Applied Mechanics Commons^™

Estimation Of The Response, Power Spectra, And Whirling Patterns Generated From Mud Circulating Along The Annulus During Drilling Procedures: An Alternative Mathematical Representation Via Finite Element Modelling, Eleazar Marquez

Mechanical Engineering Faculty Publications

In this study, an alternative mathematical representation of a drill-string is proposed to provide an alternative assessment on BHA dynamic alterations. Lateral vibrations remain the focal point of drill-string breakdowns given their high frequency characterization and ability to deviate perforation trajectories from the subsurface target. In this paper, the proposed model consists of an anisotropic rotor subjected to distinct RPMs, an axial force, and a bidirectional harmonic excitation with specified amplitude and assorted duration to simulate annulus motion generated from the mud fluid. In this regard, Euler-Bernoulli beam theory was adopted to establish a complete MDOF mathematical expression and thus …

Development Of An Improved Mathematical Representation Which Captures The Nonlinear Dynamic Behavior Of A Drill-String Assembly, Eleazar Marquez

Mechanical Engineering Faculty Publications

In this study, an improved mathematical representation of a drill-string assembly is developed to provide an alternative assessment on vibration irregularities proliferating downhole due to bit-rock interference. Lateral vibrations receive particular attention due to their high frequency content which alter the dynamic response of the drill-string, instigate casing damage, and impede optimal penetration rates. The response of the drill-string is captured by synthesizing compatible stationary bit excitations, via an auto-regressive digital filter, and implementing Monte Carlo simulation, while the power spectral density function is approximated to elucidate the dynamic characteristics during drilling. Formulating adequate physical parameters for the equation of …

Combat Robot, Riley Buxton

All Undergraduate Projects

In the sport of combat robotics, the goal is to build a robot that can incapacitate an opposing robot before it becomes incapacitated itself. For this project, a combat robot was designed and tested to compete in Western Allied Robotics’ first competition at Central Washington University. The robot was built to compete in the beetle weight class which means the entire robot had to weigh less than 3 lbs.

To ensure the robot was competitive, a number of important design choices were made. Firstly, an effort was made to ensure that the design was simple and easy to take apart …

Jack And Alex Rc-Baja, Alex Vornbrock

All Undergraduate Projects

Teams of two mechanical engineering students were tasked with the construction of an RC Baja car qualified by the rules and regulations of the Baja competition as well as specifications set by the individual team member for their portion of the vehicle. This proposal focuses on the Chassis and Drivetrain of the vehicle while team member Jack Stutz oversaw the steering and suspension. Teams will compete against each other in various modes to determine the best vehicles of the competitors. The chassis was made of standard aluminum, the remaining parts made by the students were made with PLA; both materials …

Rc Baja Suspension And Steering, Garrett Bailey

All Undergraduate Projects

The RC Baja team set out to engineer and construct a working remote-control device that can compete in the ASME Baja Competition. The students have a focus on either suspension and steering or drivetrain and chassis. This report is centered on the suspension and steering. First, multiple analyses were completed using engineering methods such as mechanical design, statics, strengths of materials, and dynamics for parts of the device. The calculations found in the analysis are then used to create designs for the parts so that they will meet the requirements and be successful in the competition. After the parts are …

Rc Baja Project: Suspension And Steering, Chance Hills

All Undergraduate Projects

Students designed and manufactured an RC Baja car to compete in the ASME RC Baja competition. The goal of this section of the project was to create a steering system and suspension system that work together properly with a partner’s chassis/drive train systems during tests and competitions. The car needed to be able to complete in the three events, which are a drag race, a solemn course, and the Baja event. The RC will also be evaluated on the ability to climb inclines, top speed, and withstand the drop test. This proposal will explain all the details and effort that …

Jcati Carbon Fiber Recycler: Crusher System, Devin Riley

All Undergraduate Projects

With a substantial rise in Carbon Fiber use across all industries, the need for a way to recycle the waste has grown as well. A group of Mechanical Engineering Technology students at Central Washington University funded by the Joint Center for Aerospace Technology (JCATI) have created a machine to recycle waste wing trimmings from the Boeing company’s airplanes. This machine consists of 5 different sub-assemblies being the oven, crusher, gear train, conveyor, and shredder. The purpose of this project was to decrease the deflection in the crusher caused by bulging in the housing and movement of the bearings. To decrease …

การศึกษาการตรวจหาเชื้อวัณโรคจากภาพย้อมสีทนกรดโดยใช้การเรียนรู้เชิงลึกด้วยเทคนิคการจำแนกและการตรวจจับวัตถุ, ธีริศรา มิคาระเศรษฐ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้เป็นการวิเคราะห์ Deep Learning สำหรับตรวจหาเชื้อวัณโรคด้วยวิธีการ Modified Classification และ Object Detection โดยใช้ Pre-Trained Model คือ Enhanced ResNet50 และ AlexNet ในการวิเคราะห์ ซึ่งวิธี Modified Classification มีการนำ Image Processing มาประยุกต์ใช้กับการทดลอง เมื่อ Training ข้อมูล พบว่า ResNet50 เป็น Model ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดได้ค่า Accuracy เท่ากับ 92.71% และ Precision เท่ากับ 92.7% เมื่อจัดกลุ่มใหม่สำหรับการวิเคราะห์ แบบ Suspected Positive Low Confidence และ Suspected Positive High Confidence ผลการทดลองพบว่า ResNet50 ยังคงมีประสิทธิภาพที่ดีที่สุด มีค่า Accuracy เท่ากับ 98.06% ค่า Precision เท่ากับ 98.59% ส่วน Suspected Positive High Confidence มีค่า Accuracy เท่ากับ 94.38% และค่า Precision เท่ากับ 91.41% และในการวิเคราะห์ Deep Learning วิธี Object Detection ได้ค่า Precision เท่ากับ 82.81% และ Mean AP เท่ากับ 36.79% จากการเปรียบเทียบการวิเคราะห์ทั้ง 2 Models พบว่า วิธีวิเคาระห์แบบ Modified Classification ได้ผลลัพทธ์ดีกว่า จึงนำไปตรวจร่วมกับวิธีการตรวจของแพทย์ (Doctor …

Utilisation Des Ponts Élévateurs De Véhicules Hors Terre À Deux Colonnes : Identification De Déterminants Techniques De Stabilité Et Des Déterminants Du Travail Des Techniciens Automobiles, Damien Burlet-Vienney, Sylvie Beaugrand, Bertrand Galy, Maud Gonella, François Gauthier, Élise Ledoux, Isabelle Berger, Isvieysys Armas Marrero, Kariane Cusson Bertrand

Rapports de recherche scientifique

Cette recherche porte spécifiquement sur l’utilisation des ponts élévateurs de véhicules (PEV) hors terre à deux colonnes (HT2C). Les PEV HT2C sont utilisés par les techniciens automobiles lors de l’entretien et de la réparation des véhicules et les amènent à travailler sous ou à proximité d’une charge surélevée de plusieurs tonnes. La mort d’un jeune technicien en 2014 est à l’origine d’une concertation du secteur de la réparation automobile et de ces travaux de recherche. La chute d’un véhicule d’un PEV HT2C est le risque ciblé par cette étude.

De nombreux facteurs sont susceptibles de contribuer à la chute d’un …

การออกแบบแกนดามกระดูกต้นขาชนิดยาวที่เหมาะสำหรับคนไทย ด้วยหลักการออกแบบหารูปร่างที่เหมาะสมที่สุด, ดวงกมล สายะบุตร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การรักษากระดูกต้นขาหักมักใช้วิธีผ่าตัดใส่แกนดามกระดูก โดยแกนดามกระดูกที่ใช้ในปัจจุบันถูกออกแบบโดยอิงจากกายวิภาคของชาวคอเคเชียน ซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับประชากรชาวเอเชียเนื่องจากความโค้งของโพรงกระดูกไม่เหมาะสมกัน ซึ่งอาจนำไปสู่การทะลุของปลายแกนดามกระดูกได้ งานวิจัยนี้จะนำวิธีการทำ shape optimiztion มาใช้ในการออกแบบแกนดามกระดูกต้นขาชนิดยาวให้เหมาะสมกับกระดูกต้นขาคนไทย โดยจะเลือกกลุ่มตัวอย่างกระดูกต้นขา 10 กระดูกจากกลุ่มประชากรกระดูกต้นขาคนไทย 60 กระดูก โดยเลือกให้ครอบคลุมกลุ่มประชากรกระดูกต้นขาที่มีรูปร่างหลากหลาย โดยใช้วิธีการจัดกลุ่มแบบ k-means clustering แกนดามกระดูกจะถูกทำการ optimize ในกระดูกกลุ่มตัวอย่างทั้ง 10 กระดูกพร้อม ๆ กัน โดยความเค้นที่เกิดในกระดูกทุกชิ้น จะถูกใช้ในการปรับรูปร่างของแกนดามกระดูกดีไซน์ถัดไป ทำวนไปเรื่อย ๆ จนสามารถลดความเค้นในกระดูกทุกชิ้นได้ แกนดามกระดูกที่ออกแบบใหม่นี้ สามารถทำให้ความเค้นที่เกิดขึ้นในกระดูกต้นขาต่ำลงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับแกนดามกระดูกต้นขาในท้องตลาดที่มีรัศมีความโค้ง 1275, 1500, และ 2000 มิลลิเมตร โดยลดลงเฉลี่ย 96.82%, 98.31%, และ 99.15% ตามลำดับ นอกจากนี้ยังทำการทดสอบความแข็งแรงด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ พบว่าแกนดามกระดูกที่ออกแบบใหม่มีความแข็งแรง สามารถพัฒนาต่อยอดเพื่อไปใช้ในผู้ป่วยจริงได้ในอนาคต

Mechanical Energy Harvester For Powering Rfid Systems Components: Modeling, Analysis, Optimization And Design, Alireza Babaei

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

Finding alternative power sources has been an important topic of study worldwide. It is vital to find substitutes for finite fossil fuels. Such substitutes may be termed renewable energy sources and infinite supplies. Such limitless sources are derived from ambient energy like wind energy, solar energy, sea waves energy; on the other hand, smart cities megaprojects have been receiving enormous amounts of funding to transition our lives into smart lives. Smart cities heavily rely on smart devices and electronics, which utilize small amounts of energy to run. Using batteries as the power source for such smart devices imposes environmental and …

Anisotropic Material Behavior Of 3d Printed Fiber Composites, Jordan Garcia

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

Literature has shown that 3D printed composites may have highly anisotropic mechanical properties due to variation in microstructure as a result of filament deposition process. Laminate composite theory, which is already used for composite products, has been proposed as an effective method for quantifying these mechanical characteristics. Starting with the analysis of comparing the printing orientation of premanufactured carbon fiber reinforced filament, the mechanical properties of 3D printed objects were examined. The mechanical properties changed not only as a result of machine choice, but how the sample is oriented along the printing bed. The analysis continued with looking at the …

การพัฒนาชุดทดสอบความล้าดัดสำหรับตะไบทางทันตกรรม, ธีรเมธ เกศโร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้มุ่งเน้นไปที่การออกแบบและสร้างชุดทดสอบความล้าดัดสำหรับตะไบทางทันตกรรม ที่สามารถวัดจำนวนรอบที่ทำให้เสียหายของตะไบได้โดยตรงผ่านการวิเคราะห์สัญญาณในระบบควบคุมวงปิดของมอเตอร์ โดยที่ไม่จำเป็นต้องใช้วิธีดั้งเดิม ซึ่งเป็นการคำนวณหาจำนวนรอบที่ทำให้เสียหาย ภายใต้สมมติฐานที่ว่าอัตราเร็วในการหมุนของตะไบคงที่ ทั้งที่ในทางปฏิบัติ ตะไบอาจจะไม่ได้หมุนด้วยอัตราเร็วคงที่เสมอไป นอกจากนี้ ในวิทยานิพนธ์ ก็ได้มีการตรวจสอบความน่าเชื่อถือหรือการใช้งานได้ของชุดทดสอบที่ถูกพัฒนาขึ้นมาในแง่มุมต่าง ๆ ผ่านการนำไปทดสอบกับชิ้นงานจริง โดยตะไบรุ่น Zenflex จำนวน 100 ชิ้น ได้ถูกนำไปทดสอบในคลองรากฟันเทียมทั้งหมด 5 รูปร่างที่มีรัศมีความโค้งและมุมโค้งแตกต่างกัน ณ อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิร่างกาย ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า ชุดทดสอบสามารถทำให้ตะไบเสียหายจากความล้าดัดได้ เนื่องจากบนพื้นผิวแตกหักและด้านข้างจุดแตกหักพบลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ของกลไกการเสียหายล้า แต่ไม่พบร่องรอยจากการเสียหายบิด และชุดทดสอบก็สามารถควบคุมให้ตะไบแตกหักที่ตำแหน่งใกล้เคียงกันได้ ไม่ว่าตะไบเหล่านั้นจะถูกทดสอบภายใต้เงื่อนไขใด เนื่องจากตะไบส่วนที่หักมีความยาวใกล้เคียงกันทั้งหมดและใกล้เคียงกับค่าที่ออกแบบไว้ ส่วนแนวโน้มของจำนวนรอบที่ทำให้เสียหายเมื่อแปรค่าตัวแปรต่าง ๆ ในการทดสอบไป ก็มีความสอดคล้องกับแนวโน้มเดียวกันจากงานวิจัยที่ผ่านมา จึงอาจกล่าวได้ว่า ชุดทดสอบมีความน่าเชื่อถือเพียงพอ ในฐานะชุดทดสอบความล้าดัดสำหรับตะไบ นอกจากนี้ จำนวนรอบที่ทำให้เสียหายจากชุดทดสอบหลัก ก็ได้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับจำนวนรอบที่ทำให้เสียหายที่คำนวณได้จากวิธีดั้งเดิม โดยข้อมูลที่นำมาคำนวณจะถูกเก็บควบคู่ไปกับการทดสอบหลัก ซึ่งผลปรากฏว่า จำนวนรอบที่ทำให้เสียหายจากวิธีดั้งเดิมมีค่าสูงกว่าจำนวนรอบที่ทำให้เสียหายจากชุดทดสอบหลักที่วัดรอบที่ตะไบหมุนได้โดยตรง

Nidec Automated Winder, Michael Pugh, Ben A. Swartz, Andrew Leonard, Garrett Dostal

Williams Honors College, Honors Research Projects

Nidec Drive Systems is a leading electric motor manufacturing company with several facilities in the US and around the world. However, as of recent, Nidec has started to see some signs of old and outdated production machines affecting their production numbers even though the demand for electric is ever increasing. In an attempt to repair some of these issues, Nidec reached out to the University of Akron to look for senior design groups to help design and standardize better production machines. We were tasked with redesigning a new winder, which is a machine that winds the copper coils to the …

Fluid Power Vehicle Challenge, Bryce Towne, Ethan Andrews, Carter Moore, Andrew Sobel

Williams Honors College, Honors Research Projects

The Fluid Power Vehicle Challenge is a competition held by the National Fluid Power Association (NFPA) that challenges students to create a hydraulically powered vehicle to compete in four different races over two days. The vehicle has to be fully powered by hydraulics, with human power (such as pedaling) being used to move the hydraulic fluid. Electronics and pneumatics can be used to control the flow of the hydraulic oil. Vehicles also must have an energy storage device to take advantage of regenerative braking. The final competition was at the Norgren facility in Colorado from April 12th to April 14th. …

4wd Baja Upright And Wheel Hub, Nathan Thompson, Jonathan P. Larson, Spencer D. Compan

Williams Honors College, Honors Research Projects

The University of Akron Zips Baja Team has switched to a 4-wheel-drive (4WD) vehicle as per the 2023 Baja Society of Automotive Engineers (SAE) rules. The 2022 Baja Vehicle was 2WD, thus the upright and wheel hub were designed exclusively for a 2-wheel-drive (2WD) Baja vehicle. This report entails the design process and methods of verification for the design of the 4WD upright and wheel hub.

Dome Tester, Clark Bates, Nikolas M. Kulin

Williams Honors College, Honors Research Projects

We are reconfiguring and modifying the previously built dome tester to be more user friendly and mechanically applicable. This has a long-term goal of being a usable teaching tool for manufacturing education within the college of engineering and polymer sciences. The dome tester pushes a metal dome into a clamped sheet of metal to test its forming limits and where necking occurs. We have implemented a better method of viewing the sheet sample as it is being deformed, and improved measuring methods for the distance a sample is deformed. By introducing these changes in conjunction with improved documentation of the …

Hendrickson Lift Kit, Matthew Rozmajzl

Williams Honors College, Honors Research Projects

This research project will be completed with Hendrickson Trailer as the sponsor. The goal of the project is to create a lift kit for a newer suspension system. The lift kit must provide enough lift force to lift an axle off the road and suspend it off the road while in transit. There are similar systems offered for different products at Hendrickson, but the configuration of this system is such that new brackets must be designed. The benefit of such a system is a reduction in wear on the lifted tires, and thus an increase in the life of the …

Novel Bayesian Neural Networks And Uncertainty Quantification Of Computational Mechanics Models, Ponkrshnan Thiagarajan

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Computational and data-driven models suffer from a wide range of uncertainties that impact the reliability of such models. Given the exponential proliferation of machine learning models in real-world systems, establishing a degree of confidence in their predictions becomes paramount. Reliability in predictions takes on utmost significance in domains such as autonomous driving, medical image analysis, etc., where human lives are involved, and inaccuracies in predictions could lead to disastrous outcomes. For these reasons, comprehending and quantifying uncertainties in computational and data-driven models is of utmost importance. A number of techniques have been developed to quantify uncertainties in machine learning models. …

Molecular Dynamics Modeling Of Polymers For Aerospace Composites, Swapnil Sambhaji Bamane

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Polymer matrix composite materials are widely used as structural materials in aerospace and aeronautical vehicles. Resin/reinforcement wetting and the effect of polymerization on the thermo-mechanical properties of the resin are key parameters in the manufacturing of aerospace composite materials. Determining the contact angle between combinations of liquid resin and reinforcement surfaces is a common method for quantifying wettability. It is challenging to determine contact angle values experimentally of high-performance resins on CNT materials such as CNT, graphene, bundles or yarns, and BNNT surfaces. It is also experimentally difficult to determine the effect of polymerization reaction on material properties of a …