Comparative study on turning CI and CGI using silicon nitride cutting tools

There has been a great interest for improving the machining of cast iron materials in the automotive and other industries. Comparative studies for tool used to machine grey cast iron (CI) and compacted graphite iron (CGI) on dry machining were also performed in order to find out why in this case the tool lifetime is not significantly higher. However the machining these materials while considering turning with the traditional high-speed steel and carbide cutting tools present any disadvantages. One of these disadvantages is that all the traditional machining processes involve the cooling fluid to remove the heat generated on workpiece due to friction during cutting. This paper present a new generation of ceramic cutting tool exhibiting improved properties and important advances in machining CI and CGI. The tool performance was analyzed in function of flank wear, temperature and roughness, while can be observed that main effects were found for tool wear, were abrasion to CI and inter-diffusion of constituting elements between tool and CGI, causing crater. However the difference in tool lifetime can be explained by the formation of a MnS layer on the tool surface in the case of grey CI. This layer is missing in the case of CGI.

Study of cutting forces on machinability properties of gray cast iron using new ceramics cutting tools

During gray cast iron cutting, the great rate of mechanical energy from cutting forces is converted into heat. Considerable heat is generated, principally in three areas: the shear zone, rake face and at the clearance side of the cutting edge. Excessive heat will cause undesirable high temperature in the tool which leads to softening of the tool and its accelerated wear and breakage. Nowadays the advanced ceramics are widely used in cutting tools. In this paper a composition special of Si3N4 was sintering, characterized, cut and ground to make SNGN120408 and applyed in machining gray cast iron with hardness equal 205 HB in dry cutting conditions by using digital controlled computer lathe. The tool performance was analysed in function of cutting forces, flank wear, temperature and roughness. Therefore metal removing process is carried out for three different cutting speeds (300 m/min, 600 m/min, and 800 m/min), while a cutting depth of 1 mm and a feed rate of 0.33 mm/rev are kept constant. As a result of the experiments, the lowest main cutting force, which depends on cutting speed, is obtained as 264 N at 600 m/min while the highest main cutting force is recorded as 294 N at 300 m/min.

Creative Activism: a pedagogical and research tool

Environmental activism has a long history in protest, addressing issues of degradation and segregation that threaten existing ecologies, social and built fabrics. Environmental activism is traditionally understood as a reaction, chiefly by groups of people, against a perceived external threat. In the 60’s and 70’s, an activist stance began to emerge in the work of some artists and architects, who used creative methods such as performances, happenings, temporary spatial interventions etc to convey their political/aesthetic messages. Some of this work engaged directly with communities but predominantly it was the production of one individual working ‘outside’ society. However such actions demonstrated not only the power of the visual in conveying a political message but also the potential of conceptual creative approaches to reveal alternative values and hidden potentials. This marked a shift from activism as protestation towards an activism of reconceptualisation. Recently, activist groups have developed a more politically informed process. Whilst their ‘tools’ may resemble work from the 60’s and 70’s , their methodologies are non-traditional, ’rhizomatic’, pedagogical and fluid; working alongside, rather than against, the established power and funding structures. Such creative processes build new, often unexpected, stakeholder networks; offer neutral spaces in which contentious issues can be faced; and create better understanding of values and identities. They can also lead to permanent improvements and development in the physical fabric. This paper will discuss a pedagogical example of activism in architectural education. The event (www.fourdaysontheoutside.com) is in its fifth year of existence and as such has revealed a value and impulse beyond its learning and teaching value. The paper will discuss how the event contributes to the university’s outreach programme and how its structure acts as a seedbed for potential research projects and partnerships. UK Universities talk extensively about applied research but have few actual strategies by which to generate it. Fourdaysontheoutside offers some potential ways forward.

Laboratory tests to study the influence of rock stress confinement on the performances of TBM discs in tunnels

To clarify some aspects of rock destruction with a disc acting on a high confined tunnel face, a series of tests were carried out to examine fracture mechanisms under an indenter that simulates the tunnel boring machine (TBM) tool action, in the presence of an adjacent groove, when a state of stress (lateral confinement) is imposed on a rock sample. These tests proved the importance of carefully establishing the optimal distance of grooves produced by discs acting on a confined surface, and the value (as a mere order of magnitude) of the increase of the thrust to produce the initiation of chip formation, as long as the confinement pressure becomes greater. © University of Science and Technology Beijing and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011.

Performances de la puce exon et son application dans l’analyse de l’épissage alternatif associé à la métastase du cancer de sein

Nous montrons l’utilisation de la puce exon d’Affymetrix pour l’analyse simultanée de l’expression des gènes et de la variation d’isoformes. Nous avons utilisé les échantillons d’ARN du cerveau et des tissus de référence qui ont été antérieurement utilisés dans l’étude du consortium MicroArray Quality Control (MAQC). Nous démontrons une forte concordance de la quantification de l’expression des gènes entre trois plateformes d’expression populaires à savoir la puce exon d’Affymetrix, la puce Illumina et la puce U133A d’Affymetrix. Plus intéressant nous montrons que la majorité des discordances entre les trois plateformes résulterait des positions différentes des sondes à travers les plateformes et que les variations d’isoforme exactes ne peuvent être identifiées que par la puce exon. Nous avons détecté avec succès, entre les tissus de référence et ceux du cerveau, une centaine de cas d’évènements d’épissage alternatif. La puce exon est requise dans l’analyse de l’épissage alternatif associé aux pathologies telles que les cancers et les troubles neurologiques. Comme application de cette technologie, nous avons analysé les variations d’épissage dans la métastase du cancer de sein développé dans le model de la souris. Nous avons utilisé une gamme bien définie de trois lignées de tumeur mammaire ayant différents potentiels métastatiques. Par des analyses statistiques, nous avons répertorié 2623 transcripts présentant des variations d’expression et d’isoformes entre les types de tumeur. Une analyse du réseau de gènes montre qu’environ la moitié d’entre eux est impliquée dans plusieurs activités cellulaires, ainsi que dans nombreux cancers et désordres génétiques.

Effet d'un traitement intra-utérin de céphapirine sur les performances en reproduction des vaches laitières

La reproduction est un pilier majeur de la productivité des fermes laitières. Dans ce contexte, il est pertinent d’identifier à l’avance les animaux à risque d’avoir des performances en reproduction sous-optimales, surtout si un traitement efficace est disponible pour améliorer ces performances. Les endométrites clinique et subclinique sont des conditions définies selon leur impact sur les performances en reproduction subséquentes et donc, des outils très intéressants de surveillance de la santé utérine. Le premier objectif de cette étude était de déterminer simultanément des seuils diagnostiques pour les endométrites clinique (diagnostiquée par le Metricheck) et subclinique (diagnostiquée par la cytologie endométriale ou par l’estérase leucocytaire) selon leur impact sur les performances en reproduction à la première saillie. L’écoulement vaginal purulent a été identifié comme seuil pour l’endométrite clinique, alors que les seuils identifiés pour l’endométrite subclinique ont été un pourcentage de polymorphonucléaires de 6% à la cytologie et une « forte quantité de leucocytes » à l’estérase leucocytaire. Le second objectif de l’étude était d’évaluer l’effet d’un traitement intra-utérin de céphapirine sur les performances à la première saillie des animaux sains et atteints d’endométrite. Aucun effet du traitement n’a été observé chez les vaches saines ou atteintes d’endométrite clinique, alors qu’une tendance à l’amélioration des performances a été associée au traitement chez celles atteintes d’endométrite subclinique. L’anovulation post-partum prolongée pourrait altérer l’efficacité du traitement de céphapirine, surtout chez les vaches atteintes d’endométrite clinique.

Recurrence Quantification Analysis of System Signals for Detecting Tool and Chatter in Turning

In this thesis, the applications of the recurrence quantification analysis in metal cutting operation in a lathe, with specific objective to detect tool wear and chatter, are presented.This study is based on the discovery that process dynamics in a lathe is low dimensional chaotic. It implies that the machine dynamics is controllable using principles of chaos theory. This understanding is to revolutionize the feature extraction methodologies used in condition monitoring systems as conventional linear methods or models are incapable of capturing the critical and strange behaviors associated with the metal cutting process.As sensor based approaches provide an automated and cost effective way to monitor and control, an efficient feature extraction methodology based on nonlinear time series analysis is much more demanding. The task here is more complex when the information has to be deduced solely from sensor signals since traditional methods do not address the issue of how to treat noise present in real-world processes and its non-stationarity. In an effort to get over these two issues to the maximum possible, this thesis adopts the recurrence quantification analysis methodology in the study since this feature extraction technique is found to be robust against noise and stationarity in the signals.The work consists of two different sets of experiments in a lathe; set-I and set-2. The experiment, set-I, study the influence of tool wear on the RQA variables whereas the set-2 is carried out to identify the sensitive RQA variables to machine tool chatter followed by its validation in actual cutting. To obtain the bounds of the spectrum of the significant RQA variable values, in set-i, a fresh tool and a worn tool are used for cutting. The first part of the set-2 experiments uses a stepped shaft in order to create chatter at a known location. And the second part uses a conical section having a uniform taper along the axis for creating chatter to onset at some distance from the smaller end by gradually increasing the depth of cut while keeping the spindle speed and feed rate constant.The study concludes by revealing the dependence of certain RQA variables; percent determinism, percent recurrence and entropy, to tool wear and chatter unambiguously. The performances of the results establish this methodology to be viable for detection of tool wear and chatter in metal cutting operation in a lathe. The key reason is that the dynamics of the system under study have been nonlinear and the recurrence quantification analysis can characterize them adequately.This work establishes that principles and practice of machining can be considerably benefited and advanced from using nonlinear dynamics and chaos theory.

First results obtained using the CENBG nanobeam line: performances and applications

A high resolution focused beam line has been recently installed on the AIFIRA (“Applications Interdisciplinaires des Faisceaux d’Ions en Région Aquitaine”) facility at CENBG. This nanobeam line, based on a doublet–triplet configuration of Oxford Microbeam Ltd. OM-50™ quadrupoles, offers the opportunity to focus protons, deuterons and alpha particles in the MeV energy range to a sub-micrometer beam spot. The beam optics design has been studied in detail and optimized using detailed ray-tracing simulations and the full mechanical design of the beam line was reported in the Debrecen ICNMTA conference in 2008. During the last two years, the lenses have been carefully aligned and the target chamber has been fully equipped with particle and X-ray detectors, microscopes and precise positioning stages. The beam line is now operational and has been used for its firstapplications to ion beam analysis. Interestingly, this set-up turned out to be a very versatile tool for a wide range of applications. Indeed, even if it was not intended during the design phase, the ion optics configuration offers the opportunity to work either with a high current microbeam (using the triplet only) or with a lower current beam presenting a sub-micrometer resolution (using the doublet–triplet configuration). The performances of the CENBGnanobeam line are presented for both configurations. Quantitative data concerning the beam lateral resolutions at different beam currents are provided. Finally, the firstresults obtained for different types of application are shown, including nuclear reaction analysis at the micrometer scale and the firstresults on biological samples

Modélisation du comportement des bétons fibrés à ultra-hautes performances par la micromécanique : Effet de l'orientation des fibres à l'échelle de la structure

Cette thèse s’inscrit dans le contexte d’une optimisation industrielle et économique des éléments de structure en BFUP permettant d’en garantir la ductilité au niveau structural, tout en ajustant la quantité de fibres et en optimisant le mode de fabrication. Le modèle développé décrit explicitement la participation du renfort fibré en traction au niveau local, en enchaînant une phase de comportement écrouissante suivie d’une phase adoucissante. La loi de comportement est fonction de la densité, de l’orientation des fibres vis-à-vis des directions principales de traction, de leur élancement et d’autres paramètres matériaux usuels liés aux fibres, à la matrice cimentaire et à leur interaction. L’orientation des fibres est prise en compte à partir d’une loi de probabilité normale à une ou deux variables permettant de reproduire n’importe quelle orientation obtenue à partir d’un calcul représentatif de la mise en oeuvre du BFUP frais ou renseignée par analyse expérimentale sur prototype. Enfin, le modèle reproduit la fissuration des BFUP sur le principe des modèles de fissures diffuses et tournantes. La loi de comportement est intégrée au sein d’un logiciel de calcul de structure par éléments finis, permettant de l’utiliser comme un outil prédictif de la fiabilité et de la ductilité globale d’éléments en BFUP. Deux campagnes expérimentales ont été effectuées, une à l’Université Laval de Québec et l’autre à l’Ifsttar, Marne-la-Vallée. La première permet de valider la capacité du modèle reproduire le comportement global sous des sollicitations typiques de traction et de flexion dans des éléments structurels simples pour lesquels l’orientation préférentielle des fibres a été renseignée par tomographie. La seconde campagne expérimentale démontre les capacités du modèle dans une démarche d’optimisation, pour la fabrication de plaques nervurées relativement complexes et présentant un intérêt industriel potentiel pour lesquels différentes modalités de fabrication et des BFUP plus ou moins fibrés ont été envisagés. Le contrôle de la répartition et de l’orientation des fibres a été réalisé à partir d’essais mécaniques sur prélèvements. Les prévisions du modèle ont été confrontées au comportement structurel global et à la ductilité mis en évidence expérimentalement. Le modèle a ainsi pu être qualifié vis-à-vis des méthodes analytiques usuelles de l’ingénierie, en prenant en compte la variabilité statistique. Des pistes d’amélioration et de complément de développement ont été identifiées.