Engineering Mechanics Commons^™

Me3329 Modular Phonograph Gearbox, Garrett Andrik Leighton, Preston Robert Hupe, Gavin Carter Ebner, Andrew Renato Reyes

Mechanical Engineering

The Mechanical Engineering Department at California Polytechnic State University, San Luis Obispo (Cal Poly), seeks to develop a laboratory tool allowing students to reinforce concepts of gears for Mechanical Systems Design (ME329). Some current laboratories do not provide students with hands-on interaction, and the department lacks equipment and documentation to support a standardized lab. With ME329 expanding from ten to fifteen weeks, there is an opportunity to create a physical gearbox design lab allowing students to reinforce lecture material in engaging ways, while standardizing student learning. This senior project is presented and sponsored by Professor Alan Zhang. It will be …

Effect Of The Stacking Sequence And Number Of Ply Orientation In A Quasi-Isotropic Laminated Plate On In-Plane Shear Modulus And Failure Modes, Ann Larson

Master's Theses

Maximizing the shear modulus and strength, as well as predicting failure mode and location, when designing a stacking sequence of quasi-isotropic carbon fiber laminated plates is essential to predict stability, resistance to deformation, and overall stiffness of the structure. This research investigates the effect of the stacking sequence of quasi-isotropic laminated composite plate materials in accordance with ASTM D5379: Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Beam Method.

In this research, experimental testing and Finite Element Analysis (FEA) were first used on aluminum to validate the simulation process before applying it to composite materials. The …

An Analytical Framework For Quantifying Urban And Community Resilience To Natural Hazards From Cell-Phone Gps-Location And Traffic-Flow Data, Georgios Chatzikyriakidis

Civil and Environmental Engineering Theses and Dissertations

Urban areas are increasingly exposed to natural hazards while accommodating a growing share of the global population, yet a consistent science-based framework for quantifying urban and community resilience remains lacking. This dissertation develops a physics-based analytical framework grounded in statistical mechanics and the quantitative theory of Brownian motion. A city is conceptualized as a complex medium in which citizens move analogously to Brownian particles within a viscoelastic environment, influenced by socioeconomic interactions and infrastructure functionality.

A central premise is that urban resilience, interpreted as engineering resilience (an outcome), can be quantified through a single metric: the mean-square displacement MSD=⟨r²(t)⟩, of …

Critical Parameters Controlling Oxide Scale Formation And Hydro-Descaling Efficiency During Steelmaking, Tochukwu Princewill Ojiako

Doctoral Dissertations

In modern steelmaking, cast slabs are exposed to high-temperature oxidizing environments during secondary cooling, reheating, and hot rolling, resulting in the formation of multilayer oxide scales on the steel surface. These scales interact with mold-flux residues originating from the casting process (CC). The morphology, chemistry, and adhesion of oxide scale strongly influence its removability during high-pressure hydraulic descaling and ultimately determine the surface quality of hot-rolled products. However, the mechanistic relationship between oxide scale evolution, scale-steel interfacial structure, and hydraulic descaling performance remains poorly understood.

This dissertation investigates oxide scale formation, modification, and removal in low-carbon thin-slab steels produced by …

Expansion Limits Of Meshed Split-Thickness Skin Grafts, Haomin Yu

McKelvey School of Engineering Graduate Student Theses & Dissertations

Split-thickness skin grafts are widely used to treat chronic wounds. Procedure design requires surgeons to predict how much a patch of the patient's own skin expands when it is meshed with rows of slits and stretched over a larger wound area. Accurate prediction of graft expansion remains a challenge, with current models overestimating the actual expansion, leading to suboptimal outcomes. Inspired by the principles of mechanical metamaterials, we developed a model that distinguishes between the kinematic rearrangement of structural elements and their stretching, providing a more accurate prediction of skin graft expansion. Our model was validated against extensive data …

Electron Beam Irradiation Effects On Bulk Metals And High Entropy Alloys (Crmnv And Crmntiv) And The Synthesis And Characterization Of Irradiation-Induced Damage In Polycrystalline Metal And High Entropy Alloy Thin Films, Najmin Ara Sultana

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

Accelerator beam exit windows are designed to withstand intense radiation and mechanical stress while preserving beam transmission and structural integrity. This dissertation explores the structural and mechanical responses of pure metals and high-entropy alloys (HEAs), in both bulk and thin-film forms, under high-dose electron beam (e-beam) irradiation to identify optimal materials for next-generation accelerator exit windows. Monte Carlo simulations using FLUKA, conducted at Jefferson Lab, revealed that amongst Ni, Ti, Cr, and V, Ni exhibits the highest power dissipation, while Ti depicts the lowest power dissipation, with Cr and V demonstrating intermediate characteristics. Bulk polycrystalline (PC) and single-crystalline (SC) samples …

Design And Optimization Of Aquaculture Gear: Development Of A Cage-Integrated Reeling Mechanism For Oyster Farming, Felicity Bryant

Honors Theses

This project encompasses the design, fabrication, and testing of a cage-integrated reeling system aimed at reducing the physical labor required in oyster aquaculture at Bama Bay Oyster Farm, the last operational oyster farm in Mobile Bay. The proposed system includes two primary components: lightweight, modular oyster cages and a dual-winch reeling device for automated retrieval. Three cage prototypes—rectangular, oval, and hexagonal—were evaluated for structural performance and fabrication feasibility. The oval design was ultimately excluded due to practical fabrication limitations. The rectangular and hexagonal designs were fabricated using recycled materials and tested under the most extreme environmental conditions derived from years …

Experimental And Theoretical Fracture Analysis Of Additively Manufactured Orthotropic V-Notches, Venkata Siva Sainath Bavapuram

Theses and Dissertations

This study presents a comprehensive investigation into the fracture behavior of additively manufactured orthotropic V-notched components made of Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) material. The research integrates both theoretical and finite element approaches to evaluate stress intensity factors (SIFs) in Modes-I and II, which are fundamental in characterizing stress field distributions around notches under applied loading conditions. Unlike isotropic materials, where stress fields depend only on geometry of the component, the anisotropic nature of 3D-printed ABS introduces a dependency on material properties that necessitate different approaches to include anisotropy of the material.

Tensile specimens are 3D-printed with specific material orientations to …

Innovative Design Methodology For Durable Open-Graded Friction Course Asphalt Mixtures, Anas Abualia

LSU Doctoral Dissertations

Open-graded friction course (OGFC) is a thin asphalt mixture surface layer with a high percentage of coarse aggregates and high interconnected air voids, which provides improved skid resistance, visibility, and decreased pavement-tire noise. However, construction personnel at DOTD reported that conventional OGFC mixtures have short service life (raveling distress). Further, their structural contribution to the pavement structure is commonly neglected and designed only for functionality purposes.

The objective of this study was to develop a rational mix design methodology to improve the durability of OGFC asphalt mixtures. Specific objectives are to: (1) conduct a rheological and chemical characterization of polymer-, …

Treating Ground Water For Agricultural And Individual Consumption, Gabby Miller, Bronson Scott, Michael Clawson

Biomedical Engineering

This project, conducted in collaboration with Cal Poly seniors and Da Vinci High School students, aims to develop a solar-powered groundwater purification system. This system is designed to provide clean water for agricultural use and individual consumption, addressing the growing concerns of groundwater contamination and accessibility needs. The final prototype integrates a gravity filtration system combined with chemical purification, utilizing aluminum sulfate and chlorine to remove particulates, bacteria, and organic compounds.

The research phase involved an extensive review of groundwater contamination issues, existing filtration technologies, and market analysis. Key design constraints included cost-effectiveness, ease of maintenance, and minimal energy consumption, …

Development Of Microfluidic Device To Monitor The Contamination In Drinking Water Using Impedance Spectroscopy, Pornpipat Oupchan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Microplastic contamination is a growing concern, as microplastics have been found in brain tissue and can enter the body through consumption. The objective of this research is to develop a microfluidic device to monitor microplastic particles by using electrical impedance spectroscopy principles. The device operates based on a flow-through principle. The configuration of electrode consists of copper-based cylindrical electrode with diameter of 300 micrometer and a center-to-center spacing of 2000 micrometer. The electrodes are designed to be replaceable. The microchannel has a rectangular cross-section with a width of 2000 micrometer and a height of 1000 micrometer. The microfluidic device was …

การทำความเย็นส่วนบุคคลโดยใช้วัสดุเปลี่ยนสถานะสำหรับบุคลากรที่สวมใส่ชุดป้องกันการติดเชื้อส่วนบุคคล, พรพุทธ วิสุทธิวัชรกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ชุดป้องกันส่วนบุคคล (PPE) เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยลดความเสี่ยงในการติดเชื้อของบุคลากรทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม การสวม PPE เป็นเวลานาน โดยเฉพาะในสภาพอากาศร้อนและชื้นอย่างประเทศไทย มักนำไปสู่การกักเก็บความร้อนในร่างกาย การระบายความร้อนลดลง และเกิดความไม่สบาย ความเหนื่อยล้า รวมถึงภาวะเครียดจากความร้อน งานวิจัยนี้จึงได้พัฒนาแบบจำลองชีวความร้อนอย่างง่าย (simplified bioheat model) โดยอ้างอิงโครงสร้างแบบจำลองแบบ passive ของ Fiala และเสริมด้วยการตอบสนองทางสรีรวิทยาแบบ active ที่จำเป็น เพื่อใช้ทำนายอุณหภูมิของร่างกายและประเมินความสบายทางความร้อนเมื่อสวม PPE ร่วมกับการระบายความร้อนด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Material: PCM) ผลการตรวจสอบความถูกต้องเทียบกับแบบจำลองอ้างอิงของ Fiala แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นมีความแม่นยำดี โดยมีความคลาดเคลื่อนของอุณหภูมิอยู่ภายใน ±0.2°C นอกจากนี้ผลการจำลองยังพบว่า PCM สามารถลดความเครียดจากความร้อนและเพิ่มความสบายทางความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในช่วง 60 นาทีแรกของการทำงาน แม้ว่าประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อ PCM หลอมละลายเต็มที่ก็ตาม ข้อจำกัดของงานวิจัยนี้ คือ แบบจำลองตั้งอยู่บนสมมติฐานของสภาวะอากาศร้อน (เริ่มต้นที่ 30°C) ทำให้ยังไม่สามารถแทนสภาวะอากาศเย็นได้อย่างสมบูรณ์ อีกทั้งไม่ได้พิจารณาการตอบสนองทางสรีรวิทยาระยะยาว เช่น ภาวะขาดน้ำ ความเหนื่อยล้า หรือความเครียดเชิงกลจากน้ำหนัก PCM ที่เพิ่มขึ้น ถึงแม้จะมีข้อจำกัดดังกล่าว แบบจำลองนี้ยังคงสามารถทำนายอุณหภูมิร่างกายและค่าความรู้สึกทางความร้อนแบบพลวัต (DTS) ได้อย่างมีประสิทธิภาพก่อนการใช้งานจริง จึงสามารถนำไปใช้เป็นเครื่องมือช่วยวางแผนระยะเวลาการทำงานที่ปลอดภัย และช่วยกำหนดปริมาณ รวมถึงตำแหน่งการติดตั้ง PCM ที่เหมาะสม ผลลัพธ์จากงานวิจัยนี้สามารถเป็นฐานข้อมูลสำคัญสำหรับการออกแบบชุด PPE ที่ปลอดภัย และช่วยลดภาระความร้อนสำหรับบุคลากรทางการแพทย์ในสภาพแวดล้อมร้อนชื้นได้ดียิ่งขึ้น

Phase-Field Method Of Fracture In Fiber-Reinforced Polymer Composites: Theory, Modeling, And Validation, Akash Kumar

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Fiber-reinforced polymer composites (FRPCs) are widely used in aerospace, automotive, and civil engineering due to their high specific strength, stiffness, and durability. However, their anisotropic and heterogeneous nature makes fracture prediction challenging, with damage modes classified as intralaminar failure (matrix cracking, fiber breakage, fiber-matrix debonding) and interlaminar delamination. Delamination, driven by weak through-thickness strength and high interlaminar stresses, is a predominant failure mechanism in FRPCs. While cohesive zone models (CZMs) are commonly used for delamination, they are computationally expensive and inefficient for capturing intralaminar fractures where crack paths are unknown. To address this, we developed a unified phase field-based cohesive …

Identification Of Corrosion Damage, Vibration, And Loose Conections In Aircraft Data Transmission Lines Using Reflected And Transmitted Signals; Formulation Of Vegetable Oil-Based Nanofluids As Cutting Fluids For Mql Machining, Saidanvardzhon Valiev

Doctoral Dissertations

This research presents a novel Frequency Domain Transmitometry (FDT) method that uses transmitted signals (S21) to detect and characterize aircraft data transmission lines (ADTL) corrosion damage without additional reflectometry circuitry. Corrosion experiments were conducted according to ASTM G85-A5 over 14 weeks. Combined FDT and reflected signals (S11) analyses revealed distinct three-peak signatures associated with damage and corrosion. The square root of the Area Under the Curve (AUC) of the FDT damage peak and the Full Width at Three-Quarter Maximum (FW3QM) of the S11 damage peak is correlated with corrosion propagation depth and width. S11 signals were further used for vibration …

Influence Of Hygrothermal Conditions Of The Bistability Of Asymmetric Carbon Fiber Laminate Composites, Celia Hill

All Theses

Carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) laminates have widespread use in many industries because of their exceptional strength-to-weight ratio. Carbon fiber laminates following an asymmetric layup orientation can exhibit bistability meaning the laminate can exist at two stable geometric configurations. The morphing characteristics of bistable CRFP has a growing level of interest because of its potential in various applications including space aircraft structures for easy repair, automotive structures for energy dissipation and ergonomics, robotics for flexible motion and energy harvesting. Existing research shows that both moisture and temperature affect the material properties and behavior of CFRP laminates, however, the influence of moisture …

Greek Key-Inspired Fractal Metamaterials With Enhanced Flexibility And Energy Absorption., Zhennan Zhang

Electronic Theses and Dissertations

Architected materials with intricate three-dimensional (3D) geometries offer unique properties and functionalities but face challenges in manufacturing costs and complexity. This research explores the integration of simple 2D Greek Key-inspired lattices into fractal designs to achieve exceptional mechanical performance. Using 3D printing and kerfing, these fractal structures demonstrate enhanced flexibility and energy absorption capabilities. Through three-point bending and in-plane tensile tests, the 2D fractal lattices exhibited a 600-fold reduction in bending force and a tensile stretch capacity of up to 520%, significantly outperforming brittle parent materials. Out-of-plane compression tests revealed a five-fold increase in energy absorption compared to honeycomb structures, …

3d Printed Microfluidic Fabrication Methodology, Characterization, Mechanical Design, And Applications In Electrostatic Artificial Muscles And Benthic Microbial Fuel Cells, Terak B. Hornik

Master's Theses

The fabrication of microfluidic devices often requires specialized methods. The development of these methods requires careful characterization and understanding of the processes involved. Using primarily PolyJet 3D printing technology, microfluidics offers a wide scope of applications such as microfluidic benthic microbial fuel cells (MBMFCs) and electrostatic artificial muscles. MBMFCs benefit from the confinement of the microbes resulting in close proximity between the electrode and the organisms. Using a modular design called the Sponge, assembly and upscaling is possible. Electrostatic artificial muscles benefit from a microfluidic approach due to the non-linearity of electrostatic attraction creating disproportionate benefits when miniaturized. When designed …

Intrinsic Manipulation Of Microstructure And Strength Of Ice-Templated Lithium Titanate, Rohan Parai

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

This dissertation focuses on developing a fabrication landscape first time ever for directionally porous lithium titanate (LTO) materials using ice-templating technique. Ice-templating, a promising fabrication technique for porous ceramics, enables the formation of sintered structures with anisotropic pores that are aligned to improve mechanical stability of materials.

The work presented in this dissertation addresses advancements in tuning the porosity, strength, and microstructural characteristics of ice-templated LTO materials through adjustments of intrinsic variables, including sucrose as a water-soluble additive, variations in freezing front velocity, solute concentration, and solid loading. First, this study demonstrated that adding sucrose in LTO suspensions increased the …

The Planning Strategy For Electric Vehicle Charging Stations In The Road Transportation Network Synchronized With The Distribution Network, Muthukannan S

Theses and Dissertations

Electric vehicles (EVs) are recognized as a potentially effective solution to the environmental crisis and fuel deficit that modern metropolises are currently experiencing. Meanwhile, the expansion of EVs and their haphazard charging would negatively affect the road transportation network (RTN) as well as the electric distribution network (EDN). The proper infrastructure for the electric vehicle charging station (EVCS) will enhance the effective utilization of energy of both the networks.

This research work proposes a two-phase planning strategy for deploying Electric Vehicle Charging Stations (EVCS), considering both static and dynamic factors. The strategy uses a hybrid PSO-DS algorithm which is a …

Blade Design And Validation Of Hydrokinetic Turbine To Harvest Water Current Energy, Setare Sadeqi

LSU New Orleans Theses and Dissertations

The innovative aspect of this research lies in the careful integration of cutting-edge technologies throughout the entire process of designing, fabricating, and testing the carbon fiber propeller for the 3-bladed horizontal axis ocean current turbine (OCT). SolidWorks software played a pivotal role in the initial design phase, enabling a meticulous and precise modeling of the propeller's geometry. The utilization of SolidWorks allowed for a detailed exploration of various design parameters, ensuring that the propeller's structure and form were optimized for performance in ocean current conditions. Moving beyond the realm of virtual design, the choice of carbon fiber as the fabrication …

Towing Tank Trials Of Hydrokinetic Turbine Scale Model To Support Marine Energy System Verification, Shahab Rouhi

LSU New Orleans Theses and Dissertations

In response to the escalating demand for sustainable energy solutions and the critical reevaluation of conventional fossil fuels due to environmental concerns, this dissertation embarks on a comprehensive exploration of hydrokinetic energy as a promising alternative. The study delves into the underexplored domain of hydrokinetic energy, leveraging innovative methodologies for effective utilization and harnessing, particularly through the development and investigation of hydrokinetic turbines.

In the realm of hydrokinetic energy conversion, our research has exclusively concentrated on horizontal-axis turbines, distinct from other turbine configurations. Noteworthy is the adaptation of a conventional horizontal-axis wind turbine for water currents, revealing enhanced performance through …

Cal Poly Fluid Power Vehicle Challenge 2024, J. Mason Gray, Ryan D'Amour, Alberto Acho Lopez, Christian Ferrandino, Johnathan Dietz

Mechanical Engineering

In this Final Design Review, the Cal Poly Fluid Power Vehicle Team competed in Norgren’s 2024 Fluid Power Vehicle Challenge. The design need of the competition was for college teams to compete with human-powered, hydraulic-driven vehicles in an endurance race, a sprint race, an efficiency race, and a regenerative power race. The competition need was to design a vehicle to win in as many races as possible, achieving the highest overall score and winning the competition. With a design emphasis on the endurance and sprint race, the Cal Poly team designed a fluid power system that fastened to a purchased …

Numerical Simulation Of Laser Induced Elastic Waves In Response To Short And Ultrashort Laser Pulses., Alireza Zarei

All Dissertations

In an era of intensified market competition, the demand for cost-effective, high-quality, high-performance, and reliable products continues to rise. Meeting this demand necessitates the mass production of premium products through the integration of cutting-edge technologies and advanced materials while ensuring their integrity and safety. In this context, Nondestructive Testing (NDT) techniques emerge as indispensable tools for guaranteeing the integrity, reliability, and safety of products across diverse industries.

Various NDT techniques, including ultrasonic testing, computed tomography, thermography, and acoustic emissions, have long served as cornerstones for inspecting materials and structures. Among these, ultrasonic testing stands out as the most prevalent method, …

A Study On High-Frequency Bending Fatigue, Microhardness, Tensile Strength, And Microstructure Of Parts Made Using Atomic Diffusion Additive Manufacturing (Adam) And Additive Friction Stir Deposition (Afsd), Hamed Ghadimi

LSU Doctoral Dissertations

This dissertation reports the findings of several studies on the mechanical and microstructural properties of parts made using atomic diffusion additive manufacturing (ADAM) and additive friction stir deposition (AFSD). The design of a small-sized bending-fatigue test specimen for an ultrasonic fatigue testing system is reported in Chapter 1. The design was optimized based on the finite element analysis and analytical solution. The stress–life (S–N) curve is obtained for Inconel alloy 718. Chapter 2 presents the findings of ultrasonic bending-fatigue and tensile tests carried out on the ADAM test specimens. The S-N curves were created in the very high-cycle fatigue regime. …

Balsa Bridge, Caleb T. Lovett

All Undergraduate Projects

The problem presented throughout this report was to create a small-scale bridge made entirely out of balsa wood and glue, that could withstand substantial force, as well as perform a lifting/lowering cycle. Other requirements associated with the bridge were properties of weight, deflection, size, and shape. This problem presented a challenge that tested the mathematical side of engineering, being strongly reliant on statics, mechanics of materials, and mechanical design analyses.

To approach this problem, the first step was to complete in depth calculations of the chosen design. With this done, manufacturing and assembly was able to be completed. With a …

Experimental And Finite Element Investigation Of Shear Transfer Mechanisms And Capacity Of Continuous Post-Tensioned Concrete Beams In One-Way Slab Buildings, Suman Rijal

Civil Engineering Theses - Archive

This study investigates the shear behavior and resistance mechanisms of continuous post-tensioned beams commonly used in one-way slab buildings. Combining experimental and analytical methods, the research focuses on the targeted failure regions of prestressed and non-prestressed continuous beams to gain deeper insights into their shear behavior. The large-scale specimens used in this study featured realistic parabolic tendon profiles and an average prestress level comparable to that used in actual construction. The experimental program includes three test series, with beam designs and setups refined for each series based on observations of shear crack development and progression in the preceding series. This …

การประเมินอายุความล้าของตะไบทางทันตกรรมแบบหมุนโดยวิธีทดสอบชิ้นงานร่วมกับระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, กิตติพงษ์ สุดจินดา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ตะไบทันตกรรมเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการรักษาคลองรากฟันเพื่อคงสภาพฟันไว้โดยไม่ต้องถอนออก ระหว่างการรักษา ตะไบเหล่านี้จะรับภาระแบบวัฏจักร ระหว่างภาระดึงและภาระอัด การใช้งานตะไบเกินกว่าขีดจำกัดความล้าของวัสดุ อาจทำให้เกิดการแตกหักจากความล้า โดยไม่มีสัญญาณให้เห็นล่วงหน้า ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของการรักษา วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างเส้นโค้งความเค้น-อายุการใช้งาน และแบบความเครียด-อายุการใช้งาน เพื่อใช้ในการทำนายอายุความล้าของตะไบภายใต้สภาพความโค้งของคลองรากฟันที่แตกต่างกัน โดยไม่ต้องทราบคุณสมบัติความล้าของวัสดุตะไบ และเพื่อเปรียบเทียบความแม่นยำของเส้นโค้งทั้งสอง ในการดำเนินการ ได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อจำลองพฤติกรรมทางกลของตะไบ และประเมินค่าแอมพลิจูดความเค้นและความเครียดจากตะไบในคลองรากฟันอย่างง่าย 8 ลักษณะความโค้ง จากนั้นทำการทดสอบความล้าดัดในคลองรากฟันแบบเดียวกันเพื่อเก็บข้อมูลอายุความล้า ข้อมูลที่ได้ถูกนำไปหาเส้นโค้งตัวแทนของข้อมูลด้วยสมการของ Basquin และ Coffin-Manson เพื่อสร้างเส้นโค้งความเค้น-อายุความล้า และความเครียด-อายุความล้า นอกจากนี้ยังได้ตรวจสอบความแม่นยำและความสอดคล้องของเส้นโค้งที่พัฒนาขึ้น โดยใช้ข้อมูลจากการทดสอบตะไบในคลองรากฟันที่มีลักษณะความโค้งแบบตัวเอส จำนวน 6 ลักษณะ ที่มีระดับแอมพลิจูดความเค้นและความเครียดต่างจากข้อมูลก่อนหน้า ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเส้นโค้งความเครียด-อายุการใช้งาน สามารถพยากรณ์อายุความล้าได้แม่นยำกว่า และสอดคล้องกับพฤติกรรมความล้าของตะไบมากกว่าเส้นโค้งความเค้น-อายุการใช้งาน) อย่างไรก็ตาม เส้นโค้งดังกล่าว สามารถใช้พยากรณ์ได้อย่างเหมาะสมเฉพาะในช่วงอายุความล้าที่ต่ำกว่า 2,500 รอบ ซึ่งแสดงถึงความจำเป็นในการศึกษาพฤติกรรมความล้าในรอบสูงเพิ่มเติมในอนาคต

Modeling For Electrical Performance Of The Bender-Typed Piezoelectric Energy Harvesters (Peh), Pheerawit Inpra

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The increasing demand for small, wearable, and low-power electronic devices has led to the need for compact and efficient energy sources. Energy harvesting systems designed for such applications are typically compact to ensure seamless integration with the devices or to serve as suitable replacements for conventional batteries. One of the most suitable systems for harvesting energy from human motion is the piezoelectric energy harvesters (PEH). It offers high energy density, supports a wide range of vibration frequencies, and comes in a small form factor, making it increasingly popular in various devices. As PEHs become increasingly prevalent in real-world applications, developing …

การศึกษาคุณลักษณะด้านการออกแบบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกชนิด 18650 ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานต่างกัน, ภูมิวริสส์ วงษ์ถาวร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิด 18650 ที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา และ วิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพ ทางไฟฟ้า และ ทางเคมีของเซลล์แบตเตอรี่ ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานที่แตกต่างกันรวมไปถึงการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ด้านการออกแบบของเซลล์แบตเตอรี่ และ สร้างความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ด้านการออกแบบ และ คุณสมบัติด้านต่าง ๆ กับ อัตราส่วนกำลังต่อพลังงาน ตัวอย่างเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอัตราส่วนของกำลังต่อพลังงานที่แตกต่างกัน 4 ตัวอย่าง ถูกนำมาวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ขนาดความกว้าง ความยาว และน้ำหนักของแบตเตอรี่ และวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้า ได้แก่ ความจุพลังงาน กำลังไฟฟ้า และความต้านทานภายใน ซึ่งวิเคราะห์โดยอ้างอิงตามมาตรฐาน IEC62660 โดยค่าอัตราส่วนของกำลังต่อพลังงานของเซลล์แบตเตอรี่ สามารถคำนวณได้จากการทดสอบดังกล่าว และมีค่าเรียงลำดับจากน้อยไปหามากดังนี้ 3.23 , 8.00 , 11.70 และ 12.97 W/Wh จากนั้นเซลล์แบตเตอรี่จะถูกแยกส่วนประกอบเพื่อวิเคราะห์ถึงลักษณะทางกายภาพของส่วนประกอบ ได้แก่ ความยาว ความหนาของขั้วอิเล็กโทรดและตัวรับกระแสไฟฟ้า ค่าการนำไฟฟ้าของขั้วอิเล็กโทรด และ โครงสร้างของขั้วอิเล็กโทรด กับ เยื่อเลือกผ่าน ได้แก่ ขนาดอนุภาคของวัสดุทำขั้ว และ ลักษณะสัณฐานวิทยาของเยื่อเลือกผ่าน ซึ่งจะถูกวิเคราะห์โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด รวมไปถึงวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมี โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีบนขั้วอิเล็กโทรด ซึ่งจากการวิเคราะห์พบว่า จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าสูง จะมีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานสูงกว่า มีแนวโน้มค่าความต้านทานภายในที่ต่ำกว่า และมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพพบว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าสูง จะมีความยาวของขั้วอิเล็กโทรดที่มากกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง แต่จะมีความหนา และขนาดของอนุภาคของขั้วอิเล็กโทรดน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง และจากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีบว่าแบตเตอรี่ที่ทำการทดสอบนั้นมีองค์ประกอบทางเคมีของขั้วแคโทด และ แอโนดเดียวกัน คือ NMC811 และ กราไฟต์ กับ ซิลิกอน

การเสริมการจำแนกภูมิประเทศด้วยการวิเคราะห์พืชพรรณ สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติภายนอกอาคาร, พัณณ์นิกา มุกด์สุวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยด้านการนำทางของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ การจำแนกภูมิประเทศในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งถือเป็นหัวข้อสำคัญ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความซับซ้อน เช่น พื้นที่ป่าไม้ ซึ่งมักเต็มไปด้วยโครงสร้างแข็ง พื้นที่ขรุขระ หลุมลึก และพืชพรรณที่ขึ้นอย่างหนาแน่น ความแม่นยำในการจำแนกภูมิประเทศจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสามารถเข้าใจสภาพแวดล้อมและนำทางผ่านพื้นที่ที่มีความท้าทายเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการจำแนกภูมิประเทศแบบเอชแอลดีวี (ความสูง-ระยะทาง-ความหนาแน่น-พืชพรรณ) ซึ่งเป็นการพัฒนาต่อยอดจากวิธีเอชแอลดี (ความสูง-ระยะทาง-ความหนาแน่น) แบบดั้งเดิม โดยเพิ่มคุณลักษณะเกี่ยวกับพืชพรรณ (v) เข้าไปในโมเดล จากเดิมที่ใช้เพียง 3 คุณลักษณะ ได้แก่ ความแตกต่างของความสูง (h) ระยะทาง (l) และความหนาแน่น (d) เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการระบุพื้นที่ปลอดภัยและพื้นที่อันตรายสำหรับหุ่นยนต์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ตัวจำแนกเอชแอลดีวีช่วยเพิ่มความสามารถของหุ่นยนต์ในการนำทางผ่านพื้นที่ที่ถูกปกคลุมด้วยพืชพรรณได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ฟังก์ชันแบบกฎยกกำลังในโมเดลคุณลักษณะด้านพืชพรรณ การพัฒนานี้ส่งผลโดยตรงต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพในการวางแผนเส้นทาง ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสามารถปฏิบัติงานได้ดียิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่มีความท้าทายสูง