Engineering Mechanics Commons^™

Friction Predication On Pin-To-Plate Interface Of Ptfe Material And Steel, Zhuming Bi, Donald W. Mueller

Friction

In this paper, the friction behavior at a pin-to-plate interface is investigated. The pin and plate are made of Polytetrafluoroethylene (PTFE) and steel, respectively, and there is a reciprocating motion at the interface. Governing mathematical models for the relations of design variables and frictions are investigated, and a general procedure is proposed to solve the developed models and predict the friction forces at the interface subjected to given test conditions. Novel models have been developed to represent intrigued friction behaviors affected by various factors such as pin geometrics and finishes, lubrication conditions, and reciprocating speed. The test data from experiments …

Significant Friction Reduction Of High-Intensity Pulsed Ion Beam Irradiated Wc-Ni Against Graphite Under Water Lubrication, Gaolong Zhang, Yuechang Wang, Ying Liu, Xiangfeng Liu, Yuming Wang

Friction

Two types of commercial WC-Ni samples were irradiated with the High-intensity pulsed ion beam (HIPIB). Both the surface characteristics and tribo-characteristics of the non-irradiated and irradiated WC-Ni samples, sliding against graphite under water lubrication, were compared. Quite low steady friction coefficients (approximately of 0.02) of the irradiated WC-Ni were observed. The surface topographies and components were investigated. The quite low friction of the irradiated WC-Ni samples was ascribed to the higher fluid retention capability of the latter and the tribofilm formed during sliding.

Metal-Containing Nanomaterials As Lubricant Additives: State-Of-The-Art And Future Development, Igor E. Uflyand, Vladimir A. Zhinzhilo, Victoria E. Burlakova

Friction

This review focuses on the effect of metal-containing nanomaterials on tribological performance in oil lubrication. The basic data on nanolubricants based on nanoparticles of metals, metal oxides, metal sulfides, nanocomposities, and rare-earth compounds are generalized. The influence of nanoparticle size, morphology, surface functionalization, and concentration on friction and wear is analyzed. The lubrication mechanisms of nanolubricants are discussed. The problems and prospects for the development of metal-containing nanomaterials as lubricant additives are considered. The bibliography includes articles published during the last five years.

Experimental Study On The Tribo-Chemical Smoothening Process Between Self-Mated Silicon Carbide In A Water-Lubricated Surface-Contact Reciprocating Test, Le Jin, Herbert Scheerer, Georg Andersohn, Matthias Oechsner, Dieter Hellmann

Friction

Silicon carbide (SiC) can be tribo-chemically smoothened during a self-mated sliding procedure in the aqueous environment. As well reported in the point-contact tests, this smoothening process works well due to the abundant water as oxidant. After this smoothening process, the tribo-surface is well polished, a closely mated tribo-gap naturally forms, and an ultra-low friction state is built. However, water in the tribo-gap could be insufficient in industrial applications, e.g., the seal gap in mechanical seals. In this study, the tribo-chemical smoothening behavior in such environment was researched. A surface-contact reciprocating test was used to simulate the aqueous environment where water …

Water-Based Superlubricity In Vacuum, Chen Xiao, Jinjin Li, Lei Chen, Chenhui Zhang, Ningning Zhou, Tao Qing, Linmao Qian, Jiyang Zhang, Jianbin Luo

Friction

This study achieved water-based superlubricity with the lubrication of H3PO4 solution in vacuum (highest vacuum degree <10-4 torr) for the first time by performing a pre-running process in air before running in vacuum. The stable water-based superlubricity was sustainable in vacuum (0.02 torr) for 14 h until the test was stopped by the user for non-experimental factor. A further analysis suggested that the superlubricity may be attributed to the phosphoric acid-water network formed in air, which can efficiently lock water molecules in the liquid lubricating film even in vacuum owing to the strong hydrogen bond interaction. Such capability to lock water is strongly affected by the strength of hydrogen bond and environmental conditions. The realization of water-based superlubricity with H3PO4 solution in vacuum can lead to its application in space environment.

Tribological Performance Of Novel Nickel-Based Composite Coatings With Lubricant Particles, Ignacio Tudela, Andrew J. Cobley, Yi Zhang

Friction

The present study is focused on the evaluation of the tribological performance of novel Ni/hBN and Ni/WS2 composite coatings electrodeposited from an additive-free Watts bath with the assistance of ultrasound. Lubricated and non-lubricated scratch tests were performed on both novel composite coatings and on standard Ni deposits used as a benchmark coating to have an initial idea of the effect of the presence of particles within the Ni matrix. Under lubricated conditions, the performance of the Ni/hBN composite coating was very similar to the benchmark Ni coating, whereas the Ni/WS2 behaved quite differently, as the latter did not only show …

Numerical Analysis Of Time-Varying Wear With Elastic Deformation In Line Contact, Wanglong Zhan, Ping Huang

Friction

Wear is an important factor for failures of mechanical components. Current research on wear is mainly focused on experiments while the numerical simulation of wear is hardly used owing to the complexities of the wear process. Explaining the effect of friction on the wear process is important, as it will lead to a deeper understanding of the evolution of wear. This study proposed a numerical method to expound the wear process in the contact between an elastic cylinder and a half-space simulating the ring-block tester. There are two difficulties during the calculation; one is that the contact shapes vary with …

Me-Em 2019-20 Annual Report, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering Annual Reports

Table of Contents

• Element 1
• Element 2
• Element 3
• Element 4
• Enrollment & Degrees
• Graduates
• Department
• Alumni
• Donors

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

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

Open-Source Digitally Replicable Lab-Grade Scales, Benjamin R. Hubbard, Joshua M. Pearce

Michigan Tech Publications, Part 1

This study provides designs for a low-cost, easily replicable open-source lab-grade digital scale that can be used as a precision balance. The design is such that it can be manufactured for use in most labs throughout the world with open-source RepRap-class material extrusion-based 3-D printers for the mechanical components and readily available open-source electronics including the Arduino Nano. Several versions of the design were fabricated and tested for precision and accuracy for a range of load cells. The results showed the open-source scale was found to be repeatable within 0.05 g with multiple load cells, with even better precision (0.005 …

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 …

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 …

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 …

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 …

ผลกระทบของมุมของหลุมจุลภาครูปร่างสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดในการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อ, ธนภัทร ชุนฟ้ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้แบ่งออกเป็นสองวัตถุประสงค์หลัก วัตถุประสงค์แรกเป็นการศึกษาผลกระทบของมุมของหลุมจุลภาครูปร่างทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดทั้ง 3 รูปร่างคือ มุมแหลม (66 องศา) มุมด้านเท่า (90 องศา) และมุมป้าน (106 องศา) ต่อการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อสำหรับการเลี้ยงที่ใช้การไหลแบบต่อเนื่อง โดยแต่ละหลุมจุลภาควางเรียงชิดกันเพื่อลดพื้นที่ว่างไม่ให้เซลล์ไปเกาะหรือเกิดการสูญเสียเซลล์ไป ในบริเวณก้นหลุมจุลภาคมีทรงกระบอกรัศมี 450 ไมโครเมตร ติดตั้งอยู่ ซึ่งเป็นตำแหน่งที่จะเกิดการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อขึ้น และทำให้ความลึกรวมทั้งหมดของหลุมจุลภาคเท่ากับ 550 ไมโครเมตร ในการทดลองได้ใช้อัตราการไหลเท่ากับ 10 ไมโครลิตรต่อชั่วโมง ทั้งจากผลการคำนวณ และผลการทดลองพบว่า ในกรณีหลุมจุลภาคที่มีมุม 66 องศา ของไหลที่ไหลผ่านหลุมมีการเบี่ยงเบนทิศทางเข้าสู่กึ่งกลางหลุมมากกว่าหลุมแบบอื่น และน่าจะทำให้เกิดการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อของเซลล์ลำบาก เพราะถูกรบกวนจากของไหลค่อนข้างสูง ในกรณีหลุมจุลภาคที่มีมุม 90 องศา ของไหลมีการเบี่ยงเบนทิศทางเข้าสู่กึ่งกลางลดลง ทำให้มีการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อหลุมจุลภาคมีมุม 106 องศา ของไหลมีการเบี่ยงเบนทิศทางเข้าหากึ่งกลางหลุมน้อยลงมาก ทำให้เซลล์บางส่วนไม่ถูกพัดพามารวมกันที่บริเวณก้นหลุมทรงกระบอก โดยเซลล์บางส่วนติดอยู่บนบริเวณผนังด้านข้าง ทำให้การสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อลดต่ำลง ดังนั้นผลการศึกษาจึงบ่งชี้ว่าหลุมจุลภาคทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดมุม 90 องศา มีความเหมาะสมที่สุดในการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อ นอกจากนั้น ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นด้วยว่าอัตราการรอดชีวิตของเซลล์มีแนวโน้มดีกว่าหลุมจุลภาคแบบอื่นอีกด้วย วัตถุประสงค์ที่สองคือการสร้างระบบของไหลจุลภาคที่ใช้ต้นทุนต่ำ และรวดเร็ว โดยการสร้างแม่พิมพ์ด้วยการพิมพ์สามมิติด้วยเรซิ่น สำหรับการพิมพ์สามมิติจะทำให้สร้างแม่พิมพ์ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนมากได้ แต่ขนาดที่เล็กสุดยังจำกัดอยู่ และความแข็งแรงทางกล และความทนทานต่อความร้อนไม่ดีนัก อย่างไรก็ตาม วิธีการที่พัฒนาที่ขึ้นสามารถใช้งานได้ดีในการหล่อสารพอลิไดเมทิลซิโลเซนสำหรับระบบของไหลจุลภาค ซึ่งใช้งานอย่างมากในงานวิจัยทางด้านนี้

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

การใช้หุ่นยนต์หลายตัวทำงานผ่านระบบเครือข่ายเพื่อขนส่งแผงโซล่าเซลล์, จิราภา ธีรศรัณย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ระบบหุ่นยนต์หลายตัวส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานหรือถูกนำมาใช้เมื่อไม่สามารถทำงานด้วยหุ่นยนต์ตัวเดียวได้ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้กล่าวถึง ระบบหุ่นยนต์หลายตัวสำหรับขนส่งแผงโซล่าเซลล์ที่มีขนาดใหญ่ซึ่งไม่สามารถขนส่งด้วยหุ่นยนต์ตัวเดียวได้ ซึ่งจะเป็นการขนส่งโดยใช้หุ่นยนต์ 2 ตัวในการขนส่ง หุ่นยนต์แต่ละตัวนั้นจะเคลื่อนที่อยู่ภายในรางและเคลื่อนที่ในแนวตรง การควบคุมการเคลื่อนที่ระหว่างหุ่นยนต์เป็นการควบคุมความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ให้อยู่ในระดับเดียวกันผ่านการวัดมุมที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ 2 ตัวด้วยการติด Encoder วัดมุมด้านบนตัวหุ่นยนต์ที่อุปกรณ์จับแผงโซล่าเซลล์ การควบคุมดังกล่าวจะช่วยลดระยะความต่างของระยะห่างที่หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามกัน นอกจากนี้ระบบหุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาระบบการสื่อสารไร้สายด้วยเครือข่ายไร้สาย Mesh network เพื่อช่วยพัฒนาการเคลื่อนที่ให้ดียิ่งขึ้นด้วยการส่งข้อมูลสถานะการเคลื่อนที่เพื่อให้หุ่นยนต์ทั้ง 2 ตัวรับทราบการเคลื่อนที่ ณ เวลานั้น ๆ และจากการทดลองทั้งหมดพบว่า ระยะที่หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามกันมีระยะไม่เกิน 3 เซนติเมตร