Estimating Local Part Thickness in Midplane Meshes for Finite Element Analysis

Within the development of motor vehicles, crash safety (e.g. occupant protection, pedestrian protection, low speed damageability), is one of the most important attributes. In order to be able to fulfill the increased requirements in the framework of shorter cycle times and rising pressure to reduce costs, car manufacturers keep intensifying the use of virtual development tools such as those in the domain of Computer Aided Engineering (CAE). For crash simulations, the explicit finite element method (FEM) is applied. The accuracy of the simulation process is highly dependent on the accuracy of the simulation model, including the midplane mesh. One of the roughest approximations typically made is the actual part thickness which, in reality, can vary locally. However, almost always a constant thickness value is defined throughout the entire part due to complexity reasons. On the other hand, for precise fracture analysis within FEM, the correct thickness consideration is one key enabler. Thus, availability of per element thickness information, which does not exist explicitly in the FEM model, can significantly contribute to an improved crash simulation quality, especially regarding fracture prediction. Even though the thickness is not explicitly available from the FEM model, it can be inferred from the original CAD geometric model through geometric calculations. This paper proposes and compares two thickness estimation algorithms based on ray tracing and nearest neighbour 3D range searches. A systematic quantitative analysis of the accuracy of both algorithms is presented, as well as a thorough identification of particular geometric arrangements under which their accuracy can be compared. These results enable the identification of each technique’s weaknesses and hint towards a new, integrated, approach to the problem that linearly combines the estimates produced by each algorithm.

Improving FEM crash simulation accuracy through local thickness estimation based on CAD data

In this paper, we present a method for estimating local thickness distribution in nite element models, applied to injection molded and cast engineering parts. This method features considerable improved performance compared to two previously proposed approaches, and has been validated against thickness measured by di erent human operators. We also demonstrate that the use of this method for assigning a distribution of local thickness in FEM crash simulations results in a much more accurate prediction of the real part performance, thus increasing the bene ts of computer simulations in engineering design by enabling zero-prototyping and thus reducing product development costs. The simulation results have been compared to experimental tests, evidencing the advantage of the proposed method. Thus, the proposed approach to consider local thickness distribution in FEM crash simulations has high potential on the product development process of complex and highly demanding injection molded and casted parts and is currently being used by Ford Motor Company.

Análise da sequência do movimento de levantar/sentar, em indivíduos pós AVE: Estudo da relação da activação dos músculos vasto medial oblíquo e vasto lateral

O objectivo deste estudo foi comparar o rácio dos músculos Vasto Medial Oblíquo (VMO) e Vasto Lateral (VL), na sequência de movimento de levantar e sentar, em indivíduos sem patologia e em indivíduos com Acidente Vascular Encefálico (AVE). Pretendeu-se também verificar a sequência de activação de alguns músculos do membro inferior na sequência de movimento de levantar. Verificou-se existir diferenças significativas para afirmar que, no movimento de levantar, indivíduos com sequelas de AVE apresentam menor rácio VMO/VL no membro predominantemente atingido em relação aos indivíduos sem patologia. Diferentes sequências de activação muscular durante o movimento de levantar foram observadas.

Intervenção na rotura grau III do ligamento colateral medial associado a fractura de Salter-Harris tipo III e estiramento do LCA – Relato de Caso

O presente relatório refere-se ao Estagio Final do aluno João Pedro Pinheiro Alves de Miranda, que decorreu na Associação Recreativa de Freixieiro. Este estágio, decorreu entre 03/01/2011 e 01/06/2011, enquadra-se no plano curricular do 3º semestre do Mestrado em Fisioterapia – Opção Desporto da Escola Superior de Tecnologia da Saúde do Porto, constituindo uma ferramenta importante para um melhor enquadramento do papel do fisioterapeuta no desporto. Com esta formação pretende-se aprofundar conhecimentos, aperfeiçoar e aplicar técnicas mais actuais face às situações patológicas, bem como adquirir novos conhecimentos e aprender como lidar com situações futuras no desporto. O relatório tem como objectivo a descrição da experiência de observação, avaliação e intervenção dos casos clínicos, bem como, as acções de emergência em treinos e jogos onde dei o meu contributo, e da respectiva forma de actuar. Na elaboração do mesmo tive em consideração todas as informações, subjectivas e objectivas, que retive ao longo do período de estágio, assim como, as relações estabelecidas entre os profissionais e jogadores da instituição. Contudo, deu-se especial atenção ao caso clínico que acompanhei, sobre Rotura grau III do ligamento lateral interno associado a fractura de Salter-Harris tipo III e estiramento do LCA.

Reeducação pré e pós-operatória numa lesão múltipla (fractura do prato tibial medial, ruptura do ligamento cruzado anterior e do corno anterior do menisco medial) do joelho - relato de caso

O presente estudo tem por objectivo principal relatar o caso duma atleta de esqui na montanha com 18 anos de idade, com uma lesão do Ligamento Cruzado Anterior (LCA), lesão do menisco medial e fractura do prato tibial medial que foi submetida a tratamento cirúrgico, realizando tratamento de fisioterapia no pré e pós-operatório. O programa de reabilitação tinha como objectivo reduzir o edema e conquistar a amplitude de movimento livre de dor assim como reestabelecer os níveis de controlo neuromuscular prévios à lesão. A atleta passou por cinco reavaliações durante seu o período de reabilitação e como parâmetros utilizaram-se as escalas de funcionalidade de Cinccinatti e Lisholm, a perimetria da coxa, os graus de amplitude de movimento e a sua força muscular pelo método de 1RM. Os resultados foram os esperados para cada fase da sua reabilitação. No pré-operatório a atleta apresentava um déficit na força muscular do membro inferior lesionado, principalmente no quadricípite ( 3+ inicialmente e 4 na reavaliação antes da cirurgia), discrepância na perimetria muscular da coxa (-2,5 centímetros em relação ao membro contralateral medidos a 5 centímetros acima do bordo superior da patela, e -1,5 centímetros após o programa de reabilitação pré-operatória). No pós-operatório, a força muscular do quadricípite era de 3 inicialmente e de 5 no final do programa de reabilitação, a diferença de 2,5 centímetros de perimetria em relação ao membro contralateral inicialmente encontrada no pós-operatório foi reduzida a uma mínima diferença na sua última avaliação. Quanto à funcionalidade, a atleta inicialmente apresentava valores de 120 e 61 nas escalas de Cinccinatti e Lysholm e no final do programa de reabilitação de 320 e 95, respectivamente. Por fim, conclui-se que a atleta no final de quatro meses, apresentou melhorias sensíveis no seu quadro e muito provavelmente retornará às competições de forma integral.

a-SiH p-i-n structures with extreme i-layer thickness

We present measurements and numerical simulation of a-Si:H p-i-n detectors with a wide range of intrinsic layer thickness between 2 and 10 pm. Such a large active layer thickness is required in applications like elementary particle detectors or X-ray detectors. For large thickness and depending on the applied bias, we observe a sharp peak in the spectral response in the red region near 700 nm. Simulation results obtained with the program ASCA are in agreement with the measurement and permit the explanation of the experimental data. In thick samples holes recombine or are trapped before reaching the contacts, and the conduction mechanism is fully electron dominated. As a consequence, the peak position in the spectral response is located near the optical band gap of the a-Si:H i-layer. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeitos imediatos da mobilização com movimento da rotação medial da tibio-femural m movimento da rot e movimento, em ind com flexão do joelho, na dor e na amplitude de movimento, em indivíduos com síndrome s da mobilização com dor e na amplitude de patelo-femural

Introdução: O síndrome patelo-femural é uma das disfunções músculo-esqueléticas mais comuns ao nível do joelho. É de etiologia multifatorial, sendo a rotação lateral da tíbia um dos fatores contribuintes, sendo que pode potenciar alterações da biomecânica da articulação patelo-femural por aumentar as forças de reação sobre a articulação. Brian Mulligan sugere que a técnica para a correção da rotação lateral da tíbia pode ser benéfica no alívio da dor e no aumento da amplitude de flexão do joelho, em pacientes com síndrome patelo-femural, apesar da evidência acerca da efetividade desta técnica ser ainda escassa. Objetivo: Avaliar os efeitos da técnica de mobilização com movimento de rotação medial da tíbio-femural com flexão do joelho, ao nível da intensidade da dor e da amplitude de movimento de flexão do joelho, durante o agachamento, em indivíduos com síndrome patelo-femural. Métodos: Estudo experimental, com uma amostra constituída por 20 estudantes universitários, do género feminino, com síndrome patelo-femural e dor ao agachamento bilateral. Estes foram distribuídos aleatoriamente por dois grupos: experimental (intervenção com técnica de mobilização com movimento) e placebo (intervenção placebo). Foram avaliadas a amplitude de flexão do joelho com um goniómetro eletrónico (Biometrics®) e a intensidade de dor com a Escala Visual Analógica, durante o agachamento bilateral, antes e imediatamente após as respetivas intervenções. O nível de significância foi de 0,05. Resultados: A realização da Análise da Covariância revelou que, relativamente à intensidade da dor, foi possível constatar que existiram diferenças significativas entre os dois grupos (p<0,001). Entre a avaliação inicial e a final, o grupo experimental diminuiu mais 2,1cm na Escala Visual Analógica do que o grupo placebo. Em relação à avaliação da amplitude articular, foi possível constatar que, existiram diferenças significativas, entre os dois grupos (p=0,004). Entre a avaliação inicial e a final, o grupo experimental teve mais 8,6º de aumento na amplitude articular do que o grupo placebo. Conclusão: Para indivíduos com síndrome patelo-femural, a técnica de mobilização com movimento para correção da rotação lateral da tíbia, parece ser benéfica no alívio da dor e no ganho de amplitude de flexão do joelho, analisando o movimento de agachamento bilateral.

Film thickness in a ball-on-disc contact lubricated with greases, bleed oils and base oils

Three different lubricating greases and their bleed and base oils were compared in terms of film thickness in a ball-on-disc test rig through optical interferometry. The theoretical values calculated according to Hamrock's equation are in close agreement with the base oil film thickness measurements, which validates the selected experimental methodology. The grease and bleed oil film thickness under fully flooded lubrication conditions presented quite similar behaviour and levels. Therefore, the grease film thickness under full film conditions might be predicted using their bleed oil properties, namely the viscosity and pressure-viscosity coefficient. The base and bleed oil lubricant parameter LP are proportional to the measured film thickness. A relationship between grease and the corresponding bleed oil film thickness was evidenced.

Adherend thickness effect on the tensile fracture toughness of a structural adhesive using an optical data acquisition method

Adhesive bonding is nowadays a serious candidate to replace methods such as fastening or riveting, because of attractive mechanical properties. As a result, adhesives are being increasingly used in industries such as the automotive, aerospace and construction. Thus, it is highly important to predict the strength of bonded joints to assess the feasibility of joining during the fabrication process of components (e.g. due to complex geometries) or for repairing purposes. This work studies the tensile behaviour of adhesive joints between aluminium adherends considering different values of adherend thickness (h) and the double-cantilever beam (DCB) test. The experimental work consists of the definition of the tensile fracture toughness (GIC) for the different joint configurations. A conventional fracture characterization method was used, together with a J-integral approach, that take into account the plasticity effects occurring in the adhesive layer. An optical measurement method is used for the evaluation of crack tip opening and adherends rotation at the crack tip during the test, supported by a Matlab® sub-routine for the automated extraction of these quantities. As output of this work, a comparative evaluation between bonded systems with different values of adherend thickness is carried out and complete fracture data is provided in tension for the subsequent strength prediction of joints with identical conditions.

The thickness of the transport layer in stratified geomorphic flows

River Flow 2010

Efeitos Imediatos da Mobilização com Movimento na Rotação Medial da Gleno-umeral em Jogadores de Andebol

Introdução: No andebol, o ombro é elevado numa amplitude superior a 90º e move-se com elevada velocidade de execução o que pode originar deslocação anterior da cabeça do úmero e diminuição da rotação medial. A técnica MWM pode ser uma mais valia na correção da falha posicional e recuperação da amplitude de movimento de rotação medial da articulação gleno-umeral. Objetivo: Este estudo teve como objetivo verificar os efeitos imediatos da técnica de MWM na amplitude de movimento de rotação medial da articulação gleno-umeral em jogadores de andebol. Métodos: O presente estudo, duplamente cego, é do tipo experimental. Foram incluídos no estudo 30 indivíduos do sexo masculino, jogadores de andebol, distribuídos, aleatoriamente, em dois grupos de 15, experimental e controlo. Em ambos os grupos foi avaliada a amplitude de movimento da rotação medial da gleno-umeral, em dois momentos, pré e pós intervenção. O grupo experimental foi submetido à técnica de MWM no movimento de rotação medial da gleno-umeral no membro dominante. Ao grupo de controlo, foi solicitada a realização do movimento ativo de rotação medial no membro dominante, o fisioterapeuta manteve os mesmos contactos manuais mas não aplicou pressão na cabeça do úmero. Para a comparação entre os grupos experimental e controlo recorreu-se ao teste de Mann-Whitney e para analisar diferenças entre os dois momentos, para cada grupo, foi utilizado o teste de Wilcoxon. Resultados: Foram encontradas diferenças significativas no grupo experimental e controlo, contudo essa diferença foi superior no grupo experimental. Após a intervenção, o grupo experimental apresentou amplitudes de rotação medial da gleno-umeral significativamente mais elevadas às do grupo de controlo (U=0,50; p <0,001). Conclusão: A técnica de MWM para rotação medial produziu um aumento significativo na amplitude desse movimento.

The effect of adhesive thickness on the mechanical behavior of a structural polyurethane adhesive

One parameter that influences the adhesively bonded joints performance is the adhesive layer thickness. Hence, its effect has to be investigated experimentally and should be taken into consideration in the design of adhesive joints. Most of the results from literature are for typical structural epoxy adhesives which are generally formulated to perform in thin sections. However, polyurethane adhesives are designed to perform in thicker sections and might have a different behavior as a function of adhesive thickness. In this study, the effect of adhesive thickness on the mechanical behavior of a structural polyurethane adhesive was investigated. The mode I fracture toughness of the adhesive was measured using double-cantilever beam (DCB) tests with various thicknesses of the adhesive layer ranging from 0.2 to 2 mm. In addition, single lap joints (SLJs) were fabricated and tested to assess the influence of adhesive thickness on the lap-shear strength of the adhesive. An increasing fracture toughness with increasing adhesive thickness was found. The lap-shear strength decreases as the adhesive layer gets thicker, but in contrast to joints with brittle adhesives the decrease trend was less pronounced.

Adhesive thickness effects of a ductile adhesive by optical measurement techniques

Adhesive bonding is an excellent alternative to traditional joining techniques such as welding, mechanical fastening or riveting. However, there are many factors that have to be accounted for during joint design to accurately predict the joint strength. One of these is the adhesive layer thickness (tA). Most of the results are for epoxy structural adhesives, tailored to perform best with small values of tA, and these show that the lap joint strength decreases with increase of tA (the optimum joint strength is usually obtained with tA values between 0.1 and 0.2 mm). Recently, polyurethane adhesives were made available in the market, designed to perform with larger tA values, and whose fracture behaviour is still not studied. In this work, the effect of tA on the tensile fracture toughness (View the MathML source) of a bonded joint is studied, considering a novel high strength and ductile polyurethane adhesive for the automotive industry. This work consists on the fracture characterization of the bond by a conventional and the J-integral techniques, which accurately account for root rotation effects. An optical measurement method is used for the evaluation of crack tip opening (δn) and adherends rotation at the crack tip (θo) during the test, supported by a Matlab® sub-routine for the automated extraction of these parameters. As output of this work, fracture data is provided in traction for the selected adhesive, enabling the subsequent strength prediction of bonded joints.

Carotid Intima-Media Thickness and Carotid Plaques Improves Prediction of Obstructive Angiographic Coronary Artery Disease in Women

Does carotid intima-media thickness (cIMT), a surrogate marker of cardiovascular events, have predictive incremental value over established risk factors for stable coronary artery disease (CAD)? Prospective study of 300 patients, with suspected stable CAD, admitted for an elective coronary angiography and carotid ultrasound. The CAD patients had a higher cIMT, which showed a modest predictive accuracy for CAD (area under the receiver-operating characteristic curve 0.638, 95% confidence interval 0.576-0.701, P < .001). The cIMT was an independent predictor of CAD, together with age, gender, and diabetes. C-statistic for CAD prediction by traditional risk factors was not significantly different from a model that included cIMT, carotid plaque presence, or both. However, in women, it was significantly increased by the addition of cIMT or carotid plaque presence. Although cIMT cannot be used as a sole indicator of CAD, it should be considered in the panel of investigations that is requested, particularly in women who are candidates for coronary angiography.

The use of stents in the treatment of traumatic intimal flaps: case report

Treatment of arterial traumatic intimal lesions is controversial due to its unknown natural history. Current therapeutical options include arterial reconstruction and clinical observation. The idea of using stents to correct intimal flaps is based on their use to correct dissections, flaps, and arterial irregularities after angioplasty. We report the successful treatment of a traumatic intimal flap of the superficial femoral artery, caused by gunshot trauma, with a Palmaz stent in the acute period. One year after the operation, a duplex scan revealed normal flow in the artery and complete exclusion of the intimal flap; distal pulses were palpable, and the patient was completely asymptomatic.