Engineering Science and Materials Commons^™

Dynamic Loading Experimentation And Surface Imaging Of Pressure Vessel Loadcell Fractures, Austin T. Sumner

Honors College Theses

Pressure vessels are very common pieces of equipment in industry and they are used for a variety of applications. It is standard in industry to rest pressure vessels on load cells. For some special cases, the pressure vessels are rested on load cells instead of solid foundation. Pressure vessels and their loadcells are generally designed for static environmental conditions and loading and tend to experience adverse effects when exposed to dynamic environments, such as hurricanes and earthquakes. These adverse-loading conditions cause vibrations and asymmetrical loading on the load cells, which can concurrently cause unexpected failure. This research investigates the effects …

การศึกษาการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วนสำหรับร้านสะดวกซื้อ, ไกรวิชญ์ เศาภายน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันประชากรในประเทศไทยนิยมเลือกใช้บริการร้านสะดวกซื้อมากขึ้น เนื่องจากร้านสะดวกซื้อมีทำเลที่ตั้งที่เข้าถึงได้อย่างสะดวกรวดเร็วเหมาะสมกับการใช้ชีวิตประจำวัน ดังนั้นการเลือกระบบปรับอากาศที่มีความเหมาะสมกับร้านสะดวกซื้อจึงเป็นสิ่งที่สำคัญในเรื่องการจัดการการใช้พลังงานของร้านสะดวกซื้อ งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการวิเคราะห์การใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วนสำหรับร้านสะดวกซื้อ ซึ่งเป็นระบบปรับอากาศที่พบว่ามีการใช้งานภายในร้านสะดวกซื้อเป็นส่วนใหญ่ในสภาพอากาศแบบร้อนชื้น โดยการเปรียบเทียบการใช้พลังงานของค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ในลักษณะของค่าเฉลี่ย ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ กำลังไฟฟ้า และการใช้พลังงาน สามารถแบ่งการวิเคราะห์การใช้พลังงานได้ 2 รูปแบบ คือ การวิเคราะห์การใช้พลังงานในแต่ละโซนอุณหภูมิและการวิเคราะห์การใช้พลังงานในแต่ละเดือนของร้านสะดวกซื้อ ในการคำนวณการทำงานของระบบปรับอากาศตลอดทั้งปีนั้นจะใช้โปรแกรม EnergyPlus และโปรแกรม Openstudio โดยจะทำการจำลองพลังงานของระบบปรับอากาศสำหรับร้านสะดวกซื้อ โดยตัวอาคารแห่งนี้มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า อาคารเดี่ยว 1 ชั้น ติดตั้งระบปรับอากาศแบบแยกส่วนอยู่ภายในทั้งหมด 4 เครื่อง ในการสร้างโมเดลของร้านสะดวกซื้อจำลองแห่งนี้อ้างอิงจากแบบพิมพ์เขียวของร้านสะดวกซื้อและสร้างขึ้นโดยโปรแกรม SketchUp โดยนำข้อมูลสภาพอากาศที่ใช้ในการจำลองพลังงานจากกรมอุตุนิยมวิทยา สำหรับวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วน จะใช้ข้อมูลแผ่นข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ที่อยู่ในระบบปรับอากาศที่มีการติดตั้งและใช้งานจริง ผลของการเปรียบเทียบค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ จากการแบ่งโซนอุณหภูมิ 8 ตำแหน่ง สามารถสรุปได้ 3 กลุ่ม คือ โซนที่อยู่บริเวณด้านหน้า ตรงกลาง และด้านหลังของร้านสะดวกซื้อ ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งการติดตั้งเครื่องปรับอากาศ พบว่า บริเวณจุดอับลมมีสัดส่วนการใช้พลังงานสูงที่สุดคิดเป็นร้อยละ 28.1 และ 28.7 และสัดส่วนการใช้พลังงานตลอดทั้งปีของอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้แก่ เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ตู้เย็น อุปกรณ์ต่าง ๆ และระบบแสงสว่าง คิดเป็นร้อยละ 15.8 39.5 22.3 และ 22.4 ตามลำดับ ถึงแม้จะพบว่าสัดส่วนการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วนมีค่าน้อยที่สุด แต่ก็ยังส่งผลกระทบต่อโซนอุณหภูมินั้น ๆ อีกด้วย โดยการใช้พลังงานโดยรวมของร้านสะดวกซื้อในเดือนมีนาคมมีค่ามากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบตลอดทั้งปี นอกจากนี้การใช้พลังงานโดยรวมในแต่ละโซนอุณหภูมิต่อพื้นที่ใช้งานจริงสำหรับพื้นที่ปรับอากาศและสำหรับพื้นที่ทั้งหมดของร้านสะดวกซื้อตลอดทั้งปี มีค่าเท่ากับ 429.32 และ 403.22 kWh/m2 ตามลำดับ และยังพบว่า เดือนมีนาคมมีค่ามากที่สุด เท่ากับ 34.90 kWh/m2 ซึ่งมีความสอดคล้องกับการวิเคราะห์ผลการใช้พลังงานในแต่ละเดือนของร้านสะดวกซื้อแห่งนี้อีกด้วย

การประมาณปริมาตรของมันสำปะหลังโดยใช้กล้อง Rgb-D, ชนิกานต์ บัญชาจารุรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

มันสำปะหลังเป็นพืชที่ปลูกง่ายและปลูกเป็นจำนวนมากในประเทศไทย เครื่องมือที่เกี่ยวข้องในการตรวจวัดคุณภาพมันสำปะหลังหลังการเก็บเกี่ยวจนไปถึงก่อนแปรรูปที่ใช้ในปัจจุบันเป็นเครื่องมือที่ใช้หลักการวัดทางกลพื้นฐานและใช้ความรู้สึกของผู้ประเมินร่วมด้วย ทำให้มีโอกาสที่จะได้ผลประเมินที่ไม่เป็นความจริง วิทยานิพนธ์นี้เสนอแนวทางการตรวจวัดคุณภาพมันสำปะหลังในห่วงโซ่อุปทานโดยใช้กล้อง Kinect ซึ่งเป็นกล้อง RGB-D ถ่ายรูปภาพของหัวมันสำปะหลังเพื่อหาปริมาตรของมันสำปะหลัง การศึกษาทำโดยถ่ายภาพมันสำปะหลังพันธุ์เกษตรศาสตร์ 50 จำนวน 90 ตัวอย่างแล้วนำมาวิเคราะห์หาปริมาตรด้วยโปรแกรม MATLAB และใช้วิธีการประมาณปริมาตรมันสำปะหลัง 2 วิธีได้แก่ การประมาณปริมาตรโดยใช้ Depth image และการประมาณปริมาตรโดยใช้ Point Cloud image ทั้งสองวิธีการนี้มีพื้นฐานมาจากการหาปริมาตรของรูปทรงเรขาคณิต ผลการหาปริมาตรของมันสำปะหลังจากการประมาณด้วยวิธีการ depth image และวิธีการ point cloud image เมื่อนำมาพล็อตกับปริมาตรของมันสำปะหลังที่ได้จากวิธีการแทนที่น้ำให้ค่าความคลาดเคลื่อน RMSE เท่ากับ 66.94 มิลลิลิตรและ 41.4 มิลลิลิตร หรือคิดเป็นร้อยละ 21.12 และ 13.06 ตามลำดับเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยของปริมาตรของหัวมันสำปะหลังจากวิธีการแทนที่น้ำ และค่า R-squared ที่ได้จากการประมาณทั้งสองวิธีมีค่า 0.9561 และ 0.9626 ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าการประมาณปริมาตรหัวมันสำปะหลังด้วยวิธีการใช้รูป point cloud จะดีกว่าจากค่า R-squared ที่มากกว่าและค่า RMSE ที่น้อยกว่า ปริมาตรของมันสำปะหลังที่ประมาณด้วยรูปถ่ายนี้สามารถนำไปประยุกต์หาเปอร์เซ็นต์แป้งมันสำปะหลังได้

การพัฒนาระบบติดตามสถานะรถยนต์สำหรับธุรกิจแบ่งปันรถยนต์โดยใช้ช่อง Obd-Ii, สรวิชญ์ สาครินทร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ ธุรกิจแบ่งปันรถเช่าทั่วโลกเติบโตขึ้นอย่างมาก แต่การเช่ารถยนต์นั้นยังมีปัญหาอยู่สองข้อคือความไม่สะดวกต่อการทำสัญญาเช่ารถยนต์และการที่ไม่สามารถติดตามสถานะของรถยนต์ได้ เพื่อที่จะติดตามสถานะของถยนต์ เราต้องการระบบที่สามารถดึงข้อมูลดิบจากรถยนต์ส่งขึ้นสู่คลาวเซิฟเวอร์ในเวลาจริง ในช่วงเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตทุกสรรพสิ่งได้ถูกนำไปใช้ในหลายๆอุตสาหกรรมเพื่อเพิ่มศักยภาพในการทำงาน เช่นอุตสาหกรรมการแพทย์ การเกษตร และการขนส่งอัจฉริยะ ดังนั้นธุรกิจแบ่งปันรถเช่านั้นจึงยังมีช่องว่างสำหรับการพัฒนาเพิ่มเติมด้วยเทคโนโลยีนี้เช่นกัน งานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาอุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อภายในรถยนต์เรียกว่ากล่องโคบอกซ์ อุปกรณ์สามารถดึงข้อมูลที่ต้องการจากรถยนต์และสั่งล้อคหรือปลดล้อคได้ด้วยช่องโอบีดีทู อุปกรณ์สามารถรับสัญญาณตำแหน่งจีพีเอสและส่งข้อมูลที่ต้องการสู่คลาวไฟร์เบสเซิฟเวอร์ได้บนเวลาจริง อย่างไรก็ตาม ระบบติดตามสถานะของรถยนต์นี้สามารถทำงานได้ดีในรถยนต์ Toyota Altis 2016 เท่านั้น ผู้วิจัยจึงมีแผนในการพัฒนาระบบติดตามเพื่อรองรับกับรถยนต์รุ่นต่างๆต่อไปในอนาคต

Increasing Access To Pv Technology Through Sustainable Racking: A Review Of Existing Literature And Ground Mounted Fixed Tilt Designs, And What Can Be Done Next, Parijata Prabhakara

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

There is a lack of literature on the structural balance of systems (BOS), also called racking, for ground mount, fixed-tilt solar PV systems. Literature that exists discusses mostly rooftop racking and installations, additional wind loading, and weight considerations imposed on roofs, and little guidance is provided in building codes. The lack of peer-reviewed guidance on design requirements for domestic and large-scale application solar PV racking systems leaves most consumers relying on expensive, patented, off-the-shelf hardware. As PV cell technology and module costs have improved, we can start to focus on PV BOS improvements (particularly racking) and move towards sustainable designs …

Automated Runout Measurement Tool, Ethan Tisch

Williams Honors College, Honors Research Projects

A new measurement process and tool is to be developed to improve the existing method for measuring runout on the commutators of brushed DC product.

After an armature is manufactured, the commutator is inspected by placing the completed rotor assembly in one of several non-standard measurement fixtures. An indicator is then positioned on the commutator. A trained operator proceeds to rotate the armature while taking runout and bar-to-bar measurement at various positions along the length of the commutator.

This existing process is slow, costly, and unreliable. For these reasons, there is substantial economic pressure to develop a superior method for …

Polymeric Impulsive Actuation Mechanisms: Development, Characterization, And Modeling, Yongjin Kim

Doctoral Dissertations

Recent advances in the field of biomedical and life-sciences are increasingly demanding more life-like actuation with higher degrees of freedom in motion at small scales. Many researchers have developed various solutions to satisfy these emerging requirements. In many cases, new solutions are made possible with the development of novel polymeric actuators. Advances in polymeric actuation not only addressed problems concerning low degree of freedom in motion, large system size, and bio-incompatibility associated with conventional actuators, but also led to the discovery of novel applications, which were previously unattainable with conventional engineered systems. This dissertation focuses on developing novel actuation mechanisms …

Measurement Of Stresses And Their Effect On Transport In Thin Film Battery Electrodes, Subhajit Rakshit

Dissertations

At the moment, there is a significant push towards environmentally friendly energy production and gasoline-free transportation technologies. As a result, there is a renewed interest in energy storage devices such as lithium-ion batteries which will play a key role in providing energy storage capability for these applications. However, the current battery technology is reaching its limits and may not meet future energy storage demands. The increased demand and the limited lithium reserves in geographically remote areas of the earth will lead to higher cost of Li. The alternative battery technologies, such as sodium-ion batteries, are promising due to their low …

General Nonlinear-Material Elasticity In Classical One-Dimensional Solid Mechanics, Ronald Joseph Giardina Jr

University of New Orleans Theses and Dissertations

We will create a class of generalized ellipses and explore their ability to define a distance on a space and generate continuous, periodic functions. Connections between these continuous, periodic functions and the generalizations of trigonometric functions known in the literature shall be established along with connections between these generalized ellipses and some spectrahedral projections onto the plane, more specifically the well-known multifocal ellipses. The superellipse, or Lam\'{e} curve, will be a special case of the generalized ellipse. Applications of these generalized ellipses shall be explored with regards to some one-dimensional systems of classical mechanics. We will adopt the Ramberg-Osgood relation …

Investigation Of Fundamental Principles Of Rigid Body Impact Mechanics, Khalid Alluhydan

Mechanical Engineering Research Theses and Dissertations

In impact mechanics, the collision between two or more bodies is a common, yet a very challenging problem. Producing analytical solutions that can predict the post-collision motion of the colliding bodies require consistent modeling of the dynamics of the colliding bodies. This dissertation presents a new method for solving the two and multibody impact problems that can be used to predict the post-collision motion of the colliding bodies. Also, we solve the rigid body collision problem of planar kinematic chains with multiple contacts with external surfaces.

In the first part of this dissertation, we study planar collisions of Balls and …

Effect Of The Nonlinear Material Viscosity On The Performance Of Dielectric Elastomer Transducers, Yuanping Li

Electronic Thesis and Dissertation Repository

As a typical type of soft electroactive materials, dielectric elastomers (DEs) are capable of producing large voltage-induced deformation, which makes them desirable materials for a variety of applications in transduction technology, including tunable oscillators, resonators, biomimetics and energy harvesters. The dynamic and energy harvesting performance of such DE-based devices is strongly affected not only by multiple failure modes such as electrical breakdown, electromechanical instability, loss-of-tension and fatigue, but also by their material viscoelasticity. Moreover, as suggested by experiments and theoretical studies, DEs possess nonlinear relaxation processes, which makes modeling of the performance of DE-based devices more challenging.

In this thesis, …

Structural Health Monitoring Of Composite Parts: A Review, Jacob Pessin

Honors Theses

Structural health monitoring has the potential to allow composite structures to be more reliable and safer, then by using more traditional damage assessment techniques. Structural health monitoring (SHM) utilizes individual sensor units that are placed throughout the load bearing sections of a structure and gather data that is used for stress analysis and damage detection. Statistical time based algorithms are used to analyze collected data and determine both damage size and probable location from within the structure. While traditional calculations and life span analysis can be done for structures made of isotropic materials such as steel or other metals, composites …

Predicting The Mechanical Properties Of Nanocomposites Reinforced With 1-D, 2-D And 3-D Nanomaterials, Scott Edward Muller

Graduate Theses and Dissertations

Materials with features at the nanoscale can provide unique mechanical properties and increased functionality when included as part of a nanocomposite. This dissertation utilizes computational methods at multiple scales, including molecular dynamics (MD) and density functional theory (DFT), and the coupled atomistic and discrete dislocation multiscale method (CADD), to predict the mechanical properties of nanocomposites possessing nanomaterials that are either 1-D (carbyne chains), 2-D (graphene sheets), or 3-D (Al/amorphous-Si core-shell nanorod).

The MD method is used to model Ni-graphene nanocomposites. The strength of a Ni-graphene nanocomposite is found to improve by increasing the gap between the graphene sheet and a …

Transferring Power Through A Magnetic Couple, Nickolas Cruz Villalobos Jr.

Senior Theses

Properties of several working magnetic coupled rotors have been measured and their performance compared to theoretical models. Axial magnetic couplers allow rotors to work within harsh environments, without the need for seals, proper alignment, or overload protection on a motor. The influence of geometrical parameters, such as distance from the center of the rotors, polarity arrangement, and the number of dipole pairs were experimentally tested. These results can be used to improve rotor designs, to increase strength and efficiency.

Application Of Computational Tools To Spaghetti-Based Truss Bridge Design, Jin Xu, Jiliang Li, Nuri Zeytinoglu, Jinyuan Zhai

ASEE IL-IN Section Conference

Application of Computational Tools to Spaghetti-Based Truss Design

Statics and Strength of Materials are two foundational courses for Mechanical/Civil Engineering. In order to assist students in better understanding and applying concepts to a meaningful design task, SolidWorks and theoretical calculation were used for a spaghetti-bridge design contest with the constraints of given maximum weight and allowable support-material weight. As the first step of this iterative designing process, both extrude feature and structural member were introduced to model planar bridge trusses. Then SolidWorks’ Statics module was used to run FEA analysis of the structural performance in efforts to optimize the …

Path Following And Obstacle Avoidance For Autonomous Vehicle Based On Gnss Localization, Kanin Kiataramgul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Nowadays, many systems, formerly operated by human beings, are now developed to minimize user control effort. One outstanding system that receives close attention is the autonomous driving system. However, several autonomous driving systems that are currently developed utilize expensive sensing devices, e.g., camera and laser scanner. Moreover, these devices cannot be solely employed but a high-performance processing unit is also required. These pricey components result in an expensive system that does not worth to be used in some practical applications. Therefore, this research intends to utilize other low-cost sensing devices so that the final price of the developed system can …

การศึกษาอิงพารามิเตอร์ของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบในช่องปิดสองช่องที่ติดกันด้วยการจำลองเชิงเลข, เทิดพงศ์ ช่วยแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบในช่องปิดสี่เหลี่ยมจัตุรัสสองช่องที่ติดกันแยกจากกันด้วยผนังร่วม โดยทีแต่ละช่องปิดมีการควบคุมอุณหภูมิด้วยเครื่องทำความร้อนแบบเปิดปิดแยกกันอย่างอิสระ การศึกษาใช้โปรแกรม ANSYS FLUENT 2019 จำลองการถ่ายเทความร้อนแบบการพาความร้อนตามธรรมชาติของอากาศที่มีการไหลแบบราบเรียบในช่องปิดและการนำความร้อนของผนังร่วมเมื่อเรย์เลห์นัมเบอร์มีค่าประมาณ 105 โดยกำหนดให้เครื่องทำความร้อนเปิดเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยในช่องปิดต่ำกว่า 299 K และปิดเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยในช่องปิดสูงกว่า 301 K ผลการจำลองแสดงว่าไม่ว่าจะเริ่มการควบคุมอุณหภูมิเมื่อใดก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป คาบของการควบคุมจะเข้าสู่สภาวะคงตัวโดยที่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเชิงคาบของทั้งสองช่องจะปรับจนมีค่าสอดคล้องใกล้เคียงกัน นอกจากนี้จากการศึกษาผลของสมบัติของผนังร่วมต่อการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบ 3 ชนิด ได้แก่ ทองแดง อลูมิเนียม และนิกเกิล พบว่าผนังร่วมที่ทำด้วยอลูมิเนียม ซึ่งมีค่า Thermal storage ต่ำที่สุด จะทำให้ของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบเข้าสู่สภาวะคงตัวและการสอดคล้องของอุณหภูมิของสองช่องได้เร็วที่สุด และในการศึกษาผลของอุณหภูมิภายนอกพบว่าอุณหภูมิภายนอกมีผลต่อคาบของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบอย่างมาก โดยเมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงขึ้นจะทำให้ระยะเวลาเปิดเครื่องทำความร้อนสั้นลงในขณะที่ระยะเวลาปิดยาวขึ้น และใช้เวลาเข้าสู่สภาวะคงตัวของการควบคุมเชิงคาบและการสอดคล้องกันของอุณหภูมิของสองช่องนานขึ้นด้วย ซึ่งส่งผลโดยรวมให้คาบการควบคุมยาวขึ้น เมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงเกินกว่า 298.15 K พบว่าอุณหภูมิของช่องปิดทั้งสองช่องไม่มีการปรับตัวเข้าหากัน

อุปกรณ์ช่วยเดินแบบพาสซีฟสำหรับผู้มีภาวะเท้าตก, ทศวรรษ กิจศิริเจริญชัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ภาวะเท้าตก (Foot-drop) คือภาวะที่ไม่สามารถควบคุมบริเวณปลายเท้าและสูญเสียการรับรู้อากัปกิริยา เป็นผลกระทบจากโรคทางระบบประสาทหรืออาจเกิดจากการดำรงชีวิตประจำวัน ภาวะเท้าตกสามารถทำให้เกิดปัญหาทั้งทางด้านร่างกายและจิตใจได้ เช่น การเกิดอุบัติเหตุจากการสะดุดในระหว่างการก้าวเดินและปัญหาด้านบุคลิกภาพ ปัจจุบันมีผู้ประสบภาวะเท้าตกจำนวนมากการรักษาให้หายขาดหรือดีขึ้นจำเป็นต้องใช้ระยะเวลาในการฟื้นตัว ดังนั้นผู้เกิดภาวะเท้าตกแบบใดก็ตามจึงมีความต้องการอุปกรณ์ในการช่วยการเดิน ปัจจุบันมีการใช้กายอุปกรณ์ทั้งแบบล็อกข้อเท้าและแบบให้ข้อเท้าให้ตัวได้ แม้ว่าจะสามารถช่วยการก้าวเดินได้บางส่วน แต่การเดินปกติของมนุษย์จะมีช่วงที่เท้าของคนเราสามารถตกลงมาได้ และเมื่ออุปกรณ์ค้ำขาได้ล็อคข้อเท้าให้อยู่ในตำแหน่งคงที่ตลอดเวลา จึงทำให้ทำท่าการเดินไม่เป็นธรรมชาติเนื่องจากเท้าที่ถูกยึดอยู่ในมุมคงที่ ที่ผ่านมามีงานวิจัยต่าง ๆ ได้นำระบบแอกทีพเช่นการใช้พลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานกล อาทิอากาศอัดความดันมาใช้เพื่อให้สามารถควบคุมการทำงานให้สามารถเดินได้เป็นธรรมชาติมากขึ้น รวมถึงสามารถเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนไหวมากขึ้น แต่เนื่องจากอุปกรณ์แอกทีพดังกล่าวมีความซับซ้อนและมีขนาดและน้ำหนักมากรวมถึงราคาที่สูง ทำให้ไม่เหมาะกับการนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาการแก้ปัญหาสภาวะเท้าตกด้วยการออกแบบกายอุปกรณ์ที่ใช้กลไกสภาพพาสซีฟที่สามารถช่วยให้ผู้ใช้ที่มีสภาวะเท้าตก โดยมีกลไกล็อคข้อเท้าไม่ให้ตกในตอนที่ยกเท้าและเมื่อส้นเท้ากระทบกับพื้นกลไกทำให้เท้าตบลงมาได้ ทำให้สามารถเดินได้ต่อเนื่อง โดยมีท่าทางการเดินที่เป็นธรรมชาติมากขึ้น

การจำลองพลังงานของระบบปรับอากาศแบบปรับน้ำยาแปรผันและแบบเครื่องทำน้ำเย็นที่ระบายความร้อนด้วยน้ำของอาคารเฉลิมราชกุมารี 60 พรรษา, อุกฤษฏ์ ใจงาม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กรุงเทพมหานครเป็นเมืองที่มีความหนาแน่นสูง ดังนั้นความต้องการในการใช้พลังงานอาคารจึงสูงเช่นกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับสภาพอากาศที่ร้อนชื้น ดังนั้นการเลือกระบบปรับอากาศที่เหมาะสมกับอาคารจึงเป็นสิ่งที่สำคัญในเรื่องการจัดการการใช้พลังงานของอาคาร งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการวิเคราะห์การใช้พลังงานระบบปรับอากาศในอาคารสูงที่อยู่ในสภาพอากาศร้อนชื้น โดยการเปรียบเทียบการใช้พลังงานระหว่างระบบปรับอากาศ VRF และระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ซึ่งเป็นระบบปรับอากาศที่พบบ่อยบนอาคารสูง ในการคำนวณการทำงานของระบบปรับอากาศทั้งปีนั้นจะใช้โปรแกรม EnergyPlus และโปรแกรม Openstudio โดยจะทำการจำลองพลังงานระบบปรับอากาศของอาคารเฉลิมพระเกียรติ 60 พรรษา อาคารแห่งนี้มีทั้งหมด 20 ชั้นติดตั้งระบบปรับอากาศ VRF ที่มีการใช้งานจริงและอีกทั้งอาคารแห่งนี้ตั้งอยู่ในกรุงเทพมหานคร ในการสร้างโมเดลอาคารจำลองแห่งนี้จะทำการอ้างอิงมาจากแบบพิมพ์เขียวทางการของอาคารและสร้างโดยโปรแกรม SketchUp อีกทั้งในส่วนของข้อมูลสภาพอากาศที่ใช้สำหรับการจำลองพลังงานจะใช้ข้อมูลจากกรมอุตุนิยมวิทยา สำหรับวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบ ระบบปรับอากาศ VRF จะใช้ข้อมูลแผ่นข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ที่อยู่ในระบบปรับอากาศที่มีการติดตั้งและใช้งานจริง ในขณะที่ระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system จะเลือกแผ่นข้อมูลจำเพาะจากบริษัท Trane ประเทศไทย โดยอ้างอิงขนาดของระบบปรับอากาศ VRF ที่มีการใช้งานอยู่แล้ว ผลการเปรียบเทียบพบว่าระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ใช้พลังงานรวมทั้งปีแตกต่างจากระบบปรับอากาศ VRF ได้ตั้งแต่ -7.20% ถึง +19.33% ขึ้นกับลักษณะการทำงาน โดยระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ที่ทำงานแบบ Optimal และใช้ปั๊มแบบ variable flow จะใช้พลังงานน้อยที่สุดและน้อยกว่าระบบปรับอากาศ VRF แต่เมื่อเปิดใช้งานเพียงบางชั้นให้พื้นที่ปรับอากาศน้อยกว่า 8,870.04 ตารางเมตร ระบบปรับอากาศแบบ VRF จะใช้พลังงานน้อยกว่า จากการศึกษาการประหยัดพลังงานด้วยการปิดใช้ระหว่างวันพบว่าหากปิดการใช้งานเพียงแค่ 30 นาทีระบบปรับอากาศ VRF จะประหยัดพลังงานสูงสุดที่ 5.63% แต่เมื่อมีการปิดการใช้งานระหว่างวันตั้งแต่ 1 ชั่วโมงถึง 3 ชั่วโมง ระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ที่ทำงานแบบ Uniform load และใช้ปั๊มแบบ Constant flow จะประหยัดพลังงานคิดเป็นร้อยละมากกว่าที่ 10.10% ถึง 25.43%

การพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับวิเคราะห์สมดุลพลังงานในเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า, ณัฐภัทร ปรีชากุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับช่วยวิเคราะห์สมดุลพลังงานในเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า เพื่อทราบรายละเอียดการใช้พลังงานในเตาหลอมของโรงงาน และนำผลที่ได้ไปวางแผนและพัฒนาการประหยัดพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงานในลำดับต่อไป โดยการพัฒนาโปรแกรมจะอาศัยข้อมูลจากโรงงานตัวอย่าง จำนวน 4 โรงงาน โดยใช้ข้อมูลของสารตั้งต้น ได้แก่ ปริมาณของ Scrap, ชนิดและปริมาณของเชื้อเพลิงที่ใช้, แก๊สออกซิเจนขาเข้า และสารตั้งต้นอื่น ๆ รวมถึงพลังงานไฟฟ้า สารผลิตภัณฑ์ ได้แก่ น้ำเหล็ก, ไอเสีย, Slag และองค์ประกอบของ Slag พบว่า ไอเสีย สารปรับคุณภาพของเหล็ก และปริมาณอากาศที่ไหลซึมเข้าสู่เตาหลอมระหว่างกระบวนการหลอม เป็นตัวแปรไม่ทราบที่ไม่สามารถตรวจวัดได้ โปรแกรมคำนวนนี้จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกคือส่วนวิเคราะห์สมดุลมวลโดยจะใช้การคำนวนย้อนกลับจากสารผลิตภัณฑ์เพื่อวิเคราะห์ตัวแปรไม่ทราบค่า และส่วนที่สอง คือ ส่วนวิเคราะห์สมดุลพลังงาน ซึ่งจะนำผลการวิเคราะห์สมดุลมวลที่ได้จากส่วนแรกมาวิเคราะห์การใช้พลังงานภายในเตาหลอม ผลการวิเคราะห์สมดุลพลังงานของโรงงานตัวอย่างทั้ง 4 โรงงาน พบว่ามีร้อยละของการใช้พลังงานใกล้เคียงกันโดยมีรายละเอียดดังนี้ พลังงานขาเข้าได้แก่ เอนทัลปีของสารขาเข้า 4-6 % พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ 40-55% พลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง 8-15 % พลังงานจากปฏิกิริยา Oxidation ในการเกิด Slag 30-45 % พลังงานขาออกได้แก่ เอนทัลปีขาออกของเหล็ก 35-50% เอนทัลปีของ slag 3-7 % เอนทัลปีขาออกของไอเสีย 15-25 % การสูญเสียความร้อนจากน้ำระบายความร้อน 10-20% การสูญเสียพลังงานอื่น ๆ 10-25 % ผลการวิเคราะห์นี้ สามารถนำไปเป็นค่าอ้างอิงเพื่อคำนวณและประมาณการใช้พลังงานของโรงงานที่ใช้เตาหลอมอาร์คไฟฟ้าอื่น ๆ ในประเทศไทยที่มีตัวแปรไม่ทราบค่าได้

ระบบควบคุมแบบปรับตัวได้พร้อมการควบคุมแรงฉุดลากสำหรับหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสองล้อ, ไม้ไฑ ดะห์ลัน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์สองล้อเพื่อให้การลื่นไถลที่ล้อให้น้อยที่สุดถือเป็นการเพิ่มความปลอดภัยให้กับหุ่นยนต์ที่ทำงานอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีคน ปกติแล้วการควบคุมแรงฉุดลากนั้นจำเป็นที่จะต้องมีการประมาณค่าพารามิเตอร์ทางพลศาสตร์ของการเคลื่อนที่เช่น ค่าความเฉื่อยและแรงเสียดทาน รวมถึงการประมาณค่าสัดส่วนของการลื่นไถลที่ล้อกับพื้น ซึ่งมักจะต้องใช้การคำนวณที่มีความสลับซับซ้อน ในงานวิจัยนี้เราจะใช้ตัวควบคุมแรงฉุดลากที่ปรับตัวได้ หรือ Model following control (MFC) โดยจะแปลงในอยู่ในรูปของเวลาแบบไม่ต่อเนื่อง (discrete time model) การทดลองจะใช้หุ่นยนต์แบบสองล้อที่ควบคุมแรงฉุดลากแบบจำลองการไถล เทียบกับการควบคุมโดยใช้ตัวควบคุมแบบพีดี ตามเส้นวิถีการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง รวมถึงการทดสอบการประมาณค่าแรงฉุดลากสูงสุดของหุ่นยนต์ และทดสอบการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ขึ้นและลงบนทางลาดชัน

การพัฒนาแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนของการระบายความร้อนด้วยการระเหยผ้าเปียกบนแผ่นเรียบเพื่อประยุกต์ใช้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์, บรรณพงศ์ กลีบประทุม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันการใช้พลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มีแนวโน้มสูงขึ้น เนื่องจากเป็นพลังงานหมุนเวียนและ ไม่ปล่อยมลพิษสู่ สิ่งแวดล้อม นักวิจัยพบว่าประสิทธิภาพในการผลิตกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อ ประสิทธิภาพมากที่สุด คือ อุณหภูมิดังนั้นจึงต้องมีการลดอุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อรักษาประสิทธิภาพไว้งานวิจัยนี้จึงนำเสนอ แบบจำลองทางทฤษฎีสำหรับการลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบด้วยวิธีการระเหยผ้าเปียกซึ่งสามารถไปประยุกต์ใช้งานกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อ ทำนายผลการลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบและใช้เป็นเครื่องมือในการออกแบบติดตั้งจริง แบบจำลองแบ่งออกเป็น 3 กรณีได้แก่ กรณีแผ่นเรียบ ทั่วไป กรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลัง และกรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลังพร้อมกับแหล่งน้ำ สำหรับแบบจำลองกรณีแผ่น เรียบทั่วไปและกรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลังจะถูกตรวจสอบความถูกต้องจากการทดลองด้วยแผ่นเรียบที่ประดิษฐ์ขึ้นจากแผ่น อลูมิเนียมบางพร้อมกับติดแผ่นทำความร้อนซิลิโคนด้านบน โดยจะทำการทดลองภายในห้องจำลองสภาวะอากาศคงที่ ผลการทดลองพบว่าการ ติดตั้งผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลังสามารถลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้24.5 องศาเซลเซียส และแบบจำลองทางทฤษฎีสามารถทำนายผลลัพธ์ได้ ใกล้เคียงกับผลการทดลอง ดังนั้นแบบจำลองนี้มีความเป็นไปได้ที่จะนำไปใช้เป็นเครื่องมือในการออกแบบติดตั้งผ้าเพื่อลดอุณหภูมิเซลล์ แสงอาทิตย์จริงได้แต่ข้อจำกัดของการติดตั้งเฉพาะผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลัง คือ ผ้าไม่สามารถลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้ตลอดเวลา เนื่องจากเมื่อ ผ้าระเหยน้ำออกไปหมดแล้วจะทำให้อุณหภูมิของแผ่นเรียบเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพลดลงอีกครั้ง สำหรับการแก้ไขปัญหานี้ทำได้โดยการเลือกใช้ ผ้าที่หนาขึ้นหรือมีความพรุนมากเพื่อยืดระยะเวลาในการลดอุณหภูมิส่วนกรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหหลังพร้อมกับแหล่งน้ำ เป็นการ ติดตั้งแหล่งน้ำเพิ่มเติมเพื่อให้ผ้าสามารถดูดน้ำจากแหล่งน้ำขึ้นมาลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้ตลอดเวลา ซึ่งวิธีนี้จะต้องคำนึงถึงระยะความสูง ของผ้าจากแหล่งน้ำถึงขอบบนของแผ่นเรียบที่เหมาะสมที่จะสามารถลดอุณหภูมิได้ตลอดและเกิดการสูญเสียน้ำน้อยที่สุด สำหรับกรณีนี้จะเป็น การศึกษาจากการคำนวณจากแบบจำลองเพียงอย่างเดียว ผลการจำลองพบว่าระยะติดตั้งผ้าที่เหมาะสมที่สุดมีค่าเท่ากับ 11.9 เซนติเมตร นอกจากนี้พบว่าสภาวะอากาศภายนอกส่งผลต่อความสามารถในการลดอุณหภูมิด้วย หากอุณหภูมิอากาศสูงขึ้นหรือความชื้นสัมพัทธ์ต่ำลงจะ ส่งผลให้ผ้าสามารถระเหยน้ำได้ดีและลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้มากขึ้น สุดท้ายงานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาแบบจำลองที่สร้างขึ้นเพื่อนำไป ประยุกต์ใช้กับการจำลองเซลล์แสงอาทิตย์จริง ซึ่งจะทำการจำลองภายใต้สภาวะอากาศที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเป็นระยะเวลา 1 ปีโดยทำการ เปลี่ยนแปลงระยะติดตั้งผ้าและความหนาผ้าต่าง ๆ เพื่อประมาณค่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ปริมาณน้ำที่ใช้และปริมาณน้ำที่สูญเสียใน 1 ปีแล้ว นำผลที่ได้มาวิเคราะห์หาระยะความสูงในการติดตั้งผ้าและความหนาผ้าที่เหมาะสมที่สุด ผลการจำลองพบว่าการเลือกติดตั้งผ้าความหนา 3 เท่า ที่ระยะความสูง 10 เซนติเมตร หรือติดตั้งผ้าความหนา 4 เท่า ที่ระยะความสูง 12.5 เซนติเมตร เป็นการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด เพราะ สามารถเพิ่มการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้สูง และปริมาณน้ำที่สูญเสียไม่ถึงร้อยละ 10 เมื่อเทียบกับปริมาณน้ำที่ใช้ต่อปี

Landing-Gear Impact Response: A Non-Linear Finite Element Approach, Tuan H. Tran

UNF Graduate Theses and Dissertations

The primary objective of this research is to formulate a methodology of assessing the maximum impact loading condition that will incur onto an aircraft’s landing gear system via Finite Element Analysis (FEA) and appropriately determining its corresponding structural and impact responses to minimize potential design failures during hard landing (abnormal impact) and shock absorption testing. Both static and dynamic loading condition were closely analyzed, compared, and derived through the Federal Aviation Administration’s (FAA) airworthiness regulations and empirical testing data.

In this research, a nonlinear transient dynamic analysis is developed and established via NASTRAN advanced nonlinear finite element model (FEM) to …

การจำลองแบบเชิงตัวเลขสำหรับการแจกแจงอุณหภูมิในเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียง, ปวร สุภชัยพานิชพงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เนื่องจากการตรวจสอบอุณหภูมิเหล็กแท่งในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าในระหว่างการลำเลียงเป็นสิ่งที่มีความสำคัญต่อกระบวนผลิตแต่สามารถทำได้ยาก ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตุประสงค์เพื่อสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขที่สามารถทำนายการแจกแจงอุณหภูมิของเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียงได้ รวมถึงการตรวจสอบผลที่ได้จากแบบจำลองกับผลที่ได้จากการวัดอุณหภูมิเหล็กแท่งจริงด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อน ในงานวิจัยนี้เลือกใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์ดิฟเฟอเรนซ์แบบสองมิติในการแก้ปัญหาการนำความร้อนภายในเหล็กแท่ง เพื่อคำนวณการแจกแจงอุณหภูมิของเหล็กแท่งภายใต้สภาวะที่ไม่มีฉนวนกันความร้อนและมีฉนวนกันความร้อนที่ความหนาต่าง ๆ ในระหว่างการลำเลียง ซึ่งเหล็กแท่งในแบบจำลองจะถูกพิจารณาว่ามีการสูญเสียความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมผ่านการพาความร้อนและการแผ่รังสีความร้อนเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีการนำผลการแจกแจงอุณหภูมิของเหล็กแท่งที่ได้จากแบบจำลองมาคำนวณความร้อนที่สูญเสียสู่สิ่งแวดล้อมต่อเวลารวมถึงปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการอุ่นเหล็กแท่งที่ถูกลำเลียงมาเป็นเวลาต่าง ๆไปที่อุณหภูมิ 1250 องศาเซลเซียส ผลงานวิจัยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของเหล็กแท่งที่ได้จากแบบจำลองนั้นมีค่าแตกต่างจากค่าที่ได้จากการวัดจริงด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนอยู่ที่ร้อยละ 9.827 เมื่อเทียบกับค่าที่ได้จากการตรวจวัดและความหนาของฉนวนกันความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออุณหภูมิของเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียง ซึ่งงานวิจัยนี้อาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนาระบบตรวจสอบและควบคุมอุณหภูมิรวมถึงการสูญเสียพลังงานความร้อนของเหล็กแท่งในกระบวนการผลิตเหล็กได้ในอนาคต

Machine Vision Integrated Three-Dimensional Printing System, Chaiwuth Sithiwichankit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Three-dimensional printing has been a widespread solution of fabricating geometrical customized products. Any 3D printed product is normally fabricated at a position defined with respect to the coordinate system of the corresponding 3D printer. So, the 3D printing cannot be conveniently implemented in some fabricating applications in which fabricating positions are commonly constrained to some physical references, e.g., architecture construction, surface restoration, food decoration, etc. This research aimed to integrate the 3D printing with machine vision, which is vastly used for guiding robotic systems to operate at desirable positions constrained to physical objects. Hence, the 3D printing can be conveniently …

Tailoring Materials Behavior Using Geometry.Pdf, Hessein Ali, Hossein Ebrahimi, Ranajay Ghosh

Hossein Ebrahimi

Reinventing The Wheel, Esther K. Unti, Ahmed Z. Shorab, Patrick B. Kragen, Adam M. Menashe

Mechanical Engineering

Reinventing the Wheel selected tires and designed wheels for the 2018 Cal Poly, San Luis Obispo Formula SAE combustion vehicle. Available tire options were evaluated for steady-state and transient performance as well as vehicle integration. A single-piece composite wheel with hollow spokes was designed to meet stiffness, strength, and tolerance requirements. A detailed study of wheel loading and geometric structural efficiency was performed. Finite element analysis was used to iterate the geometry and laminate. A two-piece male mold was designed and machined to manufacture the wheel. Removable silicone inserts were used to create the hollow spokes.

Experimental Tests And Numerical Simulations For Failure Investigation On Corrugated Boxes Used On Household Appliance Packaging, Diego Fernandes Rodrigues, José Carlos Pereira

Journal of Applied Packaging Research

Packages made of corrugated paper are fundamental to the protection, transportation and handling of the appliance product market. During the storage and sales stages of a product, the package must resist compressive loads in different directions beyond moderate impacts. In this context, the objective of this work is to develop and implement a post-processor that allows the simultaneous analysis of two of the most common failure modes of packages made of corrugated paper: failure due to tensile or compressive stress limit, and failure due to local buckling, when the buckling of the faces of the corrugated paper between two peaks …

Effect Of Material Viscoelasticity On Frequency Tuning Of Dielectric Elastomer Membrane Resonators, Liyang Tian

Electronic Thesis and Dissertation Repository

Dielectric elastomers (DEs) capable of large voltage-induced deformation show promise for applications such as resonators and oscillators. However, the dynamic performance of such vibrational devices is not only strongly affected by the nonlinear electromechanical coupling and material hyperelasticity, but also significantly by the material viscoelasticity. The material viscoelasticity of DEs originates from the highly mobile polymer chains that constitute the polymer networks of the DE. Moreover, due to the multiple viscous polymer subnetworks, DEs possess multiple relaxation processes. Therefore, in order to predict the dynamic performance of DE-based devices, a theoretical model that accounts for the multiple relaxation processes is …

Modeling Deformation Behavior And Strength Characteristics Of Sand-Silt Mixtures: A Micromechanical Approach, Mehrashk Meidani

Doctoral Dissertations

This dissertation is comprised of six chapters. In the first chapter the motivation of this research, which was modeling the deformation behavior and strength characteristics of soils under internal erosion, is briefly explained. In the second chapter a micromechanis-based stress-strain model developed for prediction of sand-silt mixtures behavior is presented. The components of the micromechanics-based model are described and undrained behavior of six different types of sand-silt mixtures is predicted for several samples with different fines contents. The need for a more comprehensive compression model for sand-silt mixtures is identified at the end of this chapter. This desired compression model …