuskustannuksissa.

Kierrätyspolttoaineen käyttö leijupetikattilan konseptiin

Diplomityö tehtiin Rautjärven kunnassa sijaitsevalle M-real Simpeleen tehtaan voimalaitokselle. Voimalaitoksella on leijupetikattila ja se tuottaa prosessilämmön ja höyryn kartonki- ja paperikoneelle. Vuotuinen energiantuotanto on noin 115 GWh. Diplomityön tavoitteena oli tutkia kierrätyspolttoaineen käyttöä osana voimalaitoksen polttoainekonseptista. Voimalaitoksen biokattila on leijupetikattila, jossa poltetaan tehtaalta tulevaa kuorta ja lietettä sekä tehtaan ulkopuolisia puuperäisiä biopolttoaineita ja turvetta. Yksi työn päätavoitteista oli laatia voimassa olevan ympäristöluvan muutoshakemus, jotta kierrätyspolttoaineen käytölle saataisiin lupa. Suurten polttolaitosten päästöjen tarkkailu- ja raportointivaatimukset ovat uudistuneet viime vuosina paljon. Suurimpia muutosten aiheuttajia ovat Valtioneuvoston asetukset 1017/2002 ja 362/2003. Tässä työssä kuvataan uusien asetusten tuomia vaatimuksia itse kattilalle ja polttoaineen syötölle, jatkuvatoimisille mittalaitteille ja muille suoritettaville mittauksille. Uutena asiana on myös ilmapäästöjen seurantamittaukset ja -tapa, jolla tulokset ilmoitetaan. Mahdollisimman pieniin leijupetikattilamuutoksiin uskotaan pääsevän korvaamalla kierrätyspolttoaine REF1:llä 5 – 10 % turpeesta tai puupolttoaineista.

Non-Linear Journal Bearing Model for Analysis of Superharmonic Vibrations of Rotor Systems

A rotating machine usually consists of a rotor and bearings that supports it. The nonidealities in these components may excite vibration of the rotating system. The uncontrolled vibrations may lead to excessive wearing of the components of the rotating machine or reduce the process quality. Vibrations may be harmful even when amplitudes are seemingly low, as is usually the case in superharmonic vibration that takes place below the first critical speed of the rotating machine. Superharmonic vibration is excited when the rotational velocity of the machine is a fraction of the natural frequency of the system. In such a situation, a part of the machine’s rotational energy is transformed into vibration energy. The amount of vibration energy should be minimised in the design of rotating machines. The superharmonic vibration phenomena can be studied by analysing the coupled rotor-bearing system employing a multibody simulation approach. This research is focused on the modelling of hydrodynamic journal bearings and rotorbearing systems supported by journal bearings. In particular, the non-idealities affecting the rotor-bearing system and their effect on the superharmonic vibration of the rotating system are analysed. A comparison of computationally efficient journal bearing models is carried out in order to validate one model for further development. The selected bearing model is improved in order to take the waviness of the shaft journal into account. The improved model is implemented and analyzed in a multibody simulation code. A rotor-bearing system that consists of a flexible tube roll, two journal bearings and a supporting structure is analysed employing the multibody simulation technique. The modelled non-idealities are the shell thickness variation in the tube roll and the waviness of the shaft journal in the bearing assembly. Both modelled non-idealities may cause subharmonic resonance in the system. In multibody simulation, the coupled effect of the non-idealities can be captured in the analysis. Additionally one non-ideality is presented that does not excite the vibrations itself but affects the response of the rotorbearing system, namely the waviness of the bearing bushing which is the non-rotating part of the bearing system. The modelled system is verified with measurements performed on a test rig. In the measurements the waviness of bearing bushing was not measured and therefore it’s affect on the response was not verified. In conclusion, the selected modelling approach is an appropriate method when analysing the response of the rotor-bearing system. When comparing the simulated results to the measured ones, the overall agreement between the results is concluded to be good.

Eristekourujen ponttauslaitteen suunnittelu

Diplomityössä suunnitellaan eristekourujen ponttauslaite, jolla pystytään ponttaamaan eristekouruja. Pontattavien eristekourujen pituus ja halkaisija muuttuvat. Suunnittelun lähtökohtana on nykyisin käytössä olevien ponttauslaitteiden ergonomia- ja työturvallisuusongelmat. Työssä käydään läpi erilaisia mahdollisuuksia ponttauslaitteen toteutukseen ja kehitellään kaksi periaatteellista ratkaisua toimiviksi kokoonpanoiksi. Kokoonpanoista valitaan perustellusti parempi vaihtoehto jatkokehitykseen ja se kehitellään valmiiksi ponttauslaitteeksi. Työ käsittää laitteen mekaniikkasuunnittelun, automaatiosuunnittelu rajataan työn ulkopuolelle. Työn eteneminen seuraa järjestelmällisen koneensuunnitteluprosessin vaiheita. Lopputuloksena suunniteltiin laite, joka toteuttaa sille asetetut suoritusvaatimukset. Suunniteltu laite on turvallinen ja ergonomiset vaatimukset täyttävä. Lisäksi laitteen rungolle tehtiin värähtelytarkasteluja, joiden perusteella analysoitiin ominais- ja herätetaajuuksien suhteita sekä rungon jäykistämisen vaikutuksia.

Ohutlevyosien valmistuskustannukset ja kansainvälinen hankintastrategia

Työn tarkoituksena on kehittää hankinnan päätöksentekoa tukeva ohutlevyosien valmistuskustannusten laskentamenetelmä toimintolaskentaan pohjautuen. Laskentamenetelmä koostuu valmistukseen kuluvan ajan laskennassa käytettävistä funktioista sekä konetuntihinnoista. Hankintatoimen päätöksistä käsitellään toimittajanvalintaa, jossa yhtenä vaihtoehtona on hankkiminen Kiinasta. Toimittajanvalinnan kriteereitä ovat tällöin hankintahinnan lisäksi kuljetuskustannukset, laatu sekä toimitusvarmuus. Myös kansainvälisen hankinnan Kiinasta erityispiirteitä käsitellään. Hankkiminen Kiinasta koetaan vielä melko ongelmallisena etenkin laadun ja toimitusvarmuuden osalta. Erityisen huomioitavaa on, että hankintahintojen alhaisuus on osakohtaista. Suurin riski hankinnan kannattavuudelle aiheutuu valuuttakursseista. Osto-organisaation yhteistyötä alihankkijoiden sekä muiden osastojen kanssa parantamalla voidaan välttää hankittavien ohutlevyosien laatuongelmia. Suomalaisten alihankkijoiden kanssa kustannuslaskentamallia avoimeen hinnoitteluun soveltamalla hankintakustannuksia voidaan alentaa.

Detection of severe obstructive sleep apnea through voice analysis

tThis paper deals with the potential and limitations of using voice and speech processing to detect Obstruc-tive Sleep Apnea (OSA). An extensive body of voice features has been extracted from patients whopresent various degrees of OSA as well as healthy controls. We analyse the utility of a reduced set offeatures for detecting OSA. We apply various feature selection and reduction schemes (statistical rank-ing, Genetic Algorithms, PCA, LDA) and compare various classifiers (Bayesian Classifiers, kNN, SupportVector Machines, neural networks, Adaboost). S-fold crossvalidation performed on 248 subjects showsthat in the extreme cases (that is, 127 controls and 121 patients with severe OSA) voice alone is able todiscriminate quite well between the presence and absence of OSA. However, this is not the case withmild OSA and healthy snoring patients where voice seems to play a secondary role. We found that thebest classification schemes are achieved using a Genetic Algorithm for feature selection/reduction.

Manipulador robótico con visión artificial

En los tiempos que corren la robótica forma uno de los pilares más importantes en la industria y una gran noticia para los ingenieros es la referente a las ventas de estos, ya que en 2013, unos 179.000 robots industriales se vendieron en todo el mundo, de nuevo un máximo histórico y un 12% más que en 2012 según datos de la IFR (International Federation of Robotics). Junto a esta noticia, la robótica colaborativa entra en juego en el momento que los robots y los seres humanos deben compartir el lugar de trabajo sin que nos veamos excluidos por las maquinas, por lo tanto lo que se intenta es que los robots mejoren la calidad del trabajo al hacerse cargo de los trabajos peligrosos, tediosos y sucios que no son posibles o seguros para los seres humanos. Otro concepto muy importante y directamente relacionado con lo anterior que está muy en boga y se escucha desde hace relativamente poco tiempo es el de la fabrica del futuro o “Factory Of The Future” la cual intenta que los operarios y los robots encuentren la sintonía en el entorno laboral y que los robots se consideren como maquinaria colaborativa y no como sustitutiva, considerándose como uno de los grandes nichos productivos en plena expansión. Dejando a un lado estos conceptos técnicos que nunca debemos olvidar si nuestra carrera profesional va enfocada en este ámbito industrial, el tema central de este proyecto está basado, como no podía ser de otro modo, en la robótica, que junto con la visión artificial, el resultado de esta fusión, ha dado un manipulador robótico al que se le ha dotado de cierta “inteligencia”. Se ha planteado un sencillo pero posible proceso de producción el cual es capaz de almacenar piezas de diferente forma y color de una forma autónoma solamente guiado por la imagen capturada con una webcam integrada en el equipo. El sistema consiste en una estructura soporte delimitada por una zona de trabajo en la cual se superponen unas piezas diseñadas al efecto las cuales deben ser almacenadas en su lugar correspondiente por el manipulador robótico. Dicho manipulador de cinemática paralela está basado en la tecnología de cables, comandado por cuatro motores que le dan tres grados de libertad (±X, ±Y, ±Z) donde el efector se encuentra suspendido sobre la zona de trabajo moviéndose de forma que es capaz de identificar las características de las piezas en situación, color y forma para ser almacenadas de una forma ordenada según unas premisas iníciales.

LSB Matching Steganalysis Based on Patterns of Pixel Differences and Random Embedding

Peer-reviewed

Literature review on permanent magnet generators design and dynamic behavior

This paper is a literature review which describes the construction of state of the art of permanent magnet generators and motors constructing and discusses the current and possible application of these machines in industry. Permanent magnet machines are a well-know class of rotating and linear electric machines used for many years in industrial applications. A particular interest for permanent magnet generators is connected with wind mills, which seem to be becoming increasingly popular nowadays. Geared and direct-driven permanent magnet generators are described. A classification of direct-driven permanent magnet generators is given. Design aspects of permanent magnet generators are presented. Permanent magnet generators for wind turbines designs are highlighted. Dynamics and vibration problems of permanent magnet generators covered in literature are presented. The application of the Finite Element Method for mechanical problems solution in the field of permanent magnet generators is discussed.

Virranahto ja jänniterasitukset taajuusmuuttajakäytöissä

Nykyiset IGB-transistorit voivat tuottaa jopa 30 ns nousureunoja, jolloin jänniterasitus jakautuu hyvin epätasaisesti käämien ja kierrosten kesken. Tämä ja eristeissä esiintyvät ilmataskut asettavat käämikierrosten välisten eristeiden jännitekestävyyden koetukselle, ja aiheuttavat riskin osittaispurkaukselle. Urassa hajavuon epätasaisen jakauman aiheuttama virranahto on yleensä ollut esillä suurissa koneissa, jotka toimivat 50 Hz:llä. Nykyään taajuusmuuttajien soveltaminen on mahdollistanut nimellistaajuudeltaan satojen hertsien suurnopeuskoneiden käämitysten valmistamisen pyörölangasta, jolloin virranahto tulee merkittäväksi, koska kierroksia on muutama urassa. Työssä mitattiin jännitteen jakautumista 3.5 MW:n tuulivoimageneraattorin segmentissä käyttäen käämitysten syöttöön erilaisia jännitteen nousuaikoja, ja pyrittiin arvioimaan onko kyseinen kone vaarassa kokea osittaispurkauksia elinikänsä aikana. Työssä on myös käsitelty virranahtoa käyttäen finiittielementtimenetelmää simuloimaan ja vertaamaan erilaisia tilanteita käämitystavoissa pyörölankakoneessa. Tämä on myös osittain sovellettavissa muotokuparilla käämittyihin koneisiin. Käämivyyhdin vyyhdenpään alueella tehdyn johdinnipun 180 asteen kierron vaikutusta simuloitiin ja sen aiheuttamaa parannusta varmennettiin käytännön mittauksilla.

Automatització de l’estació FESTO MPS2000C

L’Escola Politècnica Superior de la Universitat de Vic disposa d’una cèl·lula de fabricació didàctica de la marca FESTO que simula un procés d’assemblatge d’una comanda. Aquesta cèl·lula esta composta per quatre estacions diferenciades que poden treballar de forma independent o de forma conjunta, l’estació palets, l’estació plaques, l’estació cinta i l’estació magatzem. Cada estació és un conjunt de sensors i actuadors controlats per mitjà d’un PLC, aquests estan interconnectats a través d’un bus industrial. L’objectiu d’aquest treball consisteix en realitzar la substitució dels PLC’s, decidir el funcionament que han de tenir les estacions, instal·lar una pantalla tàctil pel control del procés i realitzar la programació de tots els elements. Aquest projecte ha estat realitzat en cinc fases principals: 1. Estudi i coneixement de les estacions, en aquesta fase s’ha estudiat els diferents sensors i actuadors que les conformen, així com el funcionament d’aquestes amb el programa i PLC’s antics. 2. Instal·lació i cablejat dels nous PLC’s i de la pantalla tàctil. 3. Estudi sobre el nou funcionament que han de seguir les estacions. 4. Programació dels nous dispositius seguint el funcionament acordat. 5. Posada en marxa del sistema i realització de proves. 6. Realització de la memòria del projecte, on s’expliquen les característiques i el funcionament de totes les estacions i de la pantalla tàctil. La conclusió que s’ha extret d’aquest treball és que l’automatització d’un procés de fabricació tot i que suposa un esforç inicial a nivell de recursos, un cop realitzada la instal·lació suposa una millora de l’eficiència del sistema. És per això que la indústria cada cop més tendeix a automatitzar els seus processos, no només per millorar la competitivitat, sinó també per realitzar tasques que les persones no poden executar de forma eficient o segura.

ESTRO-HERO survey: Radiotherapy equipment and departments in the European countries: Final results from the ESTRO-HERO survey

Background: Documenting the distribution of radiotherapy departments and the availability of radiotherapy equipment in the European countries is an important part of HERO the ESTRO Health Economics in Radiation Oncology project. HERO has the overall aim to develop a knowledge base of the provision of radiotherapy in Europe and build a model for health economic evaluation of radiation treatments at the European level. The aim of the current report is to describe the distribution of radiotherapy equipment in European countries. Methods: An 84-item questionnaire was sent out to European countries, principally through their national societies. The current report includes a detailed analysis of radiotherapy departments and equipment (questionnaire items 2629), analyzed in relation to the annual number of treatment courses and the socio-economic status of the countries. The analysis is based on validated responses from 28 of the 40 European countries defined by the European Cancer Observatory (ECO). Results: A large variation between countries was found for most parameters studied. There were 2192 linear accelerators, 96 dedicated stereotactic machines, and 77 cobalt machines reported in the 27 countries where this information was available. A total of 12 countries had at least one cobalt machine in use. There was a median of 0.5 simulator per MV unit (range 0.31.5) and 1.4 (range 0.44.4) simulators per department. Of the 874 simulators, a total of 654 (75%) were capable of 3D imaging (CT-scanner or CBCToption). The number of MV machines (cobalt, linear accelerators, and dedicated stereotactic machines) per million inhabitants ranged from 1.4 to 9.5 (median 5.3) and the average number of MV machines per department from 0.9 to 8.2 (median 2.6). The average number of treatment courses per year per MV machine varied from 262 to 1061 (median 419). While 69% of MV units were capable of IMRT only 49% were equipped for image guidance (IGRT). There was a clear relation between socio-economic status, as measured by GNI per capita, and availability of radiotherapy equipment in the countries. In many low income countries in Southern and Central-Eastern Europe there was very limited access to radiotherapy and especially to equipment for IMRT or IGRT. Conclusions: The European average number of MV machines per million inhabitants and per department is now better in line with QUARTS recommendations from 2005, but the survey also showed a significant heterogeneity in the access to modern radiotherapy equipment in Europe. High income countries especially in Northern-Western Europe are well-served with radiotherapy resources, other countries are facing important shortages of both equipment in general and especially machines capable of delivering high precision conformal treatments (IMRT, IGRT)

Nosturin heilahduksenvaimennusjärjestelmässä esiintyvien häiriöiden tunnistaminen

Nykyaikaisissa nostureissa tehokkuutta lisätään automaation avulla. Yksi sovellus on parantaa kuorman hallintaa, tämä nopeuttaa työkiertoa ja helpottaa kuskin työtä. Järjestelmä voi myös vaikeuttaa ajamista, jos se ei toimi oikein. Työssä tutkittiin apukoneistolla toteutetun heilahduksenvaimennusjärjestelmän virheellistä toimintaa ja mistä virheellinen toiminta johtuu. Apuna käytettiin simulointimallia kyseisestä järjestelmästä. Häiriöiden tunnistukseen käytettiin tunnuslukuja, joista havaitaan virheellinen toiminta Simulointimallin avulla simuloitiin erilaisia häiriöitä, että niiden vaikutus tunnuslukuihin nähtiin. Tämän jälkeen nosturilla tehtiin työkiertoja joissa oli jokin simuloiduista häiriöistä ja mittauksista muodostettiin samoja tunnuslukuja kuin simulointituloksista ja tuloksia verrattiin keskenään. Kaikkia häiriötilanteita ei suoritettu nosturilla, koska nosturia olisi joutunut vioittamaan.