A narrow band pulsed eddy current instrument for materials testing

The principles of operation of an experimental prototype instrument known as J-SCAN are described along with the derivation of formulae for the rapid calculation of normalized impedances; the structure of the instrument; relevant probe design parameters; digital quantization errors; and approaches for the optimization of single frequency operation. An eddy current probe is used As the inductance element of a passive tuned-circuit which is repeatedly excited with short impulses. Each impulse excites an oscillation which is subject to decay dependent upon the values of the tuned-circuit components: resistance, inductance and capacitance. Changing conditions under the probe that affect the resistance and inductance of this circuit will thus be detected through changes in the transient response. These changes in transient response, oscillation frequency and rate of decay, are digitized, and then normalized values for probe resistance and inductance changes are calculated immediately in a micro processor. This approach coupled with a minimum analogue processing and maximum of digital processing has advantages compared with the conventional approaches to eddy current instruments. In particular there are: the absence of an out of balance condition and the flexibility and stability of digital data processing.

Mechanical characterizations of thick laminated composites before and after bonded repair

One set of composite laminates was manufactured from bi-directional carbon fibre woven cloth pre-impregnated with epoxy resin and used to establish experimental techniques. Another, similar set was used for extensive data collection. One other set of laminates, manufactured from uni-directional carbon fibre, was also subjected to extensive tests to represent a different material. The results give the pre and post characterizations of repaired composite materials; outlining at each stage the losses and gains of structural strength and stiffness and discusses the difficulties experienced.

Degradation in seawater of structural adhesives for hybrid fibre-metal laminated materials

The adhesives used for applications in marine environments are subject to particular chemical conditions, which are mainly characterised by an elevated chlorine ion content and intermittent wetting/drying cycles, among others.These conditions can limit the use of adhesives due to the degradation processes that they experience. In this work, the chemical degradation of two different polymers, polyurethane and vinylester, was studied in natural seawater under immersion for different periods of time.The diffusion coefficients and concentration profiles of water throughout the thickness of the adhesiveswere obtained.Microstructural changes in the polymer due to the action of water were observed by SEM, and the chemical degradation of the polymer was monitored with the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC). The degradation of the mechanical properties of the adhesive was determined by creep tests withMixed Cantilever Beam (MCB) specimens at different temperatures. After 180 days of immersion of the specimens, it was concluded that the J-integral value (depending on the strain) implies a loss of stiffness of 51% and a decrease in the failure load of 59% for the adhesive tested.

The effect of testing protocol on immature bovine thoracic spine segment stiffness

Introduction. In vitro spine biomechanical testing has been central to many advances in understanding the physiology and pathology of the human spine. Owing to the difficulty in obtaining sufficient numbers of human samples to conduct these studies, animal spines have been accepted as a substitute model. However, it is difficult to compare results from different studies, as they use different preparation, testing and data collection methods. The aim of this study was to identify the effect of repeated cyclic loading on bovine spine segment stiffness. It also aimed to quantify the effect of multiple freeze-thaw sequences, as many tests would be difficult to complete in a single session [1-3]. Materials and Methods. Thoracic spines from 6-8 week old calves were used. Each spine was dissected and divided into motion segments including levels T4-T11 (n=28). These were divided into two equal groups. Each segment was potted in polymethylemethacrylate. An Instron Biaxial materials testing machine with a custom made jig was used for testing. The segments were tested in flexion/extension, lateral bending and axial rotation at 37 degrees C and 100% humidity, using moment control to a maximum plus/minus 1.75 Nm with a loading rate of 0.3 Nm per second. Group (A) were tested with continuous repeated cyclic loading for 500 cycles with data recorded at cycles 3, 5, 10, 25, 100, 200, 300, 400 and 500. Group (B) were tested with 10 load cycles after each of 5 freeze thaw sequences. Data was collected from the tenth load cycle after each sequence. Statistical analysis of the data was performed using paired samples t-tests, ANOVA and generalized estimating equations. Results. The data were confirmed as having a normal distribution. 1. There were significant reductions in mean stiffness in flexion/extension (-20%; P=0.001) and lateral bending (-17%; P=0.009) over the 500 load cycles. However, there was no statistically significant change in axial rotation (P=0.152) 2. There was no statistically significant difference between mean stiffness over the five freeze-thaw sequences in flexion/extension (p=0.879) and axial rotation (p=0.07). However, there was a significant reduction in stiffness in lateral bending (-26%; p=0.007) Conclusion. Biomechanical testing of immature bovine spine motion segments requires careful interpretation. The effect of the number of load cycles as well as the number of freeze-thaw cycles on the stiffness of the motion segments depends on the axis of main movement.

Peptide interfacial biomaterials improve endothelial cell adhesion and spreading on synthetic polyglycolic acid materials.

Resorbable scaffolds such as polyglycolic acid (PGA) are employed in a number of clinical and tissue engineering applications owing to their desirable property of allowing remodeling to form native tissue over time. However, native PGA does not promote endothelial cell adhesion. Here we describe a novel treatment with hetero-bifunctional peptide linkers, termed "interfacial biomaterials" (IFBMs), which are used to alter the surface of PGA to provide appropriate biological cues. IFBMs couple an affinity peptide for the material with a biologically active peptide that promotes desired cellular responses. One such PGA affinity peptide was coupled to the integrin binding domain, Arg-Gly-Asp (RGD), to build a chemically synthesized bimodular 27 amino acid peptide that mediated interactions between PGA and integrin receptors on endothelial cells. Quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCMD) was used to determine the association constant (K (A) 1 x 10(7) M(-1)) and surface thickness (~3.5 nm). Cell binding studies indicated that IFBM efficiently mediated adhesion, spreading, and cytoskeletal organization of endothelial cells on PGA in an integrin-dependent manner. We show that the IFBM peptide promotes a 200% increase in endothelial cell binding to PGA as well as 70-120% increase in cell spreading from 30 to 60 minutes after plating.

Apunts de fonaments de ciències dels materials [versió html]

Aquest text pretén ser una guia útil pels estudiants de Fonaments de Ciència de Materials dels diversos estudis d’Enginyeria. El document s’estructura en 20 temes organitzats en cinc blocs. Els dos blocs primers són una introducció als conceptes bàsics de la matèria i els tres restants els dediquem a les tres principals famílies de materials: metàl·lics, ceràmics i polímers. Per a cada tema s’estableixen les competències especifiques que s’han d’assolir, es desenvolupen de forma esquemàtica els continguts i s’adjunten exemples resolts de problemes. Al final de cada bloc s’inclou també una col·lecció de qüestions i problemes. Al final del llibre, trobareu una biografia recomanada per tal de desenvolupar exhaustivament la matèria

Apunts de fonaments de ciències dels materials [versió comprimida]

Aquest text pretén ser una guia útil pels estudiants de Fonaments de Ciència de Materials dels diversos estudis d’Enginyeria. El document s’estructura en 20 temes organitzats en cinc blocs. Els dos blocs primers són una introducció als conceptes bàsics de la matèria i els tres restants els dediquem a les tres principals famílies de materials: metàl·lics, ceràmics i polímers. Per a cada tema s’estableixen les competències especifiques que s’han d’assolir, es desenvolupen de forma esquemàtica els continguts i s’adjunten exemples resolts de problemes. Al final de cada bloc s’inclou també una col·lecció de qüestions i problemes. Al final del llibre, trobareu una biografia recomanada per tal de desenvolupar exhaustivament la matèria

Apunts de fonaments de ciències dels materials [2a. ed.]

Aquest text pretén ser una guia útil pels estudiants de Fonaments de Ciència de Materials dels diversos estudis d’Enginyeria. El document s’estructura en 20 temes organitzats en cinc blocs. Els dos blocs primers són una introducció als conceptes bàsics de la matèria i els tres restants els dediquem a les tres principals famílies de materials:metàl·lics, ceràmics i polímers. Per a cada tema s’estableixen les competències especifiques que s’han d’assolir, es desenvolupen de forma esquemàtica els continguts i s’adjunten exemples resolts de problemes. Al final de cada bloc s’inclou també una col·lecció de qüestions i problemes. Al final del llibre, trobareu una bibliografia recomanada per tal de desenvolupar exhaustivament la matèria

Tecnologia dels materials

Dins de la disciplina de Ciència i Enginyeria dels Materials, en la qual s’estudia la interrelació entre l’estructura, el processament, les propietats i les aplicacions dels materials, aquest llibre intenta descriure com les tècniques de processament industrial afecten l’estructura dels materials. L’enfocament del text se centra en el material, no pas en les tècniques emprades, temàtica més propera a les tecnologies de fabricació. El temari s’ha organitzat en cinc grans temes. Els quatre primers intenten donar els fonaments d’una tecnologia de processament (colament dels metalls, conformació per deformació, conformació per sinterització, tractaments tèrmics) mentre que el cinquè es dedica a la corrosió. El temari no inclou la tecnologia dels materials polímers que mereixeria un temari específic

Apunts de tecnologia de materials polímers [versió html]

Aquests apunts corresponen a una introducció a la tecnologia dels plàstics. Es tracta d'una visió general dels processos de transformació en la qual s'analitzen tant les tècniques concretes (injecció, extrusió...) com el comportament del material durant el processament. Per això, el temari comença amb una descripció de les propietats dels materials més rellevants per a la seva transformació (comportament tèrmic i reològic). Durant la descripció de les tècniques es posa l'èmfasi en com el processament pot modular les propietats del material. Tot i que el temari inclou tant els termoplàstics com els termoestables i elastòmers, donem més importància als primers

Apunts de tecnologia de materials polímers [versió pdf]

Aquests apunts corresponen a una introducció a la tecnologia dels plàstics. Es tracta d'una visió general dels processos de transformació en la qual s'analitzen tant les tècniques concretes (injecció, extrusió...) com el comportament del material durant el processament. Per això, el temari comença amb una descripció de les propietats dels materials més rellevants per a la seva transformació (comportament tèrmic i reològic). Durant la descripció de les tècniques es posa l'èmfasi en com el processament pot modular les propietats del material. Tot i que el temari inclou tant els termoplàstics com els termoestables i elastòmers, donem més importància als primers

Tecnologia dels materials: amb qüestions i exercicis 2a edició [versió html]

Dins de la disciplina de Ciència i Enginyeria dels Materials, en la qual s’estudia la interrelació entre l’estructura, el processament, les propietats i les aplicacions dels materials, aquest llibre intenta descriure com les tècniques de processament industrial afecten l’estructura dels materials. L’enfocament del text se centra en el material, no pas en les tècniques emprades, temàtica més propera a les tecnologies de fabricació. El temari s’ha organitzat en cinc grans temes. Els quatre primers intenten donar els fonaments d’una tecnologia de processament (colament dels metalls, conformació per deformació, conformació per sinterització, tractaments tèrmics) mentre que el cinquè es dedica a la corrosió. El temari no inclou la tecnologia dels materials polímers que mereixeria un temari específic

Testing and modelling to obtain material behaviour for crash simulations

The thesis focusses on improving the material behaviour models used in vehicle crash simulations by identifying the mechanical properties most important to crash events, reformulating the material models used in crash simulations, and developing new tests to obtain crash-relevant material.