Engineering Mechanics Commons^™

Me-Em Enewsbrief, June 2020, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

Fly Ash Based Geopolymer For High Temperature And High Compressive Strength Applications In Aggressive Environment, Aaryan Manoj Nair, Akm S. Rahman

Publications and Research

Geopolymers are the results of geosynthetic reactions between aluminosilicates and strong bases. This results in chemical bonds between aluminum (Al), Silicon (Si)and oxygen (O) composing polymer rings in tetrahedral coordination. These bonds give them widespread useful applications such as high heat bearing ceramics, and base construction material whilst being far more environmentally conscious. The purpose of the experiment is to examine the effect of Silicon Carbide whisker and inorganic glass particles on thermal and mechanical properties of Geopolymers. This study will help understand the effect of various compositions and concentrations of SiO₂ in mechanical strength. In this experiment, the …

Tympanal Asymmetry In A Parasitoid Fly: Small Asymmetries Produce Big Gains, Max Mikel-Stites, Anne E. Staples

Biology and Medicine Through Mathematics Conference

No abstract provided.

Development Of Multi-Axial Fatigue Retrofits For Lock Gate Components, Logan Verkamp

Graduate Theses and Dissertations

Lock gates are essential infrastructure components to the United State (US) supply chain. They create large cost savings and environmental benefits when compared with traditional methods of transport (freight and rail). Because of the large quantity of goods and dependence on these shipping chains, the US economy can be drastically affected by an unexpected gate closure. Unfortunately, many lock gates within the US have reached or exceeded their designed life. Due to the intensity of cyclic loads and the environment, fatigue cracks have become a prominent issue. Developed cracks near the pintle region (a joint which the gate rotates and …

Spherical Cavity Expansion Approach For The Study Of Rigid-Penetrator’S Impact Problems, Mario Buchely, Alejandro Marañon

Materials Science and Engineering Faculty Research & Creative Works

In recent years, Spherical Cavity Expansion (SCE) theory has been extensively utilized to model dynamic deformation processes related to indentation and penetration problems in many fields. In this review, the SCE theory is introduced by explaining the different mathematical features of this theory, its solution, and a potential application to model the penetration of a rigid penetrator into a deformable target. First, a chronologically literature review of the most common models used to study this kind of penetration problems is introduced, focusing on the SCE theory. Then, the engineering model of penetration is presented using the SCE approach. The model …

Stability Analysis, Dynamic Modeling, And Kinematic Analysis Of Hydraulically Amplified Dielectric Elastomer Actuators And Robot Manipulators, Amir Hosein Zamanian

Mechanical Engineering Research Theses and Dissertations

In this dissertation, we have proposed a new dielectric elastomer actuator design and model that couples electrostatics, fluid mechanics, linear and nonlinear elastic deformations. The internal hydraulic pressure can amplify the structural deformation generated by induced electrostatic forces (Maxwell pressure), given the name of this class of actuators, hydraulically amplified dielectric elastomer actuators (HADEAs).

First, we developed novel lumped-parameter models (LPMs) using linear and hyper-elastic material models and second compared the LPM results with finite element analysis in quasi-static simulations. We analytically expressed the conditions for the snap-through instability in the HADEA, which appears after exceeding a certain voltage applied …

A Novel Self-Healing System: Towards A Sustainable Porous Asphalt, Shi Xu, Xueyan Liu, Amir Tabakovic, Erik Schlangen

Articles

Self-healing asphalt, aimed to produce a sustainable asphalt pavement using green technology, has been studied in the past two decades. Technologies including encapsulated rejuvenator and induction heating have been proposed, demonstrated in the laboratory, and gradually evaluated in field application. This paper looks into the synergy effect of the above two technologies, where induction heating serves as the asphalt damage repair mechanism, requiring just 2 min heating time and encapsulated rejuvenator will replenish (rejuvenate) aged asphalt binder and reinstate bitumen’s healing ability. Moreover, the increased temperature from induction heating could in turn accelerate the diffusion process of rejuvenator into aged …

Me-Em Enewsbrief, March 2020, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

Dual-Axis Solar Tracker, Bryan Kennedy

All Undergraduate Projects

Renewable energies, and fuels that are not fossil fuel-based, are one of the prolific topics of debate in modern society. With climate change now becoming a primary focus for scientists and innovators of today, one of the areas for the largest amount of potential and growth is that of the capturing and utilization of Solar Energy. This method involves using a mechanical system to track the progression of the sun as it traverses the sky throughout the day. A dual-axis solar tracker such as the one designed and built for this project, can follow the sun both azimuthally and in …

R/C Mini Baja Car: Drive Train And Steering, Carlton R. Mcdonald

All Undergraduate Projects

The purpose of the Baja R/C Car is to compete in the ASME eFX competition in a series of events to prove the functionality of the vehicle. This series of events includes the Slalom, Drag, and Baja race, The Slalom is a test in the steering capability of the vehicle, the Drag is a test in the acceleration of the vehicle in a straight line, and the Baja puts all factors together in a race to test every component of the vehicle. This project is about building an R/C car that not only functions, but also has maximum performance capabilities …

Mechanical Footstep Power Generator, Mohammed Saleh Aljohani, Faisal Alonazi

All Undergraduate Projects

Mechanical Footstep Power generator

By Author: Mohammed Aljohani

Abstract

Modern technology is focusing on newer and better sources of energy. Among the important areas are power generation methods since electricity has become part of our lives. Various researchers have conducted surveys to find out the feasibility of converting renewable kinetic energy into electricity. Some of the works done in the past emphasized the selection of suitable materials and power generation systems designs that appear complicated and expensive. To ensure there is cost efficiency and energy efficiency better power generation systems need to be embraced.

The footstep power generator is a …

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

Influence Of Size Effects On Surface Generation During Finish Machining And Surface Integrity In Ti-6al-4v, Ian S. Brown

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

Finish machining is an essential manufacturing process that is used to enhance the mechanical characteristics of critical components. The deformation that occurs at the tool and workpiece interface in finish machining significantly affects a host of component properties, commonly referred to as “surface integrity” properties. Surface roughness is a machining deformation-affected characteristic that is of high relevance in contemporary manufacturing. However, over recent decades it has been made clear that the material properties of the deformed surface layers are relevant to component performance as well. Predicting the overall surface quality of a machined component is of great relevance to the …

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 …

Bending Behavior And Deflection Prediction Of High-Strength Sfrc Beams Under Fatigue Loading, Dan Ying Gao, Zhi Qiang Gu, Chenglin Wu

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

The experiments of high-strength steel-fiber-reinforced concrete (SFRC) beams subjected to fatigue bend loading were conducted in this work. A total of 12 beams were tested to failure, including 2 under static loading and 10 under fatigue loading. The main varying parameters of the tested beams included the stress level, fiber volume fraction, and strength of the steel reinforcement. The fatigue life, mid-span deflection, residual deflection, and crack width were measured and evaluated. The stiffness degradation of high-strength SFRC beams was analyzed. The results indicated that both the stress level and fiber volume fraction have significant influences on the fatigue life …

Ideal Lacrosse Stick, Josh Beck, Tyler Skoloda, Noah Reed, Stanley Dembosky

Williams Honors College, Honors Research Projects

This project is focused on the design of a new and innovative lacrosse stick. Our main points of focus will be the strength and durability of the head. As well as solving some of the problems that exist in existing equipment. These problems were identified by interviewing experienced players at the college level. Benefits would include a stronger head that is easier to use for a player on the field to do things like pass, catch, shoot, and field ground balls in an optimal manner. Normally players will have to purchase new heads every season as a result of warping …

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 …

Designing Composites For Graceful Failure, Amany G. Micheal Prof., Yehia Ahmed Bahei El Din Prof.

Architectural Engineering

When inevitable, failure in composite laminates is preferred to occur gracefully to avoid loss of property and possibly life. While the inherent inhomogeneity leads to slow dissipation of damage-related energy, overall failure is fiber-dominated and occurs in a rather brittle manner. Multidirectional plies usually give a more ductile response. Additionally, stiffness and strength as well as cost are important factors to consider in designing composite laminates. It is hence desirable to optimize for high mechanical properties and low cost while keeping graceful failure. Designing composite laminates with hybrid systems and layups, which permit gradual damage energy dissipation, are two ways …

อิทธิพลของการใช้บริการ Cu Toyota Ha:Mo ที่ส่งผลกระทบต่อการเดินทางภายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ธนพนธ์ มธุรเวช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาอิสระและทางเลือกในการเดินทาง โดยในการศึกษานี้จะพิจารณาความแตกต่างของบริเวณพื้นที่ทั้งบริเวณที่มีสถานีบริการ Ha:mo และบริเวณที่ไม่มีสถานีบริการ Ha:mo เพื่อให้ทราบถึงผลจากการพัฒนาของพื้นที่ดังกล่าว การศึกษานี้ใช้ดัชนีชี้วัดการเข้าถึงพื้นที่ โดยแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบของโครงข่ายปริภูมิ การเก็บข้อมูลได้จากกลุ่มผู้ใช้บริการ Ha:mo ในระยะยาว ตั้งแต่เดือน ตุลาคม - พฤศจิกายน พ.ศ. 2562 จํานวน 3,587 ข้อมูล ในขณะนั้นมีสถานีบริการ Ha:mo ทั้งหมด 22 สถานี และมีการเก็บข้อมูลในสถานการณ์เดินทางจริง จากรูปแบบการเดินทางต่าง ๆ ได้แก่ การเดิน, การใช้รถโดยสารสาธารณะประจําทาง, การใช้รถ ปอ.พ. ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และการใช้บริการ Ha:mo จากผลการวิเคราะห์ พบว่า การใช้บริการ Ha:mo สามารถอํานวยความสะดวกในการเดินทางได้มากกว่าการใช้รถโดยสารสาธารณะ และรถ ปอ.พ. ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผู้เดินทางที่กําลังวางแผนจะเดินทางด้วยระบบขนส่งสาธารณะ จะมีช่วงเวลาในการเดินทางที่นานกว่าปกติ ในขณะที่ ผู้เดินทางที่ กําลังรออยู่ที่ป้ายโดยสาร ก็จะต้องใช้เวลาในการรอค่อนข้างนานเช่นเดียวกัน หากมีจํานวนเที่ยวรถโดยสารที่ ให้บริการไม่เพียงพอ ก็จะต้องใช้เวลาในการรอที่นานขึ้น ในขณะที่ การเลือกใช้บริการ Ha:mo ในการเดินทาง โดยยอมจ่ายอัตราค่าบริการสูงกว่ารถโดยสารสาธารณะ หรือรถ ปอ.พ.ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สามารถอํานวยความสะดวกได้มากกว่า รวมถึงยังส่งผลทำให้เพิ่มระยะการเดินทางส่วนบุคคลอีกด้วย นอกจากนี้ การศึกษานี้ได้สำรวจข้อมูล First-Last Mile Travel จากกลุ่มผู้ใช้บริการ Ha:mo ตั้งแต่ เดือนกันยายน – พฤศจิกายน พ.ศ. 2563 โดยใช้การสํารวจแบบ Stated Preference ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากกลุ่มตัวอย่างจํานวน 149 ตัวอย่าง พบว่า การใช้บริการ Ha:mo ส่งผลกระตุ้นการเดินเพื่อมาใช้บริการ Ha:mo ในปริมาณที่มากกว่าการเดินเพื่อไปใช้ระบบขนส่งสาธารณะ และบทบาทของการใช้บริการ Ha:mo ในพื้นที่การศึกษาต่อระบบขนส่งสาธารณะ มีหลากหลายขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการเดินทาง ซึ่งการใช้บริการ Ha:mo สามารถทดแทนการใช้ ระบบขนส่งสาธารณะได้ 30%, เดินทางเพื่อเข้ามาในพื้นที่การศึกษา 24%, เดินทางออกจากพื้นที่การศึกษา 22%, …

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 …