Thin Maintenance Surfaces - Phase I, TR-435, 1999

The first phase of a two-phase research project was conducted to develop guidelines for Iowa transportation officials on the use of thin maintenance surfaces (TMS) for asphaltic concrete and bituminous roads. Thin maintenance surfaces are seal coats (chip seals), slurry seals, and micro-surfacing. Interim guidelines were developed to provide guidance on which roads are good candidates for TMS, when TMS should be placed, and what type of thin maintenance surface should be selected. The guidelines were developed specifically for Iowa aggregates, weather, traffic conditions, road user expectations, and transportation official expectations. In addition to interim guidelines, this report presents recommendations for phase-two research. It is recommended that test section monitoring continue and that further investigations be conducted regarding thin maintenance surface aggregate, additional test sections, placed, and a design method adopted for seal coats.

Dynamic Pavement Deflection Measurements, Progress Report, HR-178, 1977

The Road Rater is a dynamic deflection measuring appa-ratus for flexible base pavements. The basic operating principle of the Road Rater is to impart a dynamic loading and measure the resultant movement of the pavement with velocity sensors. This data, when properly adjusted for temperature by use of a nomograph included in this report, can be used to determine pavement life expectancy and estimate overlay thickness required. Road Rater testing will be conducted in the spring, when pave-ments are in their weakest condition, until seasonal correction factors can be developed. The Road Rater does not have sufficient ram weight to effectively evaluate load carrying capacity of rigid pavements. All rigid pavements react similarly to Road Rater testing and generally deflect from 0.65 to 1.30 mils. Research will be continued to evaluate rigid pavements with the Road Rater, however. The Road Rater has proven to be a reliable, trouble free pavement evaluation machine. The deflection apparatus was originally front-mounted, but was rear-mounted during the winter of 1977-78. Since that time, van handling has greatly improved, and front suspension parts are no longer overstressed due to improper weight distribution. The Road Rater provides a fast, economical, nondestructive test method to evaluate flexible pavements. Road Rater test data can be used to predict pavement life, set priorities for asphaltic concrete resurfacing, and design asphaltic concrete overlays. Temperature and seasonal variations significantly affect Road Rater deflection readings and must be considered. A nomograph included in this report adjusts for temperature, but does not correct for seasonal effect. Road Rater testing will be conducted in the spring until seasonal correction factors can be developed. The Road Rater has not successfully evaluated rigid pavements, but research will continue in this area. 1. Recommendations for continuing Road Rater research, evaluation and application are as follows:A computer program should be established to reduce Road Rater raw data (Range and Sensor reading) to HR-178 Road Rater Dynamic Deflections For Determining Structural Rating Of Flexible Pavements mean deflection (mils) and/or structural rating. This computer printout would be similar to present friction testing printouts, and would greatly reduce Road Rater data reduction manpower needs and costs. 2. Seasonal variation study should continue to develop seasonal correction factors. Seasonal test roads will be studied concurrently with routine testing during 1979 to develop this relationship. All Road Rater testing will be conducted in the spring until the seasonal relationship is established. 3. An asphaltic concrete overlay design method should be established based on Road Rater de-flection readings. The AASHTO Interim Guide for Design of Pavement Structures 1972 will be used as a base document for this study. 4. AASHTO Structural numbers should be compared to Road Rater Structural Ratings during 1979 on asphaltic concrete overlay projects. This analysis will enable us to refine Road Rater evaluation of flexible pavements. Roads will be tested before resurfacing and several months

Field Testing of Railroad Flatcar Bridges Volume I: Single Spans, TR-498, 2007

Based on the conclusions of IHRB Project TR-444, Demonstration Project Using Railroad Flat Car Bridges for Low Volume Road Bridges, additional research on the use of RRFC bridges was undertaken. This portion of the project investigated the following: (1) Different design and rating procedures; (2) Additional single span configurations plus multiple span configurations; (3) Different mechanisms for connecting adjacent RRFCs and the resulting lateral load distribution factors; (4) Sheet pile abutments; and (5) Behavior RRFCs that had been strengthened so that they could be used on existing abutments. A total of eight RRFC bridges were tested (five single span bridges, two two-span bridges, and one three-span bridge). Based on the results of this study a simplified design and rating procedure has been developed for the economical replacement bridge alternative. In Volume 1, this volume, the results from the testing of four single span RRFC bridges are presented, while in Volume 2 the results from the testing of the strengthened single span bridge plus the three multiple span bridges are presented.

Field Testing of Railroad Flatcar Bridges Volume II: Multiple Spans, TR-498, 2007

Based on the conclusions of IHRB Project TR-444, Demonstration Project Using Railroad Flat Car Bridges for Low Volume Road Bridges, additional research on the use of RRFC bridges was undertaken. This portion of the project investigated the following: (1) Different design and rating procedures; (2) Additional single span configurations plus multiple span configurations; (3) Different mechanisms for connecting adjacent RRFCs and the resulting lateral load distribution factors; (4) Sheet pile abutments; and (5) Behavior RRFCs that had been strengthened so that they could be used on existing abutments. A total of eight RRFC bridges were tested (five single span bridges, two two-span bridges, and one three-span bridge). Based on the results of this study a simplified design and rating procedure has been developed for the economical replacement bridge alternative. In Volume 1, the results from the testing of four single span RRFC bridges are presented, while in Volume 2,this volume, the results from the testing of the strengthened single span bridge plus the three multiple span bridges are presented.

Deciphering neuron-glia compartmentalization in cortical energy metabolism.

Energy demand is an important constraint on neural signaling. Several methods have been proposed to assess the energy budget of the brain based on a bottom-up approach in which the energy demand of individual biophysical processes are first estimated independently and then summed up to compute the brain's total energy budget. Here, we address this question using a novel approach that makes use of published datasets that reported average cerebral glucose and oxygen utilization in humans and rodents during different activation states. Our approach allows us (1) to decipher neuron-glia compartmentalization in energy metabolism and (2) to compute a precise state-dependent energy budget for the brain. Under the assumption that the fraction of energy used for signaling is proportional to the cycling of neurotransmitters, we find that in the activated state, most of the energy ( approximately 80%) is oxidatively produced and consumed by neurons to support neuron-to-neuron signaling. Glial cells, while only contributing for a small fraction to energy production ( approximately 6%), actually take up a significant fraction of glucose (50% or more) from the blood and provide neurons with glucose-derived energy substrates. Our results suggest that glycolysis occurs for a significant part in astrocytes whereas most of the oxygen is utilized in neurons. As a consequence, a transfer of glucose-derived metabolites from glial cells to neurons has to take place. Furthermore, we find that the amplitude of this transfer is correlated to (1) the activity level of the brain; the larger the activity, the more metabolites are shuttled from glia to neurons and (2) the oxidative activity in astrocytes; with higher glial pyruvate metabolism, less metabolites are shuttled from glia to neurons. While some of the details of a bottom-up biophysical approach have to be simplified, our method allows for a straightforward assessment of the brain's energy budget from macroscopic measurements with minimal underlying assumptions.

Putkilinjan suunnittelu integroidussa simulointiympäristössä

Työn tavoitteena oli määritellä kirjallisuustutkimuksen ja suunnitteluesimerkin avulla vaatimuksia integroidulle simulointiympäristölle, joka sisältää simulointiohjelmien lisäksi prosessilaitteiden mitoitusohjelmia ja prosessilaite- ja mallitietokannan. Lisäksi pohdittiin simulointiympäristön tuomia etuja prosessissuunnitteluun. Esimerkkinä käytettiin yksinkertaista putkilinjaa. Ensin selvitettiin prosessisuunnittelun kulkua, menetelmiä, apuvälineitä ja ajankohtaisia teemoja kirjallisuuden perusteella. Prosessisuunnittelun menetelmistä keskityttiin yksityiskohtaisemmin prosessisimulointiin. Lisäksi etsittiin kirjallisuudesta esimerkkejä integroiduista suunnitteluympäristöistä. Kirjallisuusselvityksen perusteella määriteltiin yleisiä vaatimuksia integroidulle simulointiympäristölle. Seuraavaksi suunniteltiin esimerkkinä käytetty putkilinja ja kuvattiin suunnittelun eteneminen. Suunnitteluesimerkin avulla pyrittiin tunnistamaan suunnitteluprosessista ne kohdat, joissa integroitu simulointiympäristö helpottaisi työskentelyä sekä pohtimaan yksityiskohtaisemmin integroidun simulointiympäristön toimintoja. Lopuksi kuvattiin putkilinjan suunnittelun eteneminen integroidussa simulointiympäristössä ja pohdittiin sen etuja verrattuna perinteiseen putkilinjan suunnitteluun. Tutkimuksen perusteella integroitu simulointiympäristö tehostaa prosessisuunnittelua siten, että simulointimallien määrittelyissä tarvittavat laitetiedot ovat saatavissa helposti ja nopeasti ohjelmien ymmärtämässä muodossa. Simulointiympäristössä tieto eri sovellusten välillä siirtyy osittain automaattisesti, minkä takia ohjelmiin ei erikseen tarvitse syöttää samoja tietoja. Lisäksi integroitu simulointiympäristö tukee rinnakkaista suunnittelua ja automaatio- ja prosessisuunnittelun integrointia.Jatkotutkimusehdotuksena on lisäselvitykset siitä, miten simulointiympäristö sijoittuisi yrityksissä jo olemassa oleviin suunnittelujärjestelmiin, etenkin tiedonhallintajärjestelmiin nähden. Muina jatkotutkimusehdotuksina on integroidun simulointiympäristön tarkasteleminen automaatiosuunnittelijan kannalta sekä vaatimusmäärittelyjen tarkentaminen. Työssä ei juuri ole kiinnitetty huomiota siihen, kuinka helposti ehdotetut simulointiympäristön toiminnot ja vaatimukset ovat toteutettavissa teknisesti tai ylipäätään ovatko toteutettavissa, joten tämäkin vaatinee jatkotutkimuksia.

Väsymismitoitusperusteiden ja kuormitusten määrittäminen hitsatuille sekoitinakseleille

Työssä selvitettiin vastusvenymäliuskamittausten avulla sekoitinakselin kuormitukset sekä perehdyttiin väsymisilmiöön ja hitsattujen rakenteiden väsymismitoitukseen. Kuormitusten mittauksessa rekisteröitiin akselin kriittisen kohdan taivutus- ja vääntövenymät. Mittaustulosten avulla tutkittiin kuormituksia ja kuormitusten luonnetta sekä johdettiin väsymismitoitusperusteet sekoitinakseleille. Väsymismitoitus perustuu kahteen eri menetelmään. Vakioamplitudiseen väsymisrajaan perustuvassa menetelmässä vaihtuva-amplitudisella jännityksellä suurinkin jännitysheilahdus jää väsymisrajan alle. Kokonaisväsymisvaurioon perustuvassa mitoituksessa puolestaan sallitaan vakioamplitudisen väsymisrajan ylitys. Kestoikä on käytetty loppuun, kun väsymisvaurio saavuttaa väsymiskestävyyden arvon. Menetelmän valinta riippuu käytettävästä sekoitinelintyypistä ja käytön aikana ilmenevistä väsymisen kannalta vaarallisista tilanteista.

Robots and robotic systems for the electronics and telecommunication industry

Tämä diplomityö tutkii elektroniikka- ja telekommunikaatioteollisuutta sekä siihen läheisesti liittyviä robotteja ja robottijärjestelmiä. Tavoitteena on määrittää E&T-teollisuuden prosesseihin soveltuvien robottien testausmenetelmä. Tavoitteena on myös selvittää kahden ABB:n robotin soveltuvuutta E&T-teollisuuden tarpeisiin. Muutamia systemaattisia valmistusjärjestelmien suunnitteluun soveltuvia menetelmiä ja apuvälineitä on myös käsitelty. Alussa työ keskittyy elektroniikka- ja telekommunikaatioteollisuuden nykytilan tutkimiseen sekä siellä vallitsevien ja ennustettujen trendien kartoitukseen. Kohdat “Collaborative manufacturing” ja E&T-teollisuuden valmistusjärjestelmille asettamat vaatimukset käydään yksityiskohtaisesti läpi. Tutkimuksen pääkohteina ovat robotit, erityisesti ABB:n IRB 140 ja IRB 340 sekä robottien testausmenetelmän määrittäminen. Työssä käydään läpi IRB 340:llä suoritetut testit, jotka tehtiin sekä konenäköjärjestelmää apuna käyttäen että ilman. Myös TTKK:lla suoritetut robottitestit on käyty läpi. Robottien testituloksia on analysoitu ja vertailtu muihin robotteihin. Testausmenetelmät perustuvat ISO 9283 standardiin. Viimeinen osa työstä esittelee robottijärjestelmien systemaattiseen suunnitteluun soveltuvia menetelmiä ja apuvälineitä. Esillä ovat mm. Modular function deployment (MFD) ja The system design method (SDM).

Diagnosis of hepatic steatosis by contrast-enhanced abdominal computed tomography

Objective To evaluate the diagnostic capacity of abdominal computed tomography in the assessment of hepatic steatosis using the portal phase with a simplified calculation method as compared with the non-contrast-enhanced phase. Materials and Methods In the present study, 150 patients were retrospectively evaluated by means of non-contrast-enhanced and contrast-enhanced computed tomography. One hundred patients had hepatic steatosis and 50 were control subjects. For the diagnosis of hepatic steatosis in the portal phase, the authors considered a result of < 104 HU calculated by the formula [L - 0.3 × (0.75 × P + 0.25 × A)] / 0.7, where L, P and A represent the attenuation of the liver, of the main portal vein and abdominal aorta, respectively. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values were calculated, using non-contrast-enhanced computed tomography as the reference standard. Results The simplified calculation method with portal phase for the diagnosis of hepatic steatosis showed 100% sensitivity, 36% specificity, negative predictive value of 100% and positive predictive value of 75.8%. The rate of false positive results was 64%. False negative results were not observed. Conclusion The portal phase presents an excellent sensitivity in the diagnosis of hepatic steatosis, as compared with the non-contrast-enhanced phase of abdominal computed tomography. However, the method has low specificity.

Line filter optimization in elevator use

The purpose of this thesis was to create design a guideline for an LCL-filter. This thesis reviews briefly the relevant harmonics standards, old filter designs and problems faced with the previous filters. This thesis proposes a modified design method based on the “Liserre’s method” presented in the literature. This modified method will take into account network parameters better. As input parameters, the method uses the nominal power, allowed ripple current in converter and network side and desired resonant frequency of the filter. Essential component selection issues for LCL-filter, such as heating, voltage strength, current rating etc. are also discussed. Furthermore, a simulation model used to verify the operation of the designed filter in nominal power use and in transient situations is included in this thesis.

Sulfuric acid - glucose separation using mixed-recycle steady state recycling chromatography

Batch chromatography is a widely used separation technique in a variety of fields meeting difficult separations. Several technologies for improving the performance of chromatography have been studied, including mixed-recycle steady state recycling (MR-SSR) chromatography. Design of MR-SSR has been commonly limited on 100 % purity constraint cases and empirical work. In this study a predictive design method was used to optimize feed pulse size and design a number of experimental MR-SSR separations for a solution of 20 % sulfuric acid and 100 g/L glucose. The design was under target product fraction purities of 98.7 % for H2SO4 and 95 % for glucose. The experiments indicate a maximum of 59 % increase in sulfuric acid productivity and 82 % increase for glucose when compared to corresponding batch separation. Eluent consumption was lowered by approximately 50 % using recycling chromatography. Within this study the target purities and yields set in design were not completely met, and further optimization of the process is deemed necessary.

Kantavan modulaarisen kehikkorakenteen suunnittelu optimoiduksi tuotteeksi

Diplomityössä tavoitteena oli suunnitella kantava modulaarinen kehikkorakenne, joka soveltuu käytettäväksi erilaisissa tasoratkaisuissa. Suunnittelumetodina käytettiin järjestelmällistä tuotesuunnittelua. Rakenteen tuli olla modulaarinen, valmistettavissa laserleikkaamalla ja toteutettu ruuviliitoksilla. Lisäksi kehikkorakenteen suunnittelussa pyrittiin optimaalisimpaan ratkaisuun niin teknisen kuin taloudellisenkin toteutuksen kannalta. Premekon Oy investoi vuonna 2009 laserleikkuukeskukseen, jossa pystytään leikkaamaan levyjä ja palkkeja. Yhdessä oikeanlaisen tuotesuunnittelun kanssa laserleikkuukeskuksella pystytään valmistamaan tuotteita suurella tuotantotehokkuudella. Kantavan modulaarisen kehikkorakenteen kehittäminen mahdollisti laserleikkuun aiempaa tehokkaamman hyödyntämisen. Työssä tarkasteltiin yksityiskohtaisemmin erilaisten profiilien soveltuvuutta laserleikattavaksi, osien muotoilua, liitosten yhteensopivuutta ja lujuutta.

Severity assessment of acute pancreatitis: applying Marshall scoring system

Objective: To analyze the effectiveness of the Marshall scoring system to evaluate the severity of acute pancreatitis (AP). Methods : We performed a prospective, observational study in 39 patients with AP evaluated by the Marshall scoring system and the Ranson criteria (admission and 48 hours). We assessed the progression of the disease for seven days and compared the data of the two criteria. Results : Seven patients died during the observation period and one died afterwards. All deaths had shown failure of at least one system by the Marshall method. Conclusion : The Marshall scoring system may be used as an effective and simplified application method to assess the severity of acute pancreatitis.

Pienahitsien staattisen kestävyyden mitoitus perinteisesti ja eri reunaehtoihin perustuvilla parannetuilla mitoitusmalleilla

Tässä tutkimuksessa oli tavoitteena tarkastella analyyttisen laskennan keinoin pienahitsin mitoittamista ja selvittää käytännön kokeissa havaittu a-mitasta poikkeavan vauriotason sijainti poikittain kuormitetuissa pienahitseissä. Perinteinen laskentamallin tarkastelu laa-jennettiin koskemaan mielivaltaisessa kulmassa olevaa laskentatasoa ja suurimman yhdistetyn jännityksen perusteella löydettiin kriittisin leikkaus tasakylkisessä hitsissä. Lisäksi tarkasteltiin voimatasapainon huomioon ottamista mitoituksessa ja luotiin kaksi eri mallia tämän pohjalta. Kolme teoreettisesti oikeampaa mitoitusmallia täydennettiin kattamaan myös erikylkiset hitsit ja todettiin, että kaikilla mitoitusmalleilla erikylkiset hitsit ovat tilavuudeltaan optimaalisempia verrattaessa samanlujuisiin tasakylkisiin hitseihin.

Painesuodattimen automatisoidun kankaanvaihtolaitteen kehittäminen ja tekninen tuotteistaminen

Tässä työssä tarkastellaan CE-merkintään vaadittavia teknisen tuotteistamisen vaiheita käyttäen esimerkkinä painesuodattimen automatisoidun kankaanvaihtolaitteen suunnitteluprosessia. Työssä selvitetään, mitä vaihtoehtoja on painesuodattimen lisälaitteiden luokitteluksi, että ne saadaan tuotteistettua Euroopan talousalueella (ETA). Esimerkkinä käytettävä kankaanvaihtolaite on suunniteltu käyttäen järjestelmällisen koneensuunnittelun menetelmää. CE-merkinnän vaatima riskianalyysi on tehty laitteelle standardin SFS-EN ISO 12100:2010 mukaisesti. Tuloksena saatu laitteen prototyyppi täyttää pääosin laitteelle asetettavat vaatimukset. Kustannusarvio ylittää kuitenkin toivotun omakustannehinnan valoverhojen suhteellisen kalliin hinnan takia. Kustannusarvion mukaan prototyyppi voidaan kuitenkin valmistaa edullisesti, sillä valoverhot eivät ole pakollisia laitteen toiminnallisissa testeissä. Ennen tuotteistamista valoverhojen korvaamisen mahdollisuutta muulla turvatekniikalla on kuitenkin tutkittava. Suunnitteluvaiheen jälkeen laitteen turvallisuuden voidaan todeta olevan vähintään riittävällä tasolla. Riskianalyysi on kuitenkin päivitettävä dokumentti, ja laitteen turvallisuus täytyy varmistaa prototyyppiä testaamalla. Työn perusteella voidaan todeta, että huomioimalla laitteen mahdollisesti aiheuttamat vaaratilanteet jo tuotesuunnittelun alussa, voidaan tuotekehitysprosessia nopeuttaa. Tunnistamalla vaaratilanteet suunnittelun varhaisessa vaiheessa voidaan vähentää riskien määrää, ja siten tarvetta riskien pienentämiselle. Näin vähennetään rakenteen suunnittelun ja riskianalyysin iterointikierrosten määrää, jolloin myös tuotteistamisprosessi nopeutuu.