Engineering Mechanics Commons^™

Mae Enewsbrief July-Sept 2024, Department Of Mechanical And Aerospce Engineering, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

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 …

Thermal Conductivity Characterization Of High Oleic Vegetable Oils Based Hybrid Nanofluids Formulated Using Gnp, Tio2, Mos2, Al2o3 Nanoparticles For Mql Machining, Anthony Chukwujekwu Okafor, Tobechukwu Kingsley Abor, Saidanvar Esanjonovich Valiev, Ignatius Echezona Ekengwu, Abiodun Saka, Monday Uchenna Okoronkwo

Mechanical and Aerospace Engineering Faculty Research & Creative Works

This paper presents the results of thermal conductivity characterization of six high oleic soybean oil (HOSO) and four high oleic canola oil (HOCO)-based hybrid nanofluids formulated with four types of nanoparticles (Graphene nanoplatelet (xGnP), TiO2, MoS2, and Al2O3) at nanoparticles wt.% concentration from 1 % to 7 % in 1 % increment using the two-step method for use in MQL machining of difficult-to-cut metals. Thermal conductivity of the formulated hybrid nanofluids were measured using Thermtest Transient Hot Wire Liquid Thermal Conductivity Meter at temperatures from 25 °C to 75 °C in increment of 10 °C. Obtained results showed that thermal …

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 …

Capacitive Sensors With Ultra-Small Capacitance For Smart Measurement And Control Systems, Rustam Baratov, Farrux Jabbor O'G'Li Ko'charov

Chemical Technology, Control and Management

This article discusses methods of low capacitance measurement of capacitive sensors. The results of the study of the amplitude-frequency (AF) and phase-frequency (PF) response of measurement circuits of capacitive sensors for low capacitances measurement, consisting of RC - differentiating elements are presented. The input and output parameters of the differentiating circuit and the complex transfer function are analyzed. The research results show that low capacitances measurement by measuring the rectangular pulses duration is the most effective measurement method.

Modeling The Influence Of Internal Factors On Vehicular Mobility Performance, Aziz Mdimi

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

Traffic mobility is significantly influenced by road conditions and the internal factors governing vehicular performance. Internal factors play a crucial role in vehicular mobility, influencing vehicles operate and performance. While existing vehicular mobility models primarily address external factors, external factors such as governor, engine, gear train and differential unit remain underexplored. This study formulates a comprehensive model to address this gap, focusing on the internal components that affect vehicular mobility. The proposed model employs both analytical and numerical methods to derive transfer functions for these subsystems using Matrix Laboratory (MATLAB), aiming to capture the dynamic behavior of vehicles under various …

Me-Em Enewsbrief, June 2024, Department Of Mechanical Engineering- Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

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 …

Link Element Design For A Landing-Gear Mechanism In A Statics And Mechanics Of Materials Course, Amir H. Danesh-Yazdi, Aimee Cloutier, Sean Moseley

Faculty Publications - Mechanical Engineering

In this work, we describe a project involving a link element design for a landing gear mechanism as part of our Statics and Mechanics of Materials I course. During this project, students are asked to design a safe and lightweight linkage that will allow the landing gear to safely and slowly retract from a vertical position to a nearly horizontal one without breaking or stretching more than 10% of its original length. This project is introduced at the halfway point of the 10-week term, at which point students are familiar with the 2D equilibrium of rigid bodies and the concepts …

Storage And Interaction Diagrams: Extending The Diagrammatic Framework Of Kinetic And Free-Body Diagrams To Other Conservation And Accounting Principles, Amir H. Danesh-Yazdi

Faculty Publications - Mechanical Engineering

After defining a system for analysis, a rigorous process is taught to students in their Statics and Dynamics courses on how to draw proper kinetic, free-body, and impulse-momentum diagrams. While numerous techniques and mnemonics have been mentioned in literature, any experienced instructor can tell a correct free-body diagram apart from an incorrect one. Unfortunately, this is not the case when considering scalar properties such as mass, energy, exergy, and entropy. Different fluid mechanics and thermodynamics texts have treated the diagrammatic representation of these properties either very poorly, or in the case of the latter two, not at all. In this …

Me-Em Enewsbrief, Mar 2024, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

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, …

Numerical Analysis Of Flow Fields For The Different Models Of The Shrouded Savonius Rotor, Alsaied Khalil Mahmoud, Mohamed Mahgoub Bassuoni, Mohamed Fawzy Obiaa, Ahmed Mostafa Khaira

Journal of Engineering Research

In this study, the effect of three different lengths (short, medium, and long) of flanged shrouded Savonius wind turbines is investigated three-dimensional (3-D) numerically by ANSYS-FLUENT. The 3-D numerical model of a simple rotor is validated by comparing the results with previous published experimental ones at the same operating conditions and geometry. The numerical and experimental results indicate a good agreement with each other when using the SST K-ω model with a time step size of 0.0025 s.The analysis of the numerical results of the three flanged shrouded models shows an enhancement of the torque coefficient at tip speed ratio …

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. …

Modeling At The Nanometric Scale Of Interfacial Defects Of A Semiconductor Heterostructure In The Isotropic And Anisotropic Cases For The Study Of The Influence Of Stresses, Ahmed Boussaha, Rafik Makhloufi, Rachid Benbouta, Mourad Brioua

Emirates Journal for Engineering Research

This work aims to determine the effect of stresses caused by dislocation networks placed at the interface of a semiconductor heterostructure of the thin GaAs/Si system. In this case, we use a mathematical modeling by Fourier series expansion to numerically simulate the stresses for the two cases of isotropic and anisotropic elasticity in order to predict the mechanical behavior of the heterostructure in the presence of interfacial dislocations while respecting well-defined stress boundary conditions. The elastic stress relaxation is reached for a layer thickness threshold of the GaAs deposit on the Si substrate not exceeding 5 nm.

Me-Em 2022-23 Annual Report, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering Annual Reports

Table of Contents

• Research Updates
• Curriculum and Instruction
• Facilities
• New Faculty
• Research, Machine Learning
• Research, Ana Dyreson
• In Memoriam
• Student Success
• Alumni Profile and Activity
• Graduates
• Faculty Awards and Honors
• Patents and Publications
• Donors
• Grants and Contracts

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 …

Tough Monolayer Silver Nanowire-Reinforced Double-Layer Graphene, Yanxiao Li, Congjie Wei, Steven E. Kooi, David Veysset, Chuanrui Guo, Yuxiang Gan, Ying Zhuo, Genda Chen, Mohammad Naraghi, Keith A. Nelson, Chenglin Wu

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

Mixed-dimensional nanomaterials composed of one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) nanomaterials, such as graphene-silver nanowire (AgNW) composite sandwiched structures, are promising candidates as building blocks for multifunctional structures and materials. However, their mechanical behavior and failure mechanism have not yet been fully understood. In this work, we have performed integrated experimental, theoretical, and numerical studies to explore the performance and failure modes of graphene-AgNW composite under tensile and impact loading conditions. In situ tensile tests using a nano indenter, implemented with a push-to-pull device and a laser-induced projectile impact test system, are used to shed light on load-bearing mechanisms in graphene-AgNW …

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 …

Progress Of Lisap-Mse: A Concept Of Producing Aluminum In-Situ On The Moon Through Molten Salt Electrolysis, Jacob N. Ortega, David Bayless, Daniel Stutts, Daoru Han, Todd P. Sander, Jeffrey Smith, Fateme Rezaei, William Schonberg

Mechanical and Aerospace Engineering Faculty Research & Creative Works

This paper presents a concept of producing aluminum in-situ on the lunar surface, namely, the Lunar In-Situ Aluminum Production through Molten Salt Electrolysis (LISAP-MSE) method developed at Missouri University of Science and Technology. This paper aims to demonstrate the use of electro-deoxidation to reduce aluminum oxide (i.e., alumina) into aluminum and oxygen gas via electrolysis in a molten salt bath for the production of aluminum on the Moon. It is shown that with a steady supply of hydrogen chloride, this in-situ resource utilization (ISRU) method could supply several necessary materials consumed in the electro-deoxidation process except hydrogen chloride to produce …

Influence Of Nanofiller Surface Treatment On Mechanical Properties Of Pyrolyzed Ceramic Nanocomposites, Laxmi Sai Viswanadha, Chenglin Wu, Jeremy Watts, Mohammad Naraghi

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

The brittleness and limited plastic deformation of ceramics restrict their applications. In this work, the effects of pristine (CNTP), functionalized (CNTOH, CNTCOOH) and silanized MWCNTs on the mechanical properties of Silicon Carbide obtained by pyrolyzing polycarbosilane SMP-10 were studied. Functionalization with 3-glycidoxypropyltrimethoxy was analyzed through dispersion stability, zeta potential, and EDS analyses, revealing increased silicon content and colloidal stability in silanized MWCNTs. However, silanized MWCNTs led to reduced mechanical properties in composites, while untreated MWCNTs (CNTP, CNTOH, CNTCOOH), showed a substantial increase in modulus by 74.2 %, 86.9 %, and 30.5 %, respectively. The observed enhancement in mechanical properties exceeded …

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