Mechanical Engineering Commons^™

การประเมินความล้าของฟันที่ผ่านการบูรณะโดยใช้วิธีระนาบวิกฤตและเกณฑ์ของ Findley โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, วิรเดช ธารณเจษฎา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้ประยุกต์ความรู้ด้านความล้าโดยวิธีการวิเคราะห์ระนาบวิกฤต (critical plane analysis) ตามแบบจำลองของฟินเลย์ (Findley's model) เพื่อหาอายุการใช้งานในรูปจำนวนรอบและรูปการแตกหักของฟันที่ได้รับการบูรณะ การศึกษานี้สร้างแบบจำลองฟันที่ผ่านการครอบฟันที่ทำจากเซรามิก 2 ชนิด คือลิเทียมไดซิลิเกตและเซอร์โคเนีย ด้วยวิธีภาพถ่ายคอมพิวเตอร์ (CT scan) และการปรับแต่งรูปร่างด้วยโปรแกรมช่วยออกแบบ (computer-aided design program) ก่อนนำแบบจำลองมาวิเคราะห์การกระจายความเค้นด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ แล้วนำความเค้นดังกล่าวมาวิเคราะห์ความล้าในรูปพารามิเตอร์ฟินเลย์ การศึกษานี้ใช้โปรแกรม COMSOL และ MATLAB วิเคราะห์หาระนาบรอยแตกหักและจำนวนรอบภาระที่เนื้อฟันและวัสดุครอบฟันสามารถรับได้ แรงบดเคี้ยวที่สนใจคือแรงจากการบดเคี้ยวปกติหรือการกัดฟันที่ไม่ปกติ เช่นแรงจากการกัดฟันในผู้ที่มีภาวะนอนกัดฟัน ผลการศึกษาพบว่าความเค้นที่เกิดขึ้นในกรณีฟันครอบด้วยลิเทียมไดซิลิเกตมีค่าน้อยกว่าฟันที่ครอบด้วยเซอร์โคเนีย เนื่องจากลิเทียมไดซิเกตมีค่าความหนาแน่นน้อยกว่าเซอร์โคเนีย ทำให้ได้รับผลของแรงพลศาสตร์น้อยกว่า เมื่อพิจารณาพฤติกรรมการล้าพบว่าลักษณะการแตกหักที่ระนาบวิกฤตในเนื้อฟันหรือครอบฟันมีลักษณะคล้ายกับการแตกหักที่พบได้จากการทดลองหรือจากรายงานทางคลินิกที่มีเงื่อนไขขอบเขตใกล้เคียงกัน ฟันที่ครอบด้วยวัสดุทั้งสองชนิดสามารถทนต่อแรงบดเคี้ยวปกติได้มากกว่า 106 รอบ สำหรับกรณีการกัดฟันที่ไม่ปกติ พบว่าครอบฟันที่เป็นลิเทียมไดซิลิเกตเกิดการรอยแตกที่ครอบฟันก่อน ในขณะที่ครอบฟันที่เป็นเซอร์โคเนียเกิดรอยแตกที่บริเวณเนื้อฟันก่อน การพิจารณาความเสียหายโดยพิจารณาเกณฑ์ความเค้น von Mises และพิจารณาพารามิเตอร์ฟินเลย์ให้ผลการทำนายความเสียหายที่แตกต่างกัน เนื่องจากการพิจารณาความเค้น von Mises พิจารณาขนาดความเค้นที่จะทำให้เกิดการเสียหายเป็นหลัก ในขณะที่การพิจารณาพารามิเตอร์ฟินเลย์พิจารณาความเค้นในรูปที่ทำให้เกิดรอยแตกเป็นหลัก

การออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ป้องกันการล้มสำหรับผู้สูงอายุด้วยคอนโทรลโมเมนต์ไจโรสโคป, ปริญเอก ร่มไตรรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การสูญเสียความสามารถในการทรงตัวของผู้สูงอายุทำให้ร่างกายเกิดการแกว่งของลำตัวมากขึ้นซึ่งเป็นการเพิ่มความเสี่ยงต่อการล้มของผู้สูงอายุ เพื่อลดความเสี่ยงต่อการล้มที่เกิดจากการแกว่งของร่างกายที่มากขึ้นจึงได้มีการออกแบบชุดอุปกรณ์ซีเอ็มจีซึ่งประกอบด้วยคอนโทรลโมเมนต์ไจโรสโคปคู่แบบไขว้กันและเซนเซอร์วัดความเอียงแบบสองแกน ชุดอุปกรณ์มีน้ำหนักรวม 15 กิโลกรัม มีขนาดโดยรวมกว้าง 22 เซนติเมตร ยาว 42 เซนติเมตร และสูง 45 เซนติเมตร การทำงานของชุดอุปกรณ์ซีเอ็มจีประกอบด้วยกระบวนการหลัก 3 กระบวนการ ได้แก่ กระบวนการเตรียมพร้อมก่อนสร้างแรงบิด กระบวนการสร้างแรงบิด และกระบวนการกลับนิวทรอล ได้ทำการทดสอบสมรรถนะการใช้งานจริงของอุปกรณ์บนผู้เข้ารับการทดสอบที่มีสุขภาพแข็งแรงโดยให้ผู้เข้ารับการทดสอบโน้มร่างกายไปจนกระทั่งสูญเสียการทรงตัวเพื่อจำลองสถานการณ์ที่ร่างกายของผู้สูงอายุเกิดการแกว่งของลำตัวจนกระทั่งสูญเสียการทรงตัว ผลการทดสอบสมรรถนะในการทำงานแสดงให้เห็นว่าชุดอุปกรณ์ซีเอ็มจีสามารถตรวจวัดทิศทางการล้มได้และสามารถสร้างแรงบิดต้านการล้มจากการแกว่งของลำตัวได้ทุกทิศทาง ชุดอุปกรณ์สามารถสร้างแรงบิดได้เพียงพอที่จะนำผู้เข้ารับการทดสอบที่สูญเสียการทรงตัวในทิศต่างๆกลับมาอยู่ในสภาวะที่ทรงตัวได้ เป็นการช่วยลดความเสี่ยงต่อการหกล้มของผู้สูงอายุที่สวมใส่ชุดอุปกรณ์

การออกแบบและการผลิตเครื่องขัดขนาดเล็กเพื่อปรับปรุงความกลมของหัวสะโพกเทียม, พศวัต มั่นนิธิวรกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จากแนวทางตามมาตรฐาน ASTM F2033 หัวสะโพกเทียมโลหะทรงกลมต้องมีค่าความเบี่ยงเบนจากทรงกลมต่ำกว่า 10 ไมโครเมตร โดยในกระบวนการกลึงด้วยเครื่องCNCไม่สามารถกลึงทรงกลมได้แม่นยำเพียงพอ กระบวนการขัดหัวสะโพกเทียมจึงมีความจำเป็นอย่างมากเพื่อปรับปรุงให้หัวสะโพกเทียมทรงกลมมีค่าความเป็นทรงกลมได้ตามมาตรฐานดังกล่าว เนื่องจากเครื่องขัดหัวสะโพกเทียมในท้องตลาดมีราคาสูงและมีขนาดใหญ่ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องขัดขนาดเล็กเพื่อปรับปรุงค่าความเป็นทรงกลมของหัวสะโพกเทียมให้ดีกว่าความเป็นทรงกลมที่ผลิตได้จากเครื่องกลึงซีเอนซี โดยทำการออกแบบและผลิตสปินเดิลความเที่ยงตรงสูงสองชุด สำหรับหมุนชิ้นงานหัวสะโพกเทียมหนึ่งชุด และสำหรับหมุนหินขัดทรงถ้วยหนึ่งชุด โดยได้ทำการเลือกใช้ตลับลูกปืนเชิงมุมซึ่งสามารถใส่แรงอัดเพื่อเพิ่มความเที่ยงตรงของระบบสปินเดิลได้ ในการออกแบบสปินเดิลทั้งสองมีการกำหนดข้อกำหนดการออกแบบสปินเดิลคือ ค่าการหมุนหนีศูนย์ของระนาบในแนวรัศมีของเพลาและความเร็วรอบสปินเดิล มีการกำหนดค่าความพอดีและพิกัดความเผื่อตามคู่มือการออกแบบสปินเดิล ทำการเลือกฐานสว่านแท่นเพื่อใช้ในการฟีดหินขัดทรงถ้วย มีการออกแบบฐานเครื่องจักรสำหรับติดตั้งสปินเดิลทั้งสอง โดยตัวฐานเครื่องจักรสามารถปรับตำแหน่งแกนหมุนของหินขัดทรงถ้วยเพื่อให้ใกล้กับจุดศูนย์กลางของหัวสะโพกเทียมมากที่สุด โดยผลการทดสอบสมรรถนะของสปินเดิลทั้งสองพบว่าตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ และผลการทดสอบการขัดหัวสะโพกเทียมพบว่าค่าความเบี่ยงเบนจากทรงกลมของชิ้นงานหัวสะโพกเทียมมีค่าลดลงหลังจากผ่านกระบวนการปรับปรุงความเป็นทรงกลมด้วยเครื่องขัดหัวสะโพกเทียมขนาดเล็ก ดังนั้นเครื่องขัดขนาดเล็กซึ่งได้ทำการออกแบบในงานวิจัยนี้ สามารถปรับปรุงค่าความเป็นทรงกลมของหัวสะโพกเทียมให้ดีกว่าความเป็นทรงกลมที่ผลิตได้จากเครื่องกลึงซีเอนซีได้

Hydrophobicity Of Low Temperature Vibrating Surfaces, Christian Fergusson

Theses and Dissertations

This study proposes a method to enhance the anti-icing capabilities of superhydrophobic surfaces by utilizing vibration to further reduce contact time of an impacting droplet in addition to keeping the droplet in the Cassie-Baxter regime, where surface adhesion is lower than the opposing Wenzel regime. We tested this with two methods: by investigating the effects of vibration normal to the plane of a superhydrophobic surface being impacted by water droplets in a room temperature environment, with the surface horizontal in a room temperature environment and tiled in a subzero degree environment. The amplitude and frequency of the vibration were varied …

Experimental Evaluation Of Uranyl Transport Into Mesoporous Silica Gel Using Fluorescence, Brandon M. Dodd

Theses and Dissertations

This research investigated parameters that can affect the use of nanoporous silica gel as a media for accumulating a detectable amount of uranium. The unique fluorescence of the Uranyl (UO₂²⁺) ion was used to evaluate the transport kinetics and accumulation within silica gel in a static fluid and under pressure driven flow. The addition of fluid flow decreased the time constant from on the order of an hour to approximately 2s with a very low fluid velocity of 0.36cm/s. The 0.36cm/s fluid velocity was found to be the critical velocity above which there was no gain in …

Modeling Fluid Motion Over Fibrous Surfaces, Delli Ganesh Venkateshan

Theses and Dissertations

The ultimate goal of this project has been to develop a computational model for quantifying the interactions between of a body of fluid and a fibrous surface. To achieve this goal, one has to develop a model to create virtual structures that resemble the morphology of a fibrous surface (Objective-1) as well as a model that can simulate the flow of a fluid over these virtual surfaces (Objective-2). To achieve the first objective, we treated fibers as an array of beads interconnected through viscoelastic elements (springs and dampers). The uniqueness of our algorithm lies in its ability to simulate the …

Liquid Interaction With Non-Wettable Surfaces Structured With Macroscopic Ridges, Mehran Abolghasemibizaki

Theses and Dissertations

Self-cleaning, anti-corrosion, anti-icing, dropwise-condensation, and drag-reduction are some applications in which superhydrophobic surfaces are implemented. To date, all the studies associated with superhydrophobic surfaces have been dedicated to understanding the liquid interaction with surfaces that are macroscopically smooth. The current study investigates the solid-liquid interaction of such surfaces which are fully decorated with macroscopic ridges (ribbed surfaces). In particular, the drop motion and impact on our newly designed non-wettable ribbed surface have been investigated in this work. Our experimental investigations have shown that liquid drops move faster on the ribbed surfaces due to lower friction induced by such a surface …

Consuming Digital Debris In The Plasticene, Stephen R. Parks

Theses and Dissertations

Claims of customization and control by socio-technical industries are altering the role of consumer and producer. These narratives are often misleading attempts to engage consumers with new forms of technology. By addressing capitalist intent, material, and the reproduction limits of 3-D printed objects’, I observe the aspirational promise of becoming a producer of my own belongings through new networks of production. I am interested in gaining a better understanding of the data consumed that perpetuates hyper-consumptive tendencies for new technological apparatuses. My role as a designer focuses on the resolution of not only the surface of the object through 3-D …

An Origami-Based Thickness-Accommodating Bistable Mechanism In Monolithic Thick-Sheet Materials, Larry L. Howell, Spencer P. Magleby, Nathan A. Pehrson

Faculty Publications

Origami-based mechanisms can provide useful capabilities in folding large structures to stow in small volumes. However, when using monolithic thick-sheet materials for these types of mechanisms, accommodating the thickness proves challenging. One approach to solve this is to create compliant mechanisms along the fold lines that inherently store energy when actuated and causes the mechanism to tend toward its low energy state. This tendency can be used to create bistable states. We outline a method to use this stored energy to achieve bistable states and name the resulting mechanism an origami-based “Thickness-accommodating bistable interior vertex” (TABIV) in monolithic thick-sheet materials. …

Deployable Lenticular Stiffeners For Origami-Inspired Mechanisms, Larry L. Howell, Alden D. Yellowstone

Faculty Publications

Light-weight origami-inspired mechanisms can provide advantages in deployable space systems and other applications. However, a significant challenge in their design is ensuring that they are sufficiently stiff. Compliant, deployable stiffeners utilizing a profile approximating the Euler Spiral are proposed as one solution. Structures with this profile, called a lenticular stiffener, are shown to permit stiffeners to flatten using forces applied at their edges. Formulas for calculating the stiffness increase are developed. Relations needed to design the deployment behavior of the stiffeners are also derived. Finally, advantages of different stiffener configurations are evaluated. These results are verified through simulation and experiments.

Dynamic Response Modeling Of High Speed Planing Craft With Enforced Acceleration, Brian K. Johnson

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

Due to the harsh conditions high speed planing crafts must endure, research to further the understanding of high speed vessel response during wave impacts was conducted. The integration of a finite element model and captured sea trial acceleration data was investigated. The research shows that the finite element model sub-model can be used in lieu of a full finite element model with minimum degradation in output, thus allowing for the analysis of local stress concentrations where critical equipment and or personnel may be located.

The research effort was completed to develop a method for realizing the stress field and deformation …

Mechanical Wear Debris Feature, Detection, And Diagnosis: A Review, Wei Hong, Wenjian Cai, Shaoping Wang, Mileta M. Tomovic

Engineering Technology Faculty Publications

Mechanical debris is an important product of friction wear, which is also a crucial approach to know the running status of a machine. Many studies have been conducted on mechanical debris in related fields such as tribology, instrument, and diagnosis. This paper presents a comprehensive review of these studies, which summarizes wear mechanisms (e.g., abrasive wear, fatigue wear, and adhesive wear) and debris features (e.g., concentration (number), size, morphology, and composition), analyzes detection methods principles (e.g., offline: spectrograph and ferrograph, and online: optical method, inductive method, resistive-capacitive method, and acoustic method), reviews developments of online inductive methods, and investigates the …

Impact Of Vapor Polishing On Surface Quality And Mechanical Properties Of Extruded Abs, Clayton Neff, Matthew Trapuzzano, Nathan B. Crane

Faculty Publications

Purpose — Additive manufacturing (AM) is readily capable of producing models and prototypes of complex geometry and is advancing in creating functional parts. However, AM processes typically underperform traditional manufacturing methods in mechanical properties, surface roughness, and hermeticity. Solvent vapor treatments (vapor polishing) are commonly used to improve surface quality in thermoplastic parts, but the results are poorly characterized.

Design/methodology/approach — This work quantifies the surface roughness change and also evaluates the effect on hermeticity and mechanical property impacts for “as-printed” and acetone vapor-polished ABS tensile specimens of 1, 2, and 4 mm thicknesses produced by material extrusion (FDM).

Findings …

3d Printed Relief Valve Analysis And Validation, John Anthony Dutcher Iii

Dissertations and Theses @ UNI

Additive Manufacturing allows for faster, lower cost product development including customization, print at point of use, and low cost per volume produced. This research uses Stereolithography produced prototypes to develop an improvement to an existing product, the internal pressure relief valve of a positive displacement pump. Four 3D printed prototype assemblies were developed and tested in this research. The relief valve assemblies consisted of additive manufacturing produced pressure vessel components, post processed, and installed on the positive displacement pump with no additional machining. Prototype designs were analyzed with Computational Fluid Dynamic simulation to increase flow through the valve. The simulation …

A Scientific Approach To Understanding The Head Trauma Endured By A Mixed Martial Arts Fighter, John William Michael Sorbello

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

The purpose of this research is to gain some insight on the type of head trauma an athlete may encounter during mixed martial arts (MMA) competition. These athletes endure continuous blows to the head throughout their training and fighting career. The knowledge obtained from this research may assist MMA athletes and trainers in assessing the way they train, how they compete and, more importantly, how long they choose to compete in their amateur or professional MMA career.

The analysis is performed by first creating a three-dimensional solid model of the human head based on geometric coordinates originally obtained from a …

Robocatch: Design And Making Of A Hand-Held Spillage-Free Specimen Retrieval Robot For Laparoscopic Surgery, Farid Tavakkolmoghaddam

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

Specimen retrieval is an important step in laparoscopy, a minimally invasive surgical procedure performed to diagnose and treat a myriad of medical pathologies in fields ranging from gynecology to oncology. Specimen retrieval bags (SRBs) are used to facilitate this task, while minimizing contamination of neighboring tissues and port-sites in the abdominal cavity. This manual surgical procedure requires usage of multiple ports, creating a traffic of simultaneous operations of multiple instruments in a limited shared workspace. The skill-demanding nature of this procedure makes it time-consuming, leading to surgeons’ fatigue and operational inefficiency. This thesis presents the design and making of RoboCatch, …

Human-Robot Collaborative Force-Controlled Micro-Drilling For Advanced Manufacturing And Medical Applications, Parimal Mahesh Prajapati

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

Robotic drilling finds applications in diverse fields ranging from advanced manufacturing to the medical industry. Recent advances in low-cost, and human-safe, collaborative robots (e.g., Sawyer) are enabling us to rethink the possibilities in which robots can be deployed for such tedious and time-consuming tasks. This thesis presents a robotic drilling methodology with features of force-control enabled micro-drilling and human-robot collaboration to reduce programming efforts and enhance drilling performance. A Sawyer robot from Rethink Robotics, which offers safe physical interactions with a human co-worker, kinesthetic teaching, and force control, is used as the test bed. The robot’s end-effector was equipped with …

Task Complexity, And Operators’ Capabilities As Predictor Of Human Error: Modeling Framework And An Example Of Application, Maria Chiara Leva, Alberto Caimo, Rebecca Duane, Micaela Demichela, Lorenzo Comberti

Conference Papers

This paper presents the initial framework adopted to assess human error in assembly tasks at a large manufacturing company in Ireland. The model to characterize and predict human error presented in this paper is linked conceptually to the model introduced by Rasch (1980), where the probability of a specified outcome is modelled as a logistic function of the difference between the person capacity and item difficulty. The model needs to be modified to take into account an outcome that is not dichotomous and feed into the interaction between two macro factors: (a) Task complexity: that sum-marises all factors contributing to …

Distributed Electric Propulsion Effects On Traditional Aircraft Through Multidisciplinary Optimization, Kevin Moore, Andrew Ning

Faculty Publications

Electric aircraft face a steep tradeoff between the demand for runway performance and range. While fuel based propulsion technologies typically increase in specific power with increasing size, electric propulsion is typically much more scalable. This system scalability enables alternative designs including distributed propulsion, optionally powered propulsion units, and vectored thrust, which can all contribute to better runway performance and range. In this paper, we explore how continuously powered distributed propulsion can reduce takeoff distance while still satisfying range constraints. We use a combination of a blade element momentum method, a vortex lattice method, experimental data, and nonlinear optimization techniques to …

A Monolithic Internal Strain-Gage Balance Design Based On Design For Manufacturability, Thomas Ladson Webb Iii

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

This paper proposes an alternative approach to internal strain-gage balance design driven by Design for Manufacturability (DFM) principles. The objective of this research was a reduction in fabrication time and, subsequently, cost of a balance by simplifying its design while maintaining basic stiffness and sensitivity. Traditionally, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) Langley Research Center (LaRC) balance designs have relied on Electro-Discharge Machining (EDM), which is a precise but slow and, therefore, expensive process. EDM is chosen due to several factors, including material hardness, surface finish, and complex geometry, including blind cuts. The new balance design objectives require no …

Erosion Degradation Characteristics Of A Linear Electro-Hydrostatic Actuator Under A High-Frequency Turbulent Flow Field, Yuan Li, Shaoping Wang, Mileta M. Tomovic, Chao Zhang

Engineering Technology Faculty Publications

The paper proposes a performance degradation analysis model based on dynamic erosion wear for a novel Linear Electro-Hydrostatic Actuator (LEHA). Rather than the traditional statistical methods based on degradation data, the method proposed in this paper firstly analyzes the dominant progressive failure mode of the LEHA based on the working principle and working conditions of the LEHA. The Computational Fluid Dynamics (CFD) method, combining the turbulent theory and the micro erosion principle, is used to establish an erosion model of the rectification mechanism. The erosion rates for different port openings, under a time-varying flow field, are obtained. The piecewise linearization …

Controlling Normal Stiffness In Droplet-Based Linear Bearings, Qi Ni, Nathan B. Crane

Faculty Publications

While Capillary forces are negligible relative to gravity at the macroscale, they provide adequate force to effectively manipulate millimeter to micro meter objects. The fluidic actuation can be accomplished using droplets that also act as bearings. While rotary droplet bearings have been previously demonstrated, this paper considers the performance potential of discrete droplets acting as linear bearings. Specifically, it addresses the positioning accuracy of a droplet-based bearing consisting of a droplet between a moving plate and a stationary substrate with constrained wetting region under a normal load using both closed form analytical solutions and numerical simulations. The vertical force and …

Benefits Of Two Turbine Rotor Diameters And Hub Heights In The Same Wind Farm, Andrew Pj Stanley, Andrew Ning, Katherine Dykes

Faculty Publications

Significant turbine-wake interactions greatly reduce power output in a wind farm. If different turbine hub heights and rotor diameters are included in the same wind farm, the wake interference in the farm will be reduced, resulting in a lower cost of energy (COE) than a farm with identical turbines. In this paper, we present a method to model wind farm COE in farms with hub heights and rotor diameters that vary across the wind farm. We also demonstrate how to optimize these wind farms to minimize COE. The results show that COE can be greatly reduced in wind farms with …

Large-Scale Multidisciplinary Optimization Of An Electric Aircraft For On-Demand Mobility, John Hwang, Andrew Ning

Faculty Publications

Distributed electric propulsion is a key enabling technology for on-demand electric aircraft concepts. NASA’s X-57 Maxwell X-plane is a demonstrator for this technology, and it features a row of high-lift propellers distributed along the leading edge of its wing to enable better aerodynamic efficiency at cruise and improved ride quality in addition to less noise and emissions. This study applies adjoint- based multidisciplinary design optimization to this highly coupled design problem. The propulsion, aerodynamics, and structures are modeled using blade element momentum theory, the vortex lat- tice method, and finite element analysis, respectively, and the full mission profile is discretized …

Offshore Wind Energy: Simulating Local Offshore Wind Turbine, Ian P. Aquino

Mechanical & Aerospace Engineering Theses & Dissertations

Dominion Virginia Energy is looking at the possible creation of an offshore wind plant as a renewable source of electricity to be located off the coast of Virginia Beach. This thesis reports on a computer simulation based on local wind conditions and possible single wind turbine installation.

The National Buoy Data Center keeps records of the local wind conditions gathered in real time and available to the public. These data give a general overview of the wind conditions in Virginia Beach which is used to simulate atmospheric boundary layer (ABL) flow conditions and is subsequently used as input data for …

Cold Start Analysis And Modeling Of A Direct-Injection Gasoline Engine, Yash Borghate

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

In this thesis, two different works related to cold start of a direct-injection (DI) gasoline engine are shown. First, effect of split injection is studied on engine exhaust temperature and hydrocarbon emissions for cold start conditions. Instead of single injection, two injections are done, one injection during the intake stroke and one injection during the compression stroke. Split injection is known to reduce jet wall wetting, thus reducing the hydrocarbon emissions from engine itself. Further, split injection reduces engine cycle-by-cycle variability with respect to the single injection case. Correlations between start of injection for the injection in the intake stroke …

Modeling And Analysis For Driveline Jerk Control, Prince Lakhani

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

In modern-day automotive industry, automotive manufacturers pay keen attention to driver’s safety and comfort by ensuring good vehicle drivability, feel of acceleration, limiting jerk and noise. The vehicle driveline plays a critical role to meet these criteria. By using high-fidelity simulation tool such as AMESim®, it is now possible to accurately model the vehicle driveline to be tested for different scenarios. With Simulink®, one can develop an efficient torque-based control system to limit the driveline oscillations and the generated noise. So, a joint simulation is used which provides a platform to evaluate the estimators and control system while considering the …

Kinesthetic Learning Experience Simulation Using An Online Intervention To Improve Hands-On Ability, David Leach

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Students enrolled in mechanical and manufacturing engineering programs employ differing levels of mechanical aptitude and practical hands-on ability. Many students lack practical experience tinkering with mechanical devices and mechanisms prior to entering their post-secondary years. Student attention spans in traditional classroom environments appear to be decreasing with the ever-increasing addiction to immediate gratification provided by electronic devices, gaming software, and social media platforms. The question is then raised whether or not modern engineering students have the ability to improve mechanical aptitude by simulating a kinesthetic or tactile learning experience through an online tutorial. This project describes the development and testing …

Development Of Bosch Rate Of Injection Measurement Procedure And Results, Tyler Menucci

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Recent developments in internal combustion engine technology have shown that gasoline compression ignition (GCI) combustion modes provide a viable pathway to meet future emission regulations. Lower octane middle distillate gasoline like fuels have also been formulated for GCI combustion applications and have shown similar benefits of improved fuel conversion efficiency and a reduction in particulate matter and nitrogen oxide emissions. As these gasoline like GCI fuels have not been well studied, characterization of their rate of injection (ROI) will be beneficial to supplement injector spray characterization measurements and the development of computational fluid dynamic simulations. A fuel collection method and …

Commercialization Of The Carbon Nanotube Thermophone For Active Noise Control Applications, Steven A. Senczyszyn

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The rate of commercialization for technology developed in junction with academic institutions has risen dramatically over the past 30 years. Since the introduction of the Bayh-Dole Act in 1980, the amount of intellectual property owned by academic institutions has increased exponentially, and with that, there has also been an increase in the number of university spinouts generated. However, the increase of spinouts does not match the rate of increase in intellectual property. The National Science Foundation has created the Innovation Corps (I-Corps) program to help bridge this gap and provide academic professionals and students the tools necessary to commercialize technology …