A computationally efficient shear deformable beam element for large deformation multibody applications

In this paper, a new two-dimensional shear deformable beam element based on the absolute nodal coordinate formulation is proposed. The nonlinear elastic forces of the beam element are obtained using a continuum mechanics approach without employing a local element coordinate system. In this study, linear polynomials are used to interpolate both the transverse and longitudinal components of the displacement. This is different from other absolute nodal-coordinate-based beam elements where cubic polynomials are used in the longitudinal direction. The accompanying defects of the phenomenon known as shear locking are avoided through the adoption of selective integration within the numerical integration method. The proposed element is verified using several numerical examples, and the results are compared to analytical solutions and the results for an existing shear deformable beam element. It is shown that by using the proposed element, accurate linear and nonlinear static deformations, as well as realistic dynamic behavior, can be achieved with a smaller computational effort than by using existing shear deformable two-dimensional beam elements.

SIMULATION OF AMB SUPPORTED ROTOR DURING DROP ON RETAINER BEARINGS

The active magnetic bearings present a new technology which has many advantages compared to traditional bearing designs. Active magnetic bearings, however, require retainer bearings order to prevent damages in the event of a component, power or a control loop failure. In the dropdown situation, when the rotor drops from the magnetic bearings to the retainer bearings, the design parameters of the retainer bearings have a significant influence on the behaviour of the rotor. In this study, the dynamics of an active magnetic bearings supported electric motor during rotor drop on retainer bearings is studied using a multibody simulation approach. Various design parameters of retainer bearings are studied using a simulation model while results are compared with those found in literature. The retainer bearings are modelled using a detailed ball bearing model, which accounts damping and stiffness properties, oil film and friction between races and rolling elements. The model of the ball bearings includes inertia description of rollingelements. The model of the magnetic bearing system contains unbalances of the rotor and stiffness and damping properties of support. In this study, a computationally efficient contact model between the rotor and the retainer bearings is proposed. In addition, this work introduces information for the design of physicalprototype and its retainer bearings.

Dynamic analysis of belt-drives using the absolute nodal coordinate formulation

Belt-drive systems have been and still are the most commonly used power transmission form in various applications of different scale and use. The peculiar features of the dynamics of the belt-drives include highly nonlinear deformation,large rigid body motion, a dynamical contact through a dry friction interface between the belt and pulleys with sticking and slipping zones, cyclic tension of the belt during the operation and creeping of the belt against the pulleys. The life of the belt-drive is critically related on these features, and therefore, amodel which can be used to study the correlations between the initial values and the responses of the belt-drives is a valuable source of information for the development process of the belt-drives. Traditionally, the finite element models of the belt-drives consist of a large number of elements thatmay lead to computational inefficiency. In this research, the beneficial features of the absolute nodal coordinate formulation are utilized in the modeling of the belt-drives in order to fulfill the following requirements for the successful and efficient analysis of the belt-drive systems: the exact modeling of the rigid body inertia during an arbitrary rigid body motion, the consideration of theeffect of the shear deformation, the exact description of the highly nonlinear deformations and a simple and realistic description of the contact. The use of distributed contact forces and high order beam and plate elements based on the absolute nodal coordinate formulation are applied to the modeling of the belt-drives in two- and three-dimensional cases. According to the numerical results, a realistic behavior of the belt-drives can be obtained with a significantly smaller number of elements and degrees of freedom in comparison to the previously published finite element models of belt-drives. The results of theexamples demonstrate the functionality and suitability of the absolute nodal coordinate formulation for the computationally efficient and realistic modeling ofbelt-drives. This study also introduces an approach to avoid the problems related to the use of the continuum mechanics approach in the definition of elastic forces on the absolute nodal coordinate formulation. This approach is applied to a new computationally efficient two-dimensional shear deformable beam element based on the absolute nodal coordinate formulation. The proposed beam element uses a linear displacement field neglecting higher-order terms and a reduced number of nodal coordinates, which leads to fewer degrees of freedom in a finite element.

Influência das precipitações pluviométricas em atributos físico-químicos de frutos da goiabeira 'Paluma' em diferentes estádios de maturação

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de precipitações pluviométricas semanais acumuladas nas características físico e químicas dos frutos da goiabeira 'Paluma', em diferentes estádios de maturação. Foram analisados os atributos de peso da massa fresca, diâmetros longitudinais e equatoriais, firmeza, pH, acidez titulável, sólidos solúveis, vitamina C, açúcares redutores e açúcares redutores totais em três estádios de maturação definidos pela coloração da casca (verde-escura, verde-clara e verde-amarela). Dentre os atributos físicos e químicos, apenas a firmeza diminuiu com o aumento dos níveis de precipitações semanais para um mesmo estádio de maturação e, ainda, apresentou decréscimos entre os estádios de maturação. Os atributos físico e químicos, com exceção apenas do pH, decresceram com o aumento das precipitações semanais acumuladas e em maiores intensidades para os estádios de maturação mais avançados.

Materiaalinohjauksen ja varastojenhallinnan kehittäminen eristeteollisuudessa

Tuotantotoimintaa harjoittavalla yrityksellä raaka-aineet ja materiaalit ovat keskeinen osa tuotantotoimintaa ja usein niihin on sitoutuneena myös paljon arvokasta pääomaa. Diplomityössä selvitettiin materiaalinohjauksen ja varastojenhallinnan kehittämismahdollisuuksia mineraalipohjaisia eristetuotteita valmistavassa teollisuusyrityksessä. Työn tavoitteena oli kehittää organisaatiolle uusi toimintamalli, jonka pohjalta yrityksen materiaalinohjaus on tehokkaampaa ja systemaattisempaa pääoman käytön kannalta mitattuna sekä paremmin tuotantoa palvelevaa. Työ perustuu organisaatiossa toteutettuun haastattelututkimukseen sekä tietojärjestelmäpohjaiseen tutkimukseen. Haastattelututkimuksella on selvitetty organisaation sisäinen materiaalinohjausprosessi ja tietojärjestelmätietojen pohjalta on analysoitu lähtökohtatilannetta ABC-analyysin avulla sekä laskettu uudet ohjausarvot materiaalinimikkeille. Työn tuloksena organisaation materiaalinohjaukseen luotiin uusi yksinkertaistettu toimintamalli sisältäen valitut ohjausmenetelmät ohjausarvoineen, tietojärjestelmäintegraation sekä suositukset tulevaisuuden toiminnan suhteen.

SELLUTEHTAAN HÖYRYVERKON YLIJÄÄMÄENERGIAN HALLINNAN PARANTAMINEN

Tässä työssä on selvitetty sellutehtaan höyryverkosta tehtaan ulkopuolelle myytävän ylijäämähöyryn määrän ja paineen nopeaan vaihteluun vaikuttavia tekijöitä. Työssä on tarkasteltu höyryn kehityksen ja kulutuksen vaihtelun vaikutusta ylijäämähöyryyn. Lisäksi on tarkasteltu mahdollisuuksia edellä mainittujen häiriöiden tasaamiseksi. Työssä on selvitetty teoriaa, joka vaikuttaa sellutehtaan höyryn kehitykseen ja kulutukseen. Lisäksi on selvitetty energiataselaskennan ja höyryverkon hallintaa parantavien toimenpiteiden teoriaa. Omana kokonaisuutena on sellutehtaan höyryn kehityksen ja kulutuksen tarkastelu sekä selvitys tehtaan höyryverkon hallinnan nykytilasta. Höyryverkolle on muodostettu energiatase. Työn tuloksia varten on kerätty ja tallennettu mittapistetietoa tiedonkeräysjärjestelmän avulla eri höyryverkon mittapisteistä. Työn tuloksina on mainittu useita höyryverkon hallintaa parantavia toteutuskelpoisia asioita ja toimenpiteitä. Työllä on luotu pohjaa menetelmälle, joka ohjaa energian kehitystä vastaamaan sellun tuotannon tarvitsemaa energiamäärää. Samalla saataisiin paremmin hallittua ylijäämähöyryä ja sen määrän sekä paineen vaihtelu vähentyisi.

A pilot study identifying a set of microRNAs as precise diagnostic biomarkers of acute kidney injury

In the last decade, Acute Kidney Injury (AKI) diagnosis and therapy have not notably improved probably due to delay in the diagnosis, among other issues. Precocity and accuracy should be critical parameters in novel AKI biomarker discovery. microRNAs are key regulators of cell responses to many stimuli and they can be secreted to the extracellular environment. Therefore, they can be detected in body fluids and are emerging as novel disease biomarkers. We aimed to identify and validate serum miRNAs useful for AKI diagnosis and management. Using qRT-PCR arrays in serum samples, we determined miRNAs differentially expressed between AKI patients and healthy controls. Statistical and target prediction analysis allowed us to identify a panel of 10 serum miRNAs. This set was further validated, by qRT-PCR, in two independent cohorts of patients with relevant morbi-mortality related to AKI: Intensive Care Units (ICU) and Cardiac Surgery (CS). Statistical correlations with patient clinical parameter were performed. Our results demonstrated that the 10 selected miRNAs (miR-101-3p, miR-127-3p, miR-210-3p, miR-126-3p, miR-26b-5p, miR-29a-3p, miR-146a-5p, miR-27a-3p, miR-93-3p and miR-10a-5p) were diagnostic biomarkers of AKI in ICU patients, exhibiting areas under the curve close to 1 in ROC analysis. Outstandingly, serum miRNAs estimated before CS predicted AKI development later on, thus becoming biomarkers to predict AKI predisposition. Moreover, after surgery, the expression of the miRNAs was modulated days before serum creatinine increased, demonstrating early diagnostic value. In summary, we have identified a set of serum miRNAs as AKI biomarkers useful in clinical practice, since they demonstrate early detection and high diagnostic value and they recognize patients at risk.

FPGA:lle sulautetulla mikroprosessorilla toteutettu sähkökäytön säätöjärjestelmä

Sähkökäyttöjen ohjauselektroniikka koostuu yleensä hyvin monista eri komponenteista, jolloin järjestelmän toimivuutta haittaavat esimerkiksi piirilevyvetoihin kytkeytyvät häiriöt. Tässä diplomityössä selvitetään, kuinka sähkökäyttöjen ohjausjärjestelmä voidaan toteuttaa FPGA-piirillä ja sille sulautetulla mikroprosessorilla. Tällöin koko ohjausjärjestelmä toteutetaan käyttäen vain yhtä mikropiiriä. FPGA-piirit ovat ohjelmoitavia logiikkapiirejä, joiden koko ja nopeus ovat kasvaneet riittävän suuriksi tällaisiin järjestelmiin. FPGA-piirille voidaan toteuttaa sulautettu prosessori kahdella tapaa, laitteistolohkona tai käyttäen piirillä olevaa logiikkaa. Piirillä olevaa logiikkaa käyttäen saadaan monia etuja, kuten järjestelmän helppo päivittäminen ja ominaisuuksien muuttaminen. Xilinx tarjoaa FPGA-piireilleen ohjelmistopohjaisen MicroBlaze-nimisen prosessoriytimen, joka tehokkuutensa ansiosta soveltuu hyvin käytettäväksi monimutkaisissa järjestelmissä kuten tietoliikenne-, sulautetuissa ja kuluttajamarkkinoiden laitteissa. Jotta prosessoria voitaisiin käyttää mahdollisimman tehokkaasti, tutustutaan myös reaaliaikakäyttöjärjestelmän tarjoamiin etuihin ja sovelletaan tälläistä järjestelmää yksinkertaisen oikosulkumoottorin ohjausjärjestelmän toteuttamiseen.

Informaation hallinta prosessiteollisuuden investointiprojektissa

Diplomityössä on tutkittu kohdeyrityksen, UPM-Kymmene Oyj Kymin tuotantoyksikön nykyisiä investointiprojektin tiedonhallinnan käytäntöjä. Nykytilan selvityksen ja haastatteluissa ilmenneiden tarpeiden perusteella on työssä esitelty uusi toimintamalli tulevia investointiprojekteja varten. Diplomityö perustuu aihepiirin kirjalliseen tarkasteluun ja yhteistyökumppaneiden haastatteluihin. Kirjallisuuden avulla on selvitetty dokumenttienhallinnan teoriaa ja tulevaisuuden näkymiä. Haastatteluilla on selvitetty Kymin tiedonhallinnan nykytilaa ja tulevia tarpeita. Haastatteluita on tehty Kymillä sisäisesti ja Kymin konsultti- ja laitetoimittajaosapuolten kanssa. Työssä käsitellään informaationhallintaa dokumenttienhallinnan ja erilaisten investointiprojektissa käsiteltävien dokumenttien pohjalta. Investointiprojektissa syntyvän talletettavan ja arkistoitavan dokumenttiaineiston lisäksi huomioidaan laitetietojen hallinta, mutta vain periaatteellisella tasolla. Investointiprojektin tiedonhallinnassa ehdotetaan siirryttävän perinteisestä eri projektiosapuolten keskinäisestä tiedonvaihdosta verkottuneeseen tiedonhallinnan malliin. Verkottuneessa tiedonhallinnassa toimitaan investointiprojektin osapuolten yhteisen tietovaraston avulla. Työn tuloksena syntynyt kohdeyrityksen toimintamalli koostuu useista eri osa-alueista, mikä mahdollistaa toimintamallin hyödyntämisen yksittäisiä osa-alueita kokonaisuudesta irrottamalla. Toimintamallia on mahdollista hyödyntää vastaavanlaisten tuotanto-laitosten investointiprojektien yhteydessä. Työssä toimintamallin käytännön sovellutus kohdeyrityksessä on esitetty käyttöönottoprojektina.

Varaosatoiminnan logistiikka puulevyteollisuuden koneita toimittavassa yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena oli kartoittaa Raute Woodin varaosien tilaus-toimitusprosessin ongelmia, sekä tarkastella logistiikan keinoja paremman kannattavuuden ja asiakastyytyväisyyden tason saavuttamiseksi. Avainasemassa olivat nopeampi reagoimisaika asiakkaan tarpeisiin ja ajallaan tapahtuva toimitus. Kannattavuutta haettiin varaosien varastoinnin kehittämisellä. Työssä on käsitelty kolmen toimipisteen, Suomen, Kanadan ja Singaporen, toimintoja. Työ aloitettiin nykyisen toiminnan analysoimisella ja ongelmien paikantamisella. Tärkeässä osassa ongelmien paikantamisessa olivat eri yksiköissä tehdyt henkilöstöjen haastattelut ja kirjeenvaihto heidän kanssaan. Ongelmien analysointi- ja ratkaisukeinoja haettaessa hyödynnettiin asiaankuuluvaa kirjallisuutta. Nykyisestä tilaus-toimitusprosessista löytyy selvää kehityspotentiaalia. Varaosien varastointi ja pitkät läpimenoajat koko tilaus-toimitusketjussa osoittautuivat suurimmiksi ongelmakohdiksi. Varaosavaraston tilaa analysoitiin ABC-analyysin avulla, joka paljasti suuren määrän täysin käyttämättömiä nimikkeitä. Työssä esiteltiin ABC-analyysin rinnalle toinen varaosien luokittelumenetelmä, kriittisyysluokittelu, ja jatkotoimenpiteenä esitetäänkin luokituksen toteuttamista ja hyväksikäyttöä. Pitkille läpimenoajoille esitettiin keinoina osien valmistusprosessin kehittämistä ja tiiviimmän yhteistyön aloittamista

Keittomenetelmän esisuunnittelu

Diplomityö tehtiin tutkimusprojektissa yhteistyössä Andritz:n, Botnian ja Keskuslaboratorio KCL:n kanssa. Työn tavoitteena oli tarkastella KCL:n kehittämän hakkeen esikäsittelymentelmän soveltuvuutta tehdasympäristöön ja menetelmän taloudellisuutta. Tarkastelun tavoitteena oli löytää sopivat laitteet ja olosuhteet esikäsittelylle, sekä tutkia onko esikäsittelyn käyttäminen taloudellisesti kannattavaa. Menetelmän asentaminen olemassa olevalle tehtaalle havaittiin hankalaksi ja odotettua kalliimmaksi. Asennus uudelle tehtalle, jolloin menetelmä voidaan integroida suoraan tehdasprosessiin vaikuttaa kannattavalta vaihtoehdolta. Esikäsittely havaittiin kannattavaksi pienellä kemikaaliannoksella, mutta annoksen kasvaessa menelmästä saatava hyötä pienenee. Kokonaisuutena esikäsittely vaikuttaa tuottavalta ja mahdolliselta tavalta parantaa sulfaattikeiton saantoa. Työn perusteella lisätutkimukset menetelmästä ovat suositeltavia, jotta tarkempi suunnittelu voidaan tehdä.

Henkilöstöhallinnosta strategiseen henkilöstövoimavarojen johtamiseen - HRM 2000-luvulla

Tässä tutkielmassa on tarkastelu henkilöstöhallinnon kehittymistä strategiseksi henkilöstövoimavarojen johtamiseksi. Tutkielmassa on tarkasteltu tuota kehitysprosessia kronologisesti edeten, tarkastellen henkilöstöasioiden hoitamisen eri kehitysvaiheita sekä kehittymiseen vaikuttaneita tekijöitä. Tutkielmassa on myös pyritty hahmottelemaan henkilöstöfunktion tulevaisuuden näkymiä. Tutkielman aiheeseen on perehdytty käyttäen apuna aiheesta aiemmin kirjoitettua kirjallisuutta sekä tarkastelemalla siitä tehtyjä tutkimuksia. Tämän prosessin avulla tutkimuksessa on pyritty luomaan käsitys siitä, mitä henkilöstöasioiden hoitamiseen sisältyy ja miten se on kehittynyt. Tutkimuksen ollessa kirjallisuuteen perustuva teoreettinen tarkastelu on aiheen lähestyminen ollut mahdollista vain suhteellisen pinnallisesti. Tällainen teoreettinen tarkastelu antaa kuitenkin hyvän perustan aiheesta kiinnostuneella sekä mahdollisuuden esimerkiksi aiheesta tehtävälle jatkotutkimukselle.

Toimittajavalinta Tiehallinnon ST-urakoissa - toimintaympäristön vaikutukset

Tutkimuksessa tarkastellaan Tiehallinnon ST-urakoiden (suunnittele ja tee -urakka) toimittajavalintasystematiikkaa ja toimintaympäristöä. ST-urakoihin kuuluvat kokonaisvastuu- (KVU) ja projektinjohtourakka (PJU). Tutkimuksen tavoitteena on ongelmakohtien löytäminen ja ratkaisujen esittäminen Tiehallinnon kokonaisvastuu- ja projektinjohtourakoiden toimittajavalinnassa tutkimalla hankintakirjallisuudessa esitettyjä teorioita ja markkinaolosuhteita julkinen hankintalainsäädäntö huomioiden. Tutkimuksessa tarkastellaan Tiehallinnon hankintaprosessin tuottamia hankinta-asiakirjoja Tiehallinnon Kaakkois-Suomen tiepiirissä. Tutkimuksessa on haastateltu hankintojen avainhenkilöitä. Markkinatilanne on selvitetty vuodelta 2001-2002 KVU ja PJU tarjoustenkäsittely- ja päätösasiakirjoista. Tutkimuksen johtopäätökset allokoituvat empiren ja teorian vastakkaisasetteluun. Tutkimusaineiston analysoinnin perusteella voidaan esittää objektiivisemman toimittajavalinnan mahdollistamiseksi toimittajalaaturekisterin ylläpitoa ja toimittajan taloudellisen tilan seurantaa. Markkinoiden seuranta ja analysoiminen toimittajavalinnassa ja spesifikaatioiden kehittäminen isompien kokonaisuuksien hankinnoissa todetaan myös tärkeäksi.

The use of beta-blockers is associated with the occurrence of acute kidney injury in severe alcoholic hepatitis.

BACKGROUND & AIMS: The beneficial effect of nonselective beta-blockers (NSBB) has recently been questioned in patients with end-stage cirrhosis. We analysed the impact of NSBB on outcomes in severe alcoholic hepatitis (AH). METHODS: This study was based on a prospective database of patients with severe, biopsy-proven AH. Patients admitted from July, 2006 to July, 2014 were retrospectively studied. Patients were divided into two groups (with and without NSBB) and assessed for the occurrence of Acute Kidney Injury (AKI) and transplant-free mortality during a 168-day follow-up period. RESULTS: One hundred thirty-nine patients were included, the mean Maddrey score was 71 ± 34 and 86 patients (61.9%) developed AKI. Forty-eight patients (34.5%) received NSBB. The overall 168-day transplant-free mortality was 50.5% (95%CI, 41.3-60.0%). The overall 168-day cumulative incidence of AKI was 61.9% (95%CI, 53.2-69.4%). When compared, patients with NSBB had a lower heart rate (65 ± 13 vs 92 ± 12, P < 0.0001) and a lower mean arterial pressure (MAP, 78 ± 3 vs 87 ± 5, P < 0.0001). Patients with NSBB had comparable MELD scores, Maddrey scores, and medical histories. The 168-day transplant-free mortality was 56.8% (95%CI, 41.3-69.7%) in patients with NSBB and 46.7% (95%CI, 35.0-57.6%) without NSBB (P = 0.25). The 168-day cumulative incidence of AKI was 89.6% (95%CI, 74.9-95.9%) with NSBB compared to 50.4% (95%CI: 39.0-60.7) for no NSBB (P = 0.0001). The independent factors predicting AKI were a higher MELD score and the presence of NSBB. CONCLUSIONS: The use of NSBB in patients with severe AH is independently associated with a higher cumulative incidence of AKI.