Comparison of moment-curvature models for fiber-reinforced polymer plate-end debonding studies using global energy balance approach

This paper compares a number of different moment-curvature models for cracked concrete sections that contain both steel and external fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcement. The question of whether to use a whole-section analysis or one that considers the FRP separately is discussed. Five existing and three new models are compared with test data for moment-curvature or load deflection behavior, and five models are compared with test results for plate-end debonding using a global energy balance approach (GEBA). A proposal is made for the use of one of the simplified models. The availability of a simplified model opens the way to the production of design aids so that the GEBA can be made available to practicing engineers through design guides and parametric studies. Copyright © 2014, American Concrete Institute.

Optimization of cubic GaN growth by metalorganic chemical vapor deposition based on residual strain relaxation

The reduction of residual strain in cubic GaN growth by inserting a thermoannealing process is investigated. It is found that the epilayer with smaller tensile strain is subject to a wider optimal "growth window." Based on this process, we obtain the high-quality GaN film of pure cubic phase with the thickness of 4 mum by metalorganic chemical vapor deposition. The photoluminescence spectrum at room temperature shows the thick GaN layer has a near-band emission peak with a full width at half maximum of 42 meV which confirms its high crystal quality, further supported by the x-ray (002) diffraction measurement. A simplified model is demonstrated to interpret this strain effect on the growth process. (C) 2003 American Institute of Physics.

加权模糊相对熵在电机转子故障模糊识别中的应用

提出了一种基于加权模糊相对熵的电机转子故障模糊识别方法。该方法将加权思想引入到模糊相对熵,用于识别电机转子故障严重程度。加权方法的引入增加了信息量丰富的符号区间的模糊相对熵占全部区间模糊相对熵的比重,可以更充分、合理地利用该区间的故障信息进行故障识别。电机转子断条故障诊断仿真实验结果表明,提出的方法有效地实现了电机故障的定量分析,能够准确地识别出电机转子故障的严重程度,使算法的鲁棒性得到了改善,故障分类的可靠性及准确程度得到了提高。

基于主动建模的无人直升机增强LQR控制

为了解决无人直升机控制问题,通过把主动建模与LQR(Linear Quadratic Regulator)控制相结合,提出一种能补偿模型差的控制方法。该方法在悬停状态下,采用简化模型设计LQR控制器,并通过UKF(Un-scented-Kalman-Filter)在线估计简化模型与全状态模型的模型差,使用模型差作为补偿项对LQR控制增强。针对实际直升机动力学模型进行仿真,验证了基于UKF的估计和增强LQR控制的有效性。仿真实验结果证明,基于UKF的主动建模技术能够快速估计状态和参数变化,并且增强LQR控制能够使系统适应模型不确定性。

小型自治水下机器人运动控制系统研究

以主推加舵控制的小型自治水下机器人为研究对象,建立了水下机器人的数学模型并进行了分析。根据机器人结构的特点,对模型进行了必要的简化。设计了机器人的运动控制系统。通过湖试验正控制器的性能。

滑转率对月球车车轮驱动力学特性的影响分析

应用车辆地面力学理论研究滑转率对月球车车轮挂钩牵引力、驱动效率以及功率消耗的影响。建立刚性车轮与松软月壤交互作用的动力学模型。通过实例对月球车车轮驱动动力学特性进行仿真分析。研究结果表明,车轮的挂钩牵引力、驱动效率以及驱动能耗均受到车轮滑转率的制约。存在一个最优的滑转率区间,在此区间内车轮可获得较大的挂钩牵引力、较高的驱动效率以及较低的驱动能耗。求取轮、地相对速度,对月球车车轮的地面摩擦力功率进行了估算。

应用解析水平理论考察时间距离对决策的影响

Construal Level Theory is a kind of social cognitive theory, with the main conclusion of that the more time distance is, the more people use high level construal and the more high level construal affect in judging, decision making and such of these cognitive processes, and the low level construal has the mirror process as well. In these ten years, construal level theory is developing very fast and some of the researches of consumer behavior has concerned this developed trend very much. In 2007’s Journal of Consumer psychology, half of the papers focused on construal topics and ask for more researches about these topics. So our research mainly focused on such topics, the application of construal level theory in consumer behavior research. The first part is contained 3 experiments which mean to discuss the questions from reviewing the prior literatures. The research methods, manipulated definition, construal level factors VS construal level events are the goal of first part of this study. The results showed that construal level’s effect might be a consecutive variable and has a consecutive trend when time goes by. Time distance might not be a semantic cognitive effect to construal level but a internal ones for when there’s no verbal information of time distance the results would have the same one as well. The second part of the study is focus on a simplified model of decision-making, which contained two times decision-making, to detect whether and how would the prior decision making affect the next decision making. The study conducted the time distance in first decision making with the situation for the decision and conducted the second time distance in the time distance between the two decision situations. Although we couldn’t get the detail of the weight changes in construal level factors limited by our research, we can have a logical hypothesis based on “one-down- the other-up”. The results showed that the level of construal factors can affect the memory and the more the factors affected, the bigger the error would be. The first time distance and second time distance could effect the second decision in a interaction-way, and support the hypothesis. The whole research is mean to explore the application of construal level theory in consumer behavior research. The conclusion suggests that the periods of products and the consuming may need different marketing strategies in a long-term perspective and time distance should be control are detected in marketing analysis even there’s no time information on the paper.

DFT calculations of the structures and vibrational spectra of the [Fe(bpy)(3)](2+) and [Ru(bpy)(3)](2+) complexes

Structures of the [M(bpy)(3)](2+) complexes (M = Fe and Ru) have been calculated at the B3-LYP/DZVP level. IR and Raman spectra were calculated using the optimised geometries, employing a scaled quantum chemical force field, and compared with an earlier normal coordinate analysis of [Ru(bpy)(3) ](2+) which was based upon experimental data alone, and the use of a simplified model. The results of the calculations provide a highly satisfactory fit to the experimental data and the normal coordinate analyses, in terms of potential energy distributions, allow a detailed understanding of the vibrational spectra of both complexes. Evidence is presented for Jahn-Teller distortion in the E-1 MLCT excited state. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

External circuit system effects on chlorine plasma instabilities

The effects of the external circuit on plasma instabilities in all inductive plasma source are investigated. The instabilities are found to be asymmetric with respect to the circuit input impedance. A simplified model of the antenna-plasnia coupling provides an explanation of the asymetry.

Physical Models of Wind Instruments : A Generalized Excitation Coupled with a Modular Tube Simulation Platform

To develop real-time simulations of wind instruments, digital waveguides filters can be used as an efficient representation of the air column. Many aerophones are shaped as horns which can be approximated using conical sections. Therefore the derivation of conical waveguide filters is of special interest. When these filters are used in combination with a generalized reed excitation, several classes of wind instruments can be simulated. In this paper we present the methods for transforming a continuous description of conical tube segments to a discrete filter representation. The coupling of the reed model with the conical waveguide and a simplified model of the termination at the open end are described in the same way. It turns out that the complete lossless conical waveguide requires only one type of filter.Furthermore, we developed a digital reed excitation model, which is purely based on numerical integration methods, i.e., without the use of a look-up table.

A theoretical examination of known and hypothetical clathrate hydrate materials

The recent synthesis of a new hydrogen binary hydrate with the sH structure has highlighted the potential storage capabilities of water clathrates [T. A. Strobel, C. A. Koh, and E. D. Sloan, J. Phys. Chem. B 112, 1885 (2008) and A. R. C. Duarte, A. Shariati, L. J. Rovetto, and C. J. Peters, J. Phys. Chem. B 112, 1888 (2008)]. In this work, the absorption of hydrogen and the promoters used in the experimental work are considered using a simplified model for the host-guest interaction, which allows one to understand the stabilizing effects of multiple help molecules. Two further hypothetical clathrates, which are isostructural with known zeolite structures, are also investigated. It is shown that the energy gained by absorbing adamantane into these two frameworks is far greater than that gained upon absorption of adamantane into the sH structure. Hence, a clathrate with the same topology as the DDR (Sigma 1) zeolite may be synthesizable with adamantane and hydrogen as guest molecules as, in the conditions explored here, this phase appears to be more stable than the sH structure. (C) 2009 American Institute of Physics. [DOI: 10.1063/1.3142503]

Manufacturing at double the speed

The speed of manufacturing processes today depends on a trade-off between the physical processes of production, the wider system that allows these processes to operate and the co-ordination of a supply chain in the pursuit of meeting customer needs. Could the speed of this activity be doubled? This paper explores this hypothetical question, starting with examination of a diverse set of case studies spanning the activities of manufacturing. This reveals that the constraints on increasing manufacturing speed have some common themes, and several of these are examined in more detail, to identify absolute limits to performance. The physical processes of production are constrained by factors such as machine stiffness, actuator acceleration, heat transfer and the delivery of fluids, and for each of these, a simplified model is used to analyse the gap between current and limiting performance. The wider systems of production require the co-ordination of resources and push at the limits of human biophysical and cognitive limits. Evidence about these is explored and related to current practice. Out of this discussion, five promising innovations are explored to show examples of how manufacturing speed is increasing—with line arrays of point actuators, parallel tools, tailored application of precision, hybridisation and task taxonomies. The paper addresses a broad question which could be pursued by a wider community and in greater depth, but even this first examination suggests the possibility of unanticipated innovations in current manufacturing practices.

Biaxial seismic behaviour of reinforced concrete columns

A análise dos efeitos dos sismos mostra que a investigação em engenharia sísmica deve dar especial atenção à avaliação da vulnerabilidade das construções existentes, frequentemente desprovidas de adequada resistência sísmica tal como acontece em edifícios de betão armado (BA) de muitas cidades em países do sul da Europa, entre os quais Portugal. Sendo os pilares elementos estruturais fundamentais na resistência sísmica dos edifícios, deve ser dada especial atenção à sua resposta sob ações cíclicas. Acresce que o sismo é um tipo de ação cujos efeitos nos edifícios exige a consideração de duas componentes horizontais, o que tem exigências mais severas nos pilares comparativamente à ação unidirecional. Assim, esta tese centra-se na avaliação da resposta estrutural de pilares de betão armado sujeitos a ações cíclicas horizontais biaxiais, em três linhas principais. Em primeiro lugar desenvolveu-se uma campanha de ensaios para o estudo do comportamento cíclico uniaxial e biaxial de pilares de betão armado com esforço axial constante. Para tal foram construídas quatro séries de pilares retangulares de betão armado (24 no total) com diferentes características geométricas e quantidades de armadura longitudinal, tendo os pilares sido ensaiados para diferentes histórias de carga. Os resultados experimentais obtidos são analisados e discutidos dando particular atenção à evolução do dano, à degradação de rigidez e resistência com o aumento das exigências de deformação, à energia dissipada, ao amortecimento viscoso equivalente; por fim é proposto um índice de dano para pilares solicitados biaxialmente. De seguida foram aplicadas diferentes estratégias de modelação não-linear para a representação do comportamento biaxial dos pilares ensaiados, considerando não-linearidade distribuída ao longo dos elementos ou concentrada nas extremidades dos mesmos. Os resultados obtidos com as várias estratégias de modelação demonstraram representar adequadamente a resposta em termos das curvas envolventes força-deslocamento, mas foram encontradas algumas dificuldades na representação da degradação de resistência e na evolução da energia dissipada. Por fim, é proposto um modelo global para a representação do comportamento não-linear em flexão de elementos de betão armado sujeitos a ações biaxiais cíclicas. Este modelo tem por base um modelo uniaxial conhecido, combinado com uma função de interação desenvolvida com base no modelo de Bouc- Wen. Esta função de interação foi calibrada com recurso a técnicas de otimização e usando resultados de uma série de análises numéricas com um modelo refinado. É ainda demonstrada a capacidade do modelo simplificado em reproduzir os resultados experimentais de ensaios biaxiais de pilares.

Characterization of bioactive compounds of dealcoholized wine: valuation of distillation process

O vinho tinto é uma importante fonte de compostos fenólicos com atividade antioxidante e que estão relacionados com a prevenção de doenças cardiovasculares e cancro. Estes compostos são um sub-produto do processo de destilação vínica utilizado para produzir aguardente necessária para a produção de Vinho do Porto. Esta tese tem como objetivo valorizar os compostos fenólicos resultantes das destilarias de vinho, através do estudo da sua composição, das interações com o material polimérico do vinho, da sua estabilidade durante o armazenamento e avaliação dos seus potenciais efeitos biológicos in vitro. Isto irá permitir definir aplicações para estes compostos como ingredientes alimentares com propriedades funcionais. Dois vinhos tintos (RW1 e RW2) foram utilizados como fonte de compostos fenólicos. A fim de estudar estes compostos, cada vinho foi evaporado à pressão atmosférica, permitindo obter o respetivo vinho desalcolizado (DW1 e DW2). Os polissacarídeos e compostos fenólicos presentes nos vinhos desalcolizados foram fracionados por extração em fase sólida utilizando cartuchos C18 sep-pak. A fração hidrofóbica, rica em compostos fenólicos, foi separada em frações ricas em ácidos fenólicos, em procianidinas e em antocianinas, as quais foram usadas para avaliar a sua contribuição para a atividade antioxidante total e caracterização fenólica detalhada dos DW. Foram obtidas quantidades comparáveis de compostos fenólicos totais (1.3 g/L para RW1 e DW1, e 3.1 para RW2 e DW2), de taninos (1.2 g/L para RW1 e DW1 e 1.6 para RW2 e DW2) e de antocianinas (0.24 g/L para RW1 e DW1 e 0.41 para RW2 e DW2) para os vinhos e para os respetivos vinhos desalcolizados. A determinação da atividade antioxidante de RW e DW pelos métodos do DPPH e ABTS também originou valores semelhantes, permitindo inferir que o processo de destilação realizado não promoveu uma perda relevante de compostos fenólicos. A atividade antioxidante total de vinho deveu-se essencialmente à fração rica em antocianinas. Os dois DW foram dialisados para se obter o material polimérico dos vinhos (WPM1 e WPM2). O WPM1 e WPM2 apresentavam 1.1 e 1.3 g/L de material sólido, respetivamente. O WPM (WPM1 e WPM2) era composto por polissacarídeos (31 e 36%), proteínas (10 e 12%) e também por compostos fenólicos (32 e 43%). A análise de açúcares mostrou que as manoproteínas e as arabinogalactanas eram os principais polissacarídeos presentes. A extração do WPM com metanol deu origem a um material insolúvel em metanol (PMi) e a uma fração solúvel em metanol, que continuava a conter hidratos de carbono e compostos fenólicos, mostrando uma forte interação entre estes compostos. Para determinar a energia de ativação (Ea) da libertação dos compostos fenólicos de fracções de material polimérico do vinho, foram realizadas diálises do DW, WPM e PMi, utilizando-se quatro concentrações diferentes, a cinco temperaturas (5-40 °C). O valor da Ea foi 25 para o WPM e 61 kJ/mol para o PMi, mostrando que os compostos fenólicos do vinho podem estar associados de forma diferente à matriz polimérica e que uma fração pode estar, ainda, fortemente associada a esta matriz. A fim de avaliar a possível existência de interações seletivas com os compostos fenólicos, o WPM foi fracionado, permitindo a obtenção de uma fração rica em manoproteínas (MP), através de uma cromatografia de afinidade com concanavalina A e 3 frações ricas em arabinogalactanas (AG0, AG1 e AG2) obtidas por cromatografia de troca aniónica. Foi avaliada a difusão de nove antocianinas monoméricas através de uma membrana de diálise, em presença do WPM, e das frações ricas em MP e em AG. A diálise dos compostos fenólicos livres do vinho foi realizada como ensaio em branco. Todas as frações poliméricas mostraram capacidade para reter as antocianinas, embora em diferente extensão. Foi observada uma capacidade de retenção maior para as antocianinas acilglucosiladas do que para as antocianinas glucosiladas. A fração rica em AG teve uma maior contribuição para a capacidade de retenção das antocianinas pelo material polimérico vinho do que a fração rica em MP, principalmente quando as antocianinas estavam acetiladas. Com o objetivo de estudar formas para preservar, a longo prazo, as propriedades antioxidantes dos compostos fenólicos, o extrato de compostos fenólicos (PCE), em pó, foi armazenado em diferentes condições de luz e atmosfera, à temperatura ambiente durante 1 ano. Observou-se que o PCE armazenado no escuro, dentro de um exsicador sob atmosfera de azoto, preservou 95% da atividade antioxidante inicial. Também foram avaliadas as melhores condições para preservar as antocianinas quando em solução, armazenadas a duas temperaturas (5 e 30 ºC) durante 3 meses. A adição de 0.5 g/L de uma fração rica em polissacarídeos a um vinho armazenado a 30 ºC promoveu a proteção das antocianinas, especialmente das antocianinas cumaroiladas. Os potenciais efeitos biológicos dos compostos fenólicos foram avaliados em diferentes sistemas celulares in vitro utilizando as seguintes frações: WPM, WPS (polissacarídeos do vinho), WPC (compostos fenólicos do vinho), PA-E (fração rica em ácidos fenólicos), PR-E (fração rica em procianidinas) e APP-E (fração rica em antocianinas e procianidinas poliméricas). Foi observada uma maior viabilidade celular quando as células do carcinoma do cólon HT-29 foram expostas a dois agentes oxidantes (radiação UV e H2O2) em presença das frações PR-E e APP-E. Além disso, os extratos WPS, WPC, PR-E e APP-E mostraram propriedades anti-inflamatórias, avaliadas pela inibição da produção de NO por células de macrófagos RAW264.7, sendo o extrato APP-E (0.19 mg/mL) o que exibiu a maior capacidade anti-inflamatória. A fim de elucidar as propriedades antioxidantes dos extratos do vinho em células humanas, os glóbulos vermelhos (RBC) foram selecionados como um modelo metabolicamente simples. Os extratos WPM, WPS, WPC, PR-E, e APP-E mostraram efeito anti-hemolítico para a hemólise dos RBC provocada pelo peróxido de hidrogénio (H2O2) e pelo di-hidrocloreto de 2,2'-azo-bis(2-diaminopropano) (AAPH). Os resultados obtidos permitem concluir que o processo de desalcoolização dos vinhos à pressão atmosférica, preservou as principais características antioxidantes dos compostos fenólicos. Estes compostos podem contribuir para a defesa das células contra agentes oxidantes, nomeadamente por terem um potencial de atividades anti-inflamatória e anti-hemolítica, promovendo a viabilidade celular. A interação dos compostos fenólicos do vinho com o material polimérico permite inferir uma dosagem contínua e gradual das antocianinas vinho tinto após a sua ingestão, contribuindo para um período mais longo da sua exposição e, como consequência, dos seus potenciais benefícios para a saúde.

Scheduled service network design for integrated planning of rail freight transportation

Cette thèse étudie une approche intégrant la gestion de l’horaire et la conception de réseaux de services pour le transport ferroviaire de marchandises. Le transport par rail s’articule autour d’une structure à deux niveaux de consolidation où l’affectation des wagons aux blocs ainsi que des blocs aux services représentent des décisions qui complexifient grandement la gestion des opérations. Dans cette thèse, les deux processus de consolidation ainsi que l’horaire d’exploitation sont étudiés simultanément. La résolution de ce problème permet d’identifier un plan d’exploitation rentable comprenant les politiques de blocage, le routage et l’horaire des trains, de même que l’habillage ainsi que l’affectation du traffic. Afin de décrire les différentes activités ferroviaires au niveau tactique, nous étendons le réseau physique et construisons une structure de réseau espace-temps comprenant trois couches dans lequel la dimension liée au temps prend en considération les impacts temporels sur les opérations. De plus, les opérations relatives aux trains, blocs et wagons sont décrites par différentes couches. Sur la base de cette structure de réseau, nous modélisons ce problème de planification ferroviaire comme un problème de conception de réseaux de services. Le modèle proposé se formule comme un programme mathématique en variables mixtes. Ce dernie r s’avère très difficile à résoudre en raison de la grande taille des instances traitées et de sa complexité intrinsèque. Trois versions sont étudiées : le modèle simplifié (comprenant des services directs uniquement), le modèle complet (comprenant des services directs et multi-arrêts), ainsi qu’un modèle complet à très grande échelle. Plusieurs heuristiques sont développées afin d’obtenir de bonnes solutions en des temps de calcul raisonnables. Premièrement, un cas particulier avec services directs est analysé. En considérant une cara ctéristique spécifique du problème de conception de réseaux de services directs nous développons un nouvel algorithme de recherche avec tabous. Un voisinage par cycles est privilégié à cet effet. Celui-ci est basé sur la distribution du flot circulant sur les blocs selon les cycles issus du réseau résiduel. Un algorithme basé sur l’ajustement de pente est développé pour le modèle complet, et nous proposons une nouvelle méthode, appelée recherche ellipsoidale, permettant d’améliorer davantage la qualité de la solution. La recherche ellipsoidale combine les bonnes solutions admissibles générées par l’algorithme d’ajustement de pente, et regroupe les caractéristiques des bonnes solutions afin de créer un problème élite qui est résolu de facon exacte à l’aide d’un logiciel commercial. L’heuristique tire donc avantage de la vitesse de convergence de l’algorithme d’ajustement de pente et de la qualité de solution de la recherche ellipsoidale. Les tests numériques illustrent l’efficacité de l’heuristique proposée. En outre, l’algorithme représente une alternative intéressante afin de résoudre le problème simplifié. Enfin, nous étudions le modèle complet à très grande échelle. Une heuristique hybride est développée en intégrant les idées de l’algorithme précédemment décrit et la génération de colonnes. Nous proposons une nouvelle procédure d’ajustement de pente où, par rapport à l’ancienne, seule l’approximation des couts liés aux services est considérée. La nouvelle approche d’ajustement de pente sépare ainsi les décisions associées aux blocs et aux services afin de fournir une décomposition naturelle du problème. Les résultats numériques obtenus montrent que l’algorithme est en mesure d’identifier des solutions de qualité dans un contexte visant la résolution d’instances réelles.