Applied Mechanics Commons^™

การพัฒนาส่วนต่อประสานกับผู้ใช้งานโปรแกรมระเบียบวิธีการนับพลาคของไวรัสอัตโนมัติ และ ปรับปรุงความแม่นยำให้กับระบบ, ศุภณัฐ เปล่งขำ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการนับพลาคของไวรัส หรือ Plaque Assays นั้นเป็นกระบวนการเฉพาะทางที่ต้องใช้ผู้เชียวชาญทางไวรัสวิทยาในการตรวจวัด และเป็นพื้นฐานของการศึกษาพัฒนายารักษาโรคและวัคซีน ซึ่งจำเป็นงานที่ท้าทายซับซ้อน และใช้เวลา ส่งผลให้เกิดความเหนื่อยล้าต่อผู้เชียวชาญด้วยวิธีการนับหาปริมาณคลาสเตอร์ของไวรัสทางกายภาพ ดังนั้นเพื่อลดภาระงาน งานวิจัยนี้จึงศึกษาและพัฒนา โปรแกรมการนับพลาคอัตโนมัติ โดยได้ทำการสร้าง พัฒนา ปรับปรุง และ เพิ่มความเสรียรภาพ ให้กับระบบถ่ายภาพ โปรแกรม และ สร้างส่วนต่อประสานโปรแกรมการนับพลาคของไวรัสกับผู้ใช้งาน หรือ GUI ( Graphic User Interface) สำหรับแสดงผลและใช้งานโปรแกรม ซึ่งตัวโปรแกรมการนับพลาคของไวรัสได้ทำการพัฒนาอัลกอริทึม ด้วยกระบวนวิเคราะห์ภาพ หรือ Image processing เช่น เทรชโชว์ (Threshold) มอร์โฟโลว์จี (Morphology) และ กระบวนการแมชชีนเลอร์นนิ่งชนิดอันซุปเปอร์ไวส์ ( Unsupervised Learning) ชนิด เค-มีน คลาสเตอร์ริ่ง ( K-mean clustering) ในส่วนของส่วนต่อประสานผู้ใช้งานได้ทำการพัฒนาโดย C# และมากไปกว่านั้นได้ทำการสร้างอุปกรณ์ลดสิ่งรบกวนกับเครื่องถ่ายภาพอีกด้วย โดยผลลัพธ์จากโปรแกรมการนับพลาคของไวรัสอัตโนมัตินั้นสามารถ นับพลาคของไวรัสในกระบวนการนับพลาคของไวรัสได้มีความถูกต้องถึง 94% อีกทั้ง สามารถลดภาระงานผู้เชียวชาญในการตรวจหาปริมาณคลาสเตอร์ของไวรัสในกระบวนการนับพลาคของไวรัสได้

Analysis Of Vehicle Stability When Using Two-Post Above-Ground Automotive Lifts: Support Pad Slippage, Damien Burlet-Vienney, Bertrand Galy, Kariane Cusson Bertrand, Sylvie Beaugrand, Maud Gonella, Élise Ledoux

Études primaires

Vehicles falling off two-post above-ground (2PAG) lifts is a fairly frequent occurrence. As only limited knowledge is available about the determinants influencing the stability of lifting vehicles with a 2PAG lift, two experimental designs were carried out in order to have quantitative data. This paper addresses support pad slippage as a result of external forces being exerted on a vehicle. The experimental design is based on the consultation of the key players that identify the main issues related to the support pads. The controlled factors chosen in this experimental design were lift support pad type and position, smear on pads, …

ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอัตราการระบายอากาศตาม ข้อมูลความหนาแน่นของบุคคลในอาคารสำนักงานเพื่อ ป้องกันการแพร่กระจายเชื้อโรคโควิด-19, พิชชาพร ประพิณศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การแพร่กระจายเชื้อทางอากาศผ่านระบบทางเดินหายใจเป็นสิ่งที่มนุษย์เผชิญมาตั้งแต่อดีต การควบคุมสภาพแวดล้อมสามารถลดปริมาณเชื้อโรค และความเสี่ยงในการติดเชื้อของผู้ใช้งานพื้นที่ได้ ผู้วิจัยจึงได้พัฒนาแบบจำลองค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อร่วมกับดัชนีชี้วัดระยะห่างทางสังคม และประสิทธิภาพอุปกรณ์ป้องกันซึ่งแบบจำลองมีความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยเพียง 10.78 เปอร์เซ็นต์จากตัวอย่างสถานการณ์จริงทั้งหมด 11 สถานการณ์ แบบจำลองใช้เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นคนกับอัตราการระบายอากาศในพื้นที่ได้ เพื่อใช้กำหนดมาตรการป้องกันโรคติดต่อ เช่น การกำหนดความหนาแน่นคนในพื้นที่ การกำหนดระยะเวลาเข้าใช้ และการสวมใส่หน้ากากอนามัย ในงานวิจัยนี้วิเคราะห์จำนวนคนที่เหมาะสมในแต่ละพื้นที่เมื่อมีการระบายอากาศที่จำกัด กำหนดให้เป็นไปตามมาตรฐานของ ASHRAE 62.1 และวิเคราะห์หาอัตราการระบายอากาศที่เหมาะสมกับจำนวนคนที่เข้าออกโดยพื้นที่มีการรักษาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อที่ยอมรับได้ พื้นที่ตัวอย่าง คือ พื้นที่สำนักงาน ร้านอาหาร และบาร์ ผลการวิจัยพบว่า เมื่อกำหนดระยะเวลาที่อยู่ในพื้นที่เป็นเวลา 1 – 3 ชั่วโมงและค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อไม่เกิน 0.01 – 0.05 ในที่ที่มีการระบายอากาศจำกัด การใส่หน้ากากอนามัยจะรับความหนาแน่นได้สูงกว่าการไม่ใส่หน้ากากอนามัย โดยเพิ่มขึ้นได้ 51.52 – 800.00 เปอร์เซ็นต์เมื่อพิจารณาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อที่ยอมรับได้มีค่าไม่เกิน 0.02 หากยอมรับค่าที่มากขึ้นได้จะทำให้พื้นที่สามารถรับคนได้มากขึ้น ในขณะที่การปรับอัตราการระบายอากาศตามจำนวนคนที่เข้าออกพื้นที่เพื่อรักษาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อให้ไม่เกิน 0.02 ในช่วงเวลาที่อยู่ในพื้นที่ 3 ชั่วโมง การใส่หน้ากากอนามัยจะทำให้สามารถลดอัตราการระบายอากาศลง แต่ยังคงมีค่าสูงกว่าค่าการระบายอากาศมาตรฐาน จึงกล่าวได้ว่า การระบายอากาศตามมาตรฐานมีค่าไม่เพียงพอในการรักษาค่าความเสี่ยงในการติดเชื้อให้ไม่เกิน 0.02 ในช่วงเวลาที่อยู่ในพื้นที่ 3 ชั่วโมง การปรับค่าดังกล่าวส่งผลให้ค่าพลังงานและค่าไฟฟ้าสูง ซึ่งในกรณีไม่ใส่หน้ากากอนามัย และใส่หน้ากากอนามัยสูงกว่าถึง 1,351 – 1,802 และ 169 – 269 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ

Formation Control Of Mobile Robot Swarm In Search Operation, Chanun Asavasirikulkij

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The use of swarm mobile robots has emerged as a promising approach to enhance search efficiency in various applications. This thesis focuses on proposing an effective design and fabrication methodology for a swarm mobile robot system based on the Robot Operating System (ROS) framework. Additionally, a novel network architecture is presented to improve communication efficiency among the robots. The primary objective of this research is to investigate the formation control of swarm mobile robots and their superior ability in search operations. Through extensive experiments and quantitative analysis, the performance of the proposed formation control strategy is evaluated in terms of …

Development Of Stiffness Sensing And Adaptive Grasping With Soft Pneumatic Grippers, Chaiwuth Sithiwichankit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study presents a framework for stiffness sensing and adaptive grasping using soft pneumatic grippers (SPGs). The motivation was to imitate the capabilities of human hands. The challenge was the compliance of soft pneumatic actuators (SPAs). The study associated the behaviors of grasped objects with those on SPAs, introduced a new concept of SPA modeling, and proposed a method for stiffness sensing through SPG pincer grasping. Compression testing was conducted for validation. A technique for forecasting deformation and force on grasped objects based on their stiffness was established, and a control law was elaborated. The presented technique and control architecture …

Simulation And Prototyping Of A Knee Assistive Device For Improved Gait Function, Khemwutta Pornpipatsakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aimed to develop a knee-assistive device while walking. The research was separated into two sections: the gait support simulation in MATLAB and the prototype of the device. Data on body part positions and ground reaction force were collected from three adult Thai participants walking at a speed of 1.5 m/s to calculate knee moment. The simulation section provides support moments during walking using machine learning and artificial stiffness control strategy (MLASCS), composed of the kNN model and the instantaneous artificial stiffness per body mass (IASPB) equations. The MLASCS was used to determine the proper amount of support moment …

Oxidative Aging And Fracture Behavior Of Polymers And Composites: Theory, Modeling And Experiments, Shabnam Konica

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Polymers and their composites (PMC) have emerged as effective alternative materials in structural, aerospace, and automotive industries due to their lightweight and tunable properties compared to metals. However, these materials tend to degrade during their operations in extreme environments. In this work, two extreme conditions are considered: - i) high-temperature oxidative degradation of polymers and polymer-based composites ii) Fracture and damage of polymer-based composites under thermo-mechanical loading.

Polymer oxidation starts when oxygen from the ambient diffuses into the bulk material and initiates chemical reactions to develop a coarse, brittle oxide layer on the exposed surface. The oxidative degradation process is …

The Development Of A Finite Element Model For Ballistic Impact Predictions, Richard Allen Perkins

Theses and Dissertations

Concrete is a widely used product and is an important application throughout industry due to its inexpensive cost and wide range of applications. This work focuses on understanding the behavior of high strength concrete in high strain rate ballistic impact loading scenarios. A finite element analysis was created with the implementation of the Concrete Damage and Plasticity Model 2 (CDPM2) to represent the material behavior. The model’s parameters were calibrated to existing literature and the results were analyzed by a comparison of the impact velocity to residual velocity and a qualitative assessment of the impact crater. The model captured the …

Combined Stressors In Reliability Failure Modes In Flip-Chip Electronic Packaging, Mahsa Montazeri

Graduate Theses and Dissertations

The trend toward miniaturization of electronic devices to fulfill Moore’s law introduces new reliability concerns to the electronic packaging process while worsening existing primary challenges. In solder interconnect specifically, temperature cycling is one of the prominent failure threats. However, with further downscaling of the flip-chip solder connections, electromigration also present a precarious failure mode in these interconnects. On the other hand, understanding the degradation mechanism in solders is crucial for the power electronic products' reliability considering the industrial tendency to replace wirebonds with solder attachment while improving the current carry capacity. This dissertation utilizes FEA simulation and an experimental approach …

Mission Profile Effects On Automotive Drivetrain Electronics Reliability: Modeling And Mitigation, Bakhtiyar Mohammad Nafis

Graduate Theses and Dissertations

The reliability of electronic devices is dependent upon the conditions to which they are subject. Temperature variations coupled with differences in thermal expansion between bonded materials results in thermomechanical stresses to build up, which can instigate failure in the interconnects or other critical regions. With the move towards electrification in the automotive industry, there is the increasingly important consideration of powertrain electronics reliability, the pertinent conditions being governed by the drive cycle or mission profile of the vehicle. The mission profile determines the power dissipated by the electronic devices, which determines the peak and mean temperature, temperature swing and the …

Gaylord Produce Removal Machine, Marcus Takashi Hirose Lee, Jacob Michael Perlman, Carissa Abigail Kamm, Mark Misao Loera

Mechanical Engineering

This Final Design Review Report outlines the senior design project that began Winter Quarter of 2021 at California Polytechnic State University. Our team consists of three mechanical engineers and a general engineer, working together to design, build, and test a product for Alameda County Food Bank. The goal of the final product is to relieve volunteers and employees of tedious manual labor and increase efficiency during the removal of produce from large Gaylord containers. This document describes background research, the objectives of the project, chosen concept design, analysis and initial prototyping of said concept, the final design, and verification prototype …

Mechanical Interfacial Locking And Multiscale Modeling Of Reinforced Thermoplastic Composites For Structural Applications, Anmol Kothari

All Dissertations

The ever-growing pressure of reducing the adverse impact of transportation systems on environment has pushed industries towards fuel-efficient and sustainable solutions. While several approaches have been used to improve fuel efficiency, the light-weighting of structural components has proven broadly effective. In this regard, reinforced thermoplastic composites (RTPC), owing to their high recyclability, higher impact strength and fast cycle times, have become competitive candidates at an industrial scale. However, to implement RTPC toward large scale structural applications several challenges pertaining to material design and manufacturing effects need to be addressed. To this end, a computational study is carried out to address …

Novel Peridynamic Models For Material Degradation And Mass Transport, Jiangming Zhao

Department of Mechanical and Materials Engineering: Dissertations, Theses, and Student Research

Fracture and corrosion are two major causes of structure failure. They can interact with each other, leading to faster material degradation. They are also under the influence of environmental conditions. The corrosion rate highly depends on the transportation rate of involving substances, while the fracture can be accelerated significantly due to fluid flow. These complex mechanisms involved in structure failure have troubled classical models for decades. The peridynamic (PD) theory introduced in 2000 has shown great potential in modeling such problems. In this work, we develop novel PD models for fracture, corrosion, mass transport, and viscous flow, which are building …

Metal Fatigue And Crack Propagation Using Thermodynamic/Thermoelectric Approach, Behnam Hajshirmohammadi

LSU Doctoral Dissertations

The present dissertation concentrates on the fatigue life of metals and fatigue crack growth (FCG). The basic concept of fatigue thermodynamics is used for this purpose. With the application of thermoelectricity, a method is developed on the basis of fracture fatigue entropy (FFE) for the rapid estimation of the fatigue life of components. To this end, thermoelectric signals captured from a specimen during cyclic loading are analyzed, and a procedure is proposed for the calculation of fatigue life based on the thermoelectric signals in the beginning and the steady-state zone of fatigue. Temperature gradient and electric potential gradients in metals …

Design And Development Of A Novel Soft Gripper Manipulated By A Robotic Arm, Derek Price

Symposium of Student Scholars

This study presents the design and development of a tendon-driven soft gripper manipulated by a 4 DOF robotic arm. The proposed robotic arm and the gripper explore the new areas focusing on increasing the grasping performance of the gripper as well as the workspace. The gripper is designed as a 3 finger and driven by tendons using two servo motors. The tension of the strings is adjusted using a pulley mechanism and a string. The opening and grasping of the soft gripper are accomplished by each motor. The wide opening allows the gripper to grasp wide objects. The parallel robotic …

A Manufacturing-To-Response Pathway For Formed Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite Structures, Madhura Limaye

All Theses

Over the past decade, there has been an increased adoption of thermoplastic and thermoset based continuous carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites for structural applications in several industries. Among the different manufacturing methods, thermoforming process for thermoplastic based continuous CFRP’s offer a major advantage in reducing cycle times for large scale productions. Similarly, out-of-autoclave curing process for thermoset based continuous CFRP’s using heated tooling enables production of large composite structures. However, these manufacturing processes can have a significant impact on the structural performance of parts by inducing undesirable effects. These effects include inhomogeneous fiber orientations, thickness variations, and residual stresses …

Thermomechanical Modeling In Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing Using Graph Theory: Application To Prediction Of Recoater Crash, Md Humaun Kobir

Department of Mechanical and Materials Engineering: Dissertations, Theses, and Student Research

This work pertains to the laser powder bed fusion (LPBF) additive manufacturing process. The objective of this thesis is to predict a frequently occurring type of thermal-induced process failure in LPBF called recoater crash. To ascertain the likelihood of a recoater crash before the part is printed, we develop and apply a computationally efficient thermomechanical modeling approach based on graph theory.

Despite its demonstrated ability to overcome the design and processing constraints of conventional subtractive and formative manufacturing, the production-level scaleup of LPBF is hindered by frequent build failures. For example, the part often deforms as it is being printed …

Development Of Novel Battery Materials For Lithium-Ion Batteries And Beyond, Jiyu Cai

Graduate Theses and Dissertations

As fossil fuels are depleting and causing environmental issues, it becomes imperative to widely implement renewable energies (e.g., solar and wind power). In this context, electrical energy storage (EES) systems are essential to accommodate the intermittent supply and uneven distribution of renewable energies. To this end, high-energy-density EES devices are highly demanded, such as rechargeable batteries. This dissertation presents my efforts in developing novel battery materials for lithium-ion batteries (LIBs), sodium-ion batteries (SIBs), and solidstate lithium batteries (SSLBs). These efforts include electrochemical evaluations of battery materials, surface modifications of electrodes via atomic layer deposition (ALD), and advanced characterizations of batteries …

Phase-Field Modeling Of The Polymer Membrane Formation Process For Micro- And Ultra-Filtration, Michael Rosario Cervellere

Graduate Theses and Dissertations

Porous polymer membrane filters are widely used in separation and filtration process. Micro- and ultra-filtration membranes are commonly used in biopharmaceutical applications such as filtering viruses and separating proteins from a carrier solution. The formation of these membrane filters via phase inversion is a complex and interconnected process where varying casting conditions can have a wide variety of effects on the final membrane morphol- ogy. Tailoring membrane filters for specific performance characteristics is a tedious and time consuming process. The time and length scales of membrane formation make it extremely difficult to experimentally observe membrane formation. Modeling the membrane formation …

Influence Of Extracellular Matrix Stiffness And Topography On Neuronal Cell Behavior And Neurite Outgrowth, Mohan Yasodharababu

Graduate Theses and Dissertations

The focus of regeneration therapy for traumatic brain injuries and Alzheimer's disease is on the promotion and growth of neuronal cells. In vitro research attempts to improve this by modifying the stiffness and topography of the extracellular matrix (ECM). However, the limitations of in vitro experiments make it difficult to control the individual factors influencing neuronal cell growth. A computational model can be used to decouple individual factors and study them individually to gain a better understanding of the mechanics between the neuronal cell and ECM, which will aid in the design of in vitro experimental studies.

This study develops …