Applied Mechanics Commons^™

แบบจำลองเชิงประจักษ์ขนาดความหนาของฟิล์มของเหลวของการไหลแบบวงแหวนระหว่างแก็สและของเหลวในท่อแนวดิ่ง, เนตรชนก เทียบสี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis establish a database of experimental results of liquid film thickness in vertical annular flow. A total of 8 experimental results were collected from different experimental groups, which measured the liquid film thickness covering the conditions of annular flow. And propose a mathematical model to predict the liquid film thickness in the vertical annular flow. Annular flow is described as high velocity of gas flow in pipe center and liquid is flowing low velocity around pipe wall. When the velocity of gas is very high, interfacial shear stress increases and shear the surface of fluid drops into gas core …

การวิเคราะห์ความเค้นของฟันที่มีการอุดหรือการครอบโดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, กันยวันต์ ตวงวิไล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการสร้างแบบจำลองโครงสร้างฟันดีและแบบจำลองฟันที่ผ่านการรักษาคลองรากฟันแล้วบูรณะด้วยการอุดและการครอบฟัน โดยสร้างแบบจำลองมาจากการสแกนฟันด้วยวิธีภาพถ่ายคอมพิวเตอร์ (CT scan) แล้วนำไฟล์สแกนมาปรับเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบของแข็งก่อนที่จะนำไปวิเคราะห์หาความเค้นของฟันด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ การศึกษาในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้แบ่งออกเป็น 3 ส่วนดังต่อไปนี้ การศึกษาที่หนึ่งเป็นการศึกษาแบบจำลองเอ็นยึดปริทันต์ โดยศึกษาผลของการมีและไม่มีชั้นเอ็นยึดปริทันต์ในแบบจำลอง จากการศึกษาพบว่าควรมีการรวมชั้นเอ็นยึดปริทันต์ไว้ในแบบจำลองเพื่อให้ได้ผลการจำลองที่แม่นยำขึ้น การศึกษาที่สองเป็นการศึกษาความเค้นในฟันที่ผ่านการรักษาคลองรากฟันแล้วบูรณะด้วยการอุดของแบบจำลองของฟันกรามน้อยส่วนล่างของฟันแท้ ซึ่งเปรียบเทียบเทคนิคในการอุดที่ต่างกันและวัสดุที่ใช้อุดฟัน 2 ชนิดที่ต่างกันคือ อะมัลกัม (amalgam) และ มัลติคอร์ (multicore) พบว่าความเค้นในตัวฟันและในวัสดุอุดที่เป็นอะมัลกัมมีค่าสูงกว่าแบบจำลองอื่น ๆ และแบบจำลองที่มีเดือยฟันมีความเค้นต่ำกว่าแบบจำลองอื่น ๆ การศึกษาสุดท้ายเป็นแบบจำลองการครอบฟันของฟันกรามส่วนล่างของฟันน้ำนมที่มีการสร้างแกนฟันด้วยวัสดุต่างกัน จากการศึกษาพบว่าแบบจำลองที่มีแกนฟันเป็นกลาสไอโอโนเมอร์ซีเมนต์ (Glass ionomer cement: GIC) มีความเค้นสูงกว่าแบบจำลองที่มีแกนฟันเป็นมัลติคอร์ การศึกษานี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นในการศึกษาโดยการทดลองทางด้านทันตกรรม การเลือกรูปแบบและวัสดุในการบูรณะ และช่วยในการพัฒนาการบูรณะฟันโดยการอุดและการครอบฟันต่อไป

การประดิษฐ์และการประเมินเอลิเมนต์เมทริกซ์รูปแบบปิดของเอลิเมนต์สี่เหลี่ยมสี่จุดต่อสำหรับปัญหาความเค้นเนื่องจากความร้อน, เบญจาภา ยนต์สกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การประดิษฐ์สมการไฟไนต์เอลิเมนต์สำหรับเอลิเมนต์สี่เหลี่ยมใด ๆ สี่จุดต่อในอดีตนั้นมีความยุ่งยากมากเนื่องจากไม่สามารถหาสมการรูปแบบปิดของการอินทิเกรตได้เหมือนกับในกรณีของเอลิเมนต์สามเหลี่ยมสามจุดต่อ ดังนั้นเทคนิคการอินทิเกรตเชิงตัวเลขจึงถูกนำมาใช้เพื่อหาผลของการอินทิเกรตโดยประมาณ และเทคนิคที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดวิธีหนึ่งก็คือวิธีของเกาส์-เลอจองด์ ผลลัพธ์ที่ได้แม้จะเป็นผลเฉลยโดยประมาณแต่ก็สามารถเพิ่มความถูกต้องให้มากขึ้นได้ด้วยการเพิ่มจำนวนจุดเกาส์ในการอินทิเกรต แต่อย่างไรก็ดีการเพิ่มจำนวนจุดเกาส์ทำให้ใช้เวลาในการคำนวณเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยเช่นกัน ในวิทยานิพนธ์นี้จึงนำเสนอวิธีการหาสมการไฟไนต์เอลิเมนต์รูปแบบปิดของเอลิเมนต์สี่เหลี่ยมใด ๆ สี่จุดต่อสำหรับปัญหาความเค้นเนื่องจากความร้อน โดยการใช้โปรแกรมคณิตศาสตร์สัญลักษณ์หรือก็คือโปรแกรมแมทมาทิกา (Mathematica) ร่วมกับการจัดรูปสมการด้วยตนเอง ผลการประดิษฐ์สมการรูปแบบปิดนั้นสามารถจัดรูปออกมาได้สี่กลุ่มตามรูปร่างของเอลิเมนต์ ซึ่งการจัดกลุ่มนี้ทำให้การคำนวณมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น โดยผลลัพธ์ของเอลิเมนต์เมทริกซ์รูปแบบปิดที่ประดิษฐ์ขึ้นมานี้สามารถนำไปใช้ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้โดยตรง จากนั้นคอมพิวเตอร์โปรแกรมที่ประดิษฐ์ขึ้นถูกนำไปตรวจสอบความถูกต้องและเวลาที่ใช้ในการคำนวณกับปัญหาทดสอบเอลิเมนต์เดี่ยว และปัญหาที่มีและไม่มีผลเฉลยแม่งตรง ตามลำดับ ผลการคำนวณพบว่าวิธีรูปแบบปิดให้ผลลัพธ์ที่มีความแม่นยำสูงเทียบได้กับการอินเทรทด้วยวิธีเกาส์-เลอจองด์ที่ใช้จำนวนจุดเกาส์ 8x8 จุด ยิ่งไปกว่านั้นวิธีการที่นำเสนอในวิทยานิพนธ์นี้ยังใช้เวลาในการคำนวณน้อยกว่าวิธีเกาส์-เลอจองด์ด้วย

การออกแบบชุดใบจักรหมุนทวนตรงข้ามที่เหมาะสมโดยคำนึงถึงการลดขนาดของของไหลที่ไหลผ่านใบจักรด้วยวิธีแคลคูลัสของการแปรผัน, ณัฏฐนันท์ ทรัพย์สามารถ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้ได้แสดงการคำนวณหารูปร่างชุดใบจักรหมุนทวนตรงข้ามโดยใช้ทฤษฎี lifting line และวิธีแคลคูลัสของการแปรผันเพื่อหาลักษณะชุดใบจักรหมุนทวนตรงข้ามที่เหมาะสมภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนด ชุดใบจักรหมุนทวนตรงข้ามจะถูกคำนวณภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มีวัตถุใดมาขวางกั้นและของไหลที่ไหลเข้าชุดใบจักรหมุนทวนตรงข้ามจะมีทิศทางความเร็วเฉพาะตามแนวแกนหมุนของชุดใบจักรและมีขนาดเท่ากันตลอดพื้นที่หน้าตัด นอกจากนี้ยังได้รวมเอาผลกระทบเนื่องจากการลดขนาดของของไหลที่ไหลผ่านใบจักรเข้ามารวมไว้ในการคำนวณด้วย เพื่อกำหนดขนาดใบจักรใบหลังให้พอดีกับขนาดพื้นที่หน้าตัดของของไหลที่ลดลงและได้ใช้ประโยชน์ความเร็วของของไหลในทิศทางตามแนวเส้นสัมผัสที่ไหลออกจากใบจักรใบหน้าเพื่อสร้างแรงผลัก ผลการคำนวณจะถูกแปลงเป็นรูปร่างใบจักรในสามมิติและนำมาทดสอบผลด้วยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณหรือ CFD ซึ่งจากการวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์จากการคำนวณควรมีการปรับค่าความเร็วของของไหลที่ปรากฎบนใบจักรแต่ละใบ เนื่องจากความเร็วของไหลที่ไหลเข้าชุดใบจักรหมุนทวนตรงข้ามจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงก่อนถึงใบจักรใบหน้า และเกิดการไหลแบบปั่นป่วนระหว่างใบจักรใบหน้าและใบหลัง ตัวประกอบการคูณความเร็วของของไหลที่ไหลเข้าใบจักรแต่ละใบจึงถูกกำหนดขึ้นและนำมาปรับใช้ในการคำนวณ ผลจากการทดลองปรับเปลี่ยนและทดสอบผลด้วย CFD ทำให้ได้ค่าตัวประกอบการคูณความเร็วของของไหลที่เหมาะสมซึ่งสามารถสรุปอยู่ในรูปแบบสมการที่ขึ้นกับตัวแปร advance ratio และสัมประสิทธิ์แรงผลัก ตัวประกอบการคูณความเร็วของของไหลที่สรุปได้นี้ทำให้ผลลัพธ์จากการคำนวณและผลลัพธ์ที่ได้จาก CFD มีความสอดคล้องกัน

การวิเคราะห์ความไม่แน่นอนของการติดตามความยาวรอยร้าวด้วยวิธีคอมพลายแอนซ์, กิตติภณ รุ่งวชิรา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้นำเสนอขั้นตอนการคำนวณความไม่แน่นอนของความยาวรอยร้าวที่คำนวณจากคอมพลายแอนซ์ (Ua) (การคำนวณคอมพลายแอนซ์ (C) ใช้วิธีที่มาตรฐาน ASTM E647 แนะนำ) และศึกษาผลของปัจจัยต่าง ๆ จากสภาวะทดสอบ 1) รูปร่างคลื่น (Wave shape) 2) ภาระสูงสุด 3) อัตราส่วนภาระ (R ratio) 4) ความยาวรอยร้าว 5) ความถี่ภาระ (Load frequency) 6) Sampling rate 7) จำนวนข้อมูลต่อรอบ (Number of data per cycle) 8) เปอร์เซ็นต์ของจำนวนข้อมูลช่วงปลดภาระนับจากตำแหน่งภาระสูงสุด (%Unload) 9) จำนวนรอบที่เก็บข้อมูลต่อเนื่อง 10) นิยามของความยาวรอยร้าวที่วัดจากขอบหน้ารอยร้าวเริ่มต้น (as0) ต่อ Ua นอกจากนี้จะศึกษาความสอดคล้องระหว่างความยาวรอยร้าวที่วัดจากขอบหน้ารอยร้าว (as) นิยามต่าง ๆ กับความยาวรอยร้าวที่คำนวณจากคอมพลายแอนซ์ (a) การนำเสนอขั้นตอนการคำนวณ Ua จะศึกษาขั้นตอนการคำนวณความไม่แน่นอนของปริมาณทั่วไป จากนั้นนำมาประยุกต์กับ a โดยพบว่าการคำนวณ Ua จะต้องมีข้อมูล 3 อย่างคือ ค่าเฉลี่ยและความไม่แน่นอนของปริมาณที่ใช้คำนวณ a (ความกว้างชิ้นทดสอบ, as0 และ C) และสมการลดข้อมูล (Data reduction equation) ที่ใช้คำนวณ a จากนั้นนำข้อมูลทั้งสามไปคำนวณ Ua ด้วยวิธีอนุกรมเทย์เลอร์ การศึกษาผลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อ Ua จะให้ภาระล้าแก่ชิ้นทดสอบที่สภาวะทดสอบต่าง ๆ ในข้างต้น แล้วเก็บข้อมูล ความเครียดที่ตำแหน่งกึ่งกลางด้านหลังชิ้นทดสอบ (Back-face strain, BFS), ระยะอ้าปากรอยร้าว (Crack mouth opening displacement, CMOD) และภาระ เพื่อคำนวณ C จากนั้นหาความไม่แน่นอน …

การพัฒนาเบ้าข้อสะโพกเทียมแบบโททัลฮิปสำหรับคนไทย, ธนชาติ ธนากรพิพัฒนกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันสังคมไทยกำลังก้าวเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุ ซึ่งสิ่งที่พบตามมามากขึ้นคือการป่วยจากการเสื่อมสภาพของร่างกาย ซึ่งพบว่าอาการปวดข้อสะโพกจากการเสื่อมที่ข้อสะโพกเป็นอาการที่พบมาก วิธีการรักษาให้หายขาดจะต้องเปลี่ยนข้อสะโพกเทียมแต่เพราะราคาที่สูงอันเนื่องมาจากการนำเข้าจากต่างประเทศ (200,000-600,000 บาทต่อข้าง) คนไทยส่วนใหญ่จึงไม่สามารถเข้าถึงได้ งานวิจัยนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาสะโพกเทียมแบบโททัลฮิปที่มีขนาดเหมาะสมกับกายวิภาคคนไทย และมีความแข็งแรงไม่ด้อยกว่าท้องตลาด เพื่อต่อยอดในอนาคตให้คนไทยผู้มีรายได้น้อยมีโอกาสเข้าถึงได้ โดยออกแบบคอนเนคเตอร์เพื่อปรับระยะคอสะโพกได้ที่ 30-56 มิลลิเมตร หัวสะโพกขนาด 36-52 มิลลิเมตรเพื่อใช้ในสะโพกเทียมแบบ unipolar และเบ้าสะโพกขนาด 40-56 มิลลิเมตร ซึ่งมีขนาดครอบคลุมกายวิภาคคนไทย โดยทดสอบความแข็งแรงเบื้องต้นตามมาตรฐานด้วยวิธีการทางไฟไนต์เอลิเมนต์ก่อนทำการผลิตจริงด้วยเครื่องกลึงซีเอ็นซี โดยทำการผลิตให้ได้ตามมาตรฐาน (ASTM F2033) โดยที่หัวสะโพกมีความหยาบผิวต่ำกว่า 50 นาโนเมตร เบ้าพลาสติก liner มีความหยาบผิวต่ำกว่า 2 ไมโครเมตร และเมื่อทดสอบข้อสะโพกทั้งหมดในชุดทดสอบตามแนวทางมาตรฐานด้านความล้าและการดึงหัวสะโพกออกจากคอสะโพกพบว่าผ่านการทดสอบทั้งหมด (ISO 7206-4, ISO 7206-6 และ ISO 7206-10) และ ออกแบบผลิตและทดสอบระบบความแข็งแรงของระบบล็อคภายในเบ้าสะโพกตามมาตรฐานเพื่อเปรียบเทียบกับท้องตลาด (ASTM 1820-98) พบว่าระบบล็อคที่ออกแบบทนแรงได้ไม่ด้อยกว่าท้องตลาดที่ 1,251 นิวตัน (ท้องตลาด 440-3,100 นิวตัน) และนำเบ้าสะโพกไปทดสอบความแข็งและการใช้ตามแบบธรรมชาติด้วยเครื่องทดสอบตามมาตรฐาน ASTM F2582 พบว่าหลังการทนสอบจนครบ 1,000,000 รอบ ระบบล็อคไม่เกิดการพังตัวซึ่งเป็นการยืนยันว่าระบบล็อคมีความแข็งแรงเพียงพอ

การประเมินปริมาณพลังงานที่ลดลงเมื่อนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้ทดแทนในพื้นที่กรุงเทพมหานคร, ภูดิศ จตุสิทธางกูรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

มาตรการอนุรักษ์พลังงาน 20 ปี (EEP2015) ได้กำหนดเป้าหมายในการลดความเข้มการใช้พลังงานลง 25% ในปี พ.ศ.2573 เทียบกับปี 2548 สำหรับสาขาเศรษฐกิจที่กำหนดเป้าหมายไว้สูงสุดคือ ภาคการขนส่งคิดเป็น 46% ของเป้าหมายทั้งหมด หนึ่งในมาตรการอนุรักษ์พลังงานภาคการขนส่งคือ การใช้รถยนต์ไฟฟ้าทดแทนรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ตั้งเป้าหมายลดพลังงานลง 1,123 ktoe งานวิจัยนี้ศึกษาแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงไปของปริมาณพลังงานเมื่อมีการใช้รถยนต์ไฟฟ้าทดแทนรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน ในพื้นที่กรุงเทพมหานคร จำนวน 1.2 ล้านคัน ตามแผนขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้า พ.ศ.2558-2573 ด้วยการใช้แบบจำลองค่ากำลังจำเพาะของยานยนต์และการศึกษาพฤติกรรมการขับขี่ของรถยนต์ที่ใช้งานจริงในกรุงเทพมหานคร ทั้งนี้วิธีการศึกษาทำให้ได้ฐานข้อมูลพฤติกรรมการขับขี่ในเชิงอัตราการใช้พลังงานที่วิเคราะห์ข้อมูลจากการขับขี่จริงของรถยนต์ที่ใช้ในกรุงเทพมหานคร ครอบคลุมช่วงความเร็วในการขับขี่, ประเภทถนน และระยะทางของถนน มากกว่า 65.98% ในกรุงเทพมหานคร ฐานข้อมูลดังกล่าวได้ถูกนำมาพัฒนาเป็นแบบจำลองเพื่อวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานของเมือง และวิเคราะห์ปริมาณพลังงานเมื่อสถานการณ์เปลี่ยนแปลงไป สำหรับผลของปริมาณพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อดำเนินการตามแผน EEP2015 บนสมมุติฐานสภาพจราจรและประสิทธิภาพเครื่องยนต์ไม่เปลี่ยนแปลงไป (กรณีฐาน) จะสามารถลดปริมาณพลังงานลงได้ 992.91 ktoe ซึ่งต่ำกว่าเป้าหมาย 130.09 ktoe หากต้องการให้บรรลุเป้าหมายจะต้องเพิ่มสัดส่วนการทดแทนด้วยรถยนต์ไฟฟ้าจาก 1.20 ล้านคัน (19.15%) เป็น 1.36 ล้านคัน (21.66%) และเพื่อเพิ่มทางเลือกในการประเมินความเป็นไปได้และการกำหนดทิศทางของนโยบายให้สามารถบรรลุเป้าหมายได้มากยิ่งขึ้น งานวิจัยนี้จึงใช้แบบจำลองดังกล่าววิเคราะห์ปริมาณพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปจากสถานการณ์ที่แตกต่างกัน 3 แบบคือ 1)เมื่อสภาพจราจรเปลี่ยนแปลงไปจากการปรับปรุงและพัฒนาโครงข่ายถนน, 2)เมื่อมี Carsharing และ 3)เมื่อน้ำหนักรถยนต์ลดลง จากการวิเคราะห์ผลของปริมาณพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อสถานการณ์จำลองเปลี่ยนแปลงไป 3 แบบและมีสัดส่วนการทดแทนด้วยรถยนต์ไฟฟ้าตามแผน EEP2015 พบว่า การมี Carsharing จะสามารถลดปริมาณพลังงานลงได้มากที่สุด รองลงมาคือ การเปลี่ยนแปลงสภาพจราจร และการลดน้ำหนักรถยนต์ คิดเป็น 46.91, 17.83 และ17.81% ตามลำดับเมื่อเทียบกับกรณีฐาน จากการศึกษานี้สามารถนำไปใช้เพื่อศึกษาแนวโน้มและทิศทางการเปลี่ยนแปลงไปของปริมาณพลังงานจากสถานการณ์ต่างๆเพื่อใช้ในการกำหนดนโยบายให้สามารถบรรลุผลตามเป้าหมายได้ นอกจากนั้น การทดสอบรถในการใช้งานจริงกับสภาพจราจรในกรุงเทพมหานครที่มีลักษณะการขับขี่แบบขับๆ หยุดๆ พบว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่เหมาะสมจะใช้ในกรุงเทพมหานคร ควรเป็นรุ่นที่มี regenerative braking มาก ซึ่งจะให้อัตราการใช้พลังงานได้ลดลงกว่า 13-16% เทียบกับรุ่นที่มี regenerative braking น้อยกว่า

การสร้างและตรวจสอบคุณลักษณะของแอคชัวเอเตอร์นิวเมติกส์สำหรับระบบของไหลจุลภาค, ศิวพล ฉายแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาแอคชัวเอเตอร์นิวเมติกส์ซึ่งมีโครงสร้างที่สำคัญอยู่ 3 ส่วน คือ ชั้นควบคุมสำหรับลมอัด ชั้นของไหลสำหรับของไหลที่มีอนุภาคพลาสติกหรือเซลล์ ฟิล์มบางที่กั้นกลางระหว่างชั้นควบคุมและชั้นของไหล อย่างไรก็ตามวิธีการสร้างฟิล์มบางในอดีตค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นวัตถุประสงค์ในการศึกษาจึงมี 2 ประเด็น คือ การศึกษากระบวนการสร้างชิพของไหลจุลภาคและฟิล์มบางด้วยชั้นสังเวย กับการศึกษาผลของขนาดของแอคชัวเอเตอร์กับการเปลี่ยนแปลงแรงดันต่อระยะกระดกของฟิล์มบาง ขั้นตอนการสร้างแอคชัวเอเตอร์เริ่มจากชั้นควบคุม ที่สามารถสร้างได้ด้วยวิธีซอฟต์ลิโทกราฟ (Soft Lithography) ด้วยสารโพลีไดเมททิลไซโลเซน (Polydimethylsiloxane-PDMS) ในขณะที่ฟิล์มบางจำเป็นต้องใช้เทคนิคการปั่นเหวี่ยงสารโพลีไดเมททิลไซโลเซนบนชั้นสังเวย โดยชั้นสังเวยได้ใช้สารโพลีไวนิลแอลกฮอลล์ (Polyvinyl Alcohol) หลังจากจึงนำชิ้นงานทั้งสองมาประสานกันด้วยเทคนิคการคายประจุแบบโคโรน่า แล้วกำจัดชั้นสังเวยออกด้วยน้ำอุ่นที่อุณหภูมิ 120 oC ในขั้นตอนสุดท้ายจึงนำพอร์ตลมอัดมาเชื่อมต่อและประสานกับกระจกสไลด์ สำหรับการทดสอบสมบัติของแอคชัวเอเตอร์นิวเมติกส์จะเริ่มจากการหาค่าความแข็งแรงสำหรับการเชื่อมประสานชิ้นงานทั้งสองส่วน ซึ่งพบว่าแรงดันอากาศสูงสุดที่ไม่ทำให้ชิ้นงานฉีกขาดเท่ากับ 25 kPa ในขั้นตอนต่อไปจึงหาระยะกระดกในช่วงความดัน 0-27 kPa สำหรับแอคชัวเอเตอร์ทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีฟิล์มบางหนาประมาณ 100 µm ผลการทดลองแสดงว่าการควบคุมพารามิเตอร์ในกระบวนการผลิตชิ้นงานยังทำได้ไม่ดีนัก และมีผลต่อระยะกระดกตัวค่อนข้างมาก โดยระยะกระดกที่ 25 kPa สำหรับแอคชัวเอเตอร์ขนาด 1500, 2000 และ 2500 µm เท่ากับ 238±52, 354±43 and 493±33 µm ตามลำดับ เมื่อกระตุ้นแอคชัวเอเตอร์ที่ 1, 5 และ 20 Hz ที่แรงดันอากาศคงที่เท่ากับ 25 kPa พบว่าแอคชัวเตอร์ทุกขนาดจะตอบสนองได้ดีที่ความถี่ 1 Hz นอกจากนั้นยังพบว่าเมื่อกระตุ้นไปแล้วจำนวน 50,000 ครั้ง ระยะกระดกของแอคชัวเตอร์ทุกขนาดก็ไม่เปลี่ยนแปลงนัก ส่วนการทดสอบการรั่วไหลของของเหลวที่แรงดันอากาศ 35 kPa พบว่าสามารถใช้แอคชัวเอเตอร์นิวเมติกส์ขนาด 2000 µm ปิดกั้นการไหลของของเหลวที่ 0.5 ml/min แต่ไม่สามารถปิดกั้นการไหลที่ 1 ml/min ในท่อลึก 300 µm ได้

The Effect Of Corrosion Defects On The Failure Of Oil And Gas Transmission Pipelines: A Finite Element Modeling Study, Jennet Orasheva

UNF Graduate Theses and Dissertations

The transportation of oil and gas and their products through the pipelines is a safe and economically efficient way, when compared with other methods of transportation, such as tankers, railroad, trucks, etc. Although pipelines are usually well-designed, during construction and later in service, pipelines are subjected to a variety of risks. Eventually, some sections may experience corrosion which can affect the integrity of pipeline, which poses a risk in high-pressure operations. Specifically, in pipelines with long history of operation, the size and location of the corrosion defects need to be determined so that pressure levels can be kept at safe …

Fea Analysis And Optimization Of Differential Housing For Fatigue Stresses And Fatigue Test Design To Study Skin Effect In Ductile Iron, Swapnil A. Pandey

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Automotive emission standards are getting more stringent day by day and governments worldwide are moving to reduce emissions from automobiles. In this scenario reducing the weight of automobile components becomes an important design objective to reduce emissions. A 10% reduction of weight in the complete automobile leads to 6-8 percent improvement in mileage (Mhapankar 2015). Also, powertrain components make up for approximately 27% of the total automobile weight and thus optimizing the design of components in the powertrain is an important task (Mhapankar 2015). Statistics show that 26% of component failures in automobiles are part of powertrain and 21% of …

Frontal Crash Analysis Of A Conformable Cng Tank Using Finite Element Analysis, Datta Sandesh Manjunath

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The purpose of this study is to computationally model and analyze a Conformable Compressed Natural Gas (CNG) fuel tank for frontal crashes using Finite Element Analysis. Researchers have developed a CNG fuel tank, which is conformable, non-conventional and non-cylindrical. This tank increases cost efficiency, volumetric efficiency and cargo efficiency in CNG vehicle applications. A lightweight pickup truck (2015 Chevrolet Silverado) has been used to integrate the CNG tanks and field-testing has been conducted to demonstrate the application.

The report mainly focuses on the effective finite element modeling of the chassis, brackets and tanks using HYPERMESH and RADIOSS. The frontal crash …

Effect Of Local Magnetic Field Disturbances On Inertial Measurement Units Accuracy, Xavier Robert-Lachaine, Hakim Mecheri, Christian Larue, André Plamondon

Études primaires

Inertial measurement units (IMUs), a practical motion analysis technology for field acquisition, have magnetometers to improve segment orientation estimation. However, sensitivity to magnetic disturbances can affect their accuracy. The objective of this study was to determine the joint angles accuracy of IMUs under different timing of magnetic disturbances of various durations and to evaluate a few correction methods. Kinematics from 12 individuals were obtained simultaneously with an Xsens system where an Optotrak cluster acting as the reference system was affixed to each IMU. A handling task was executed under normal laboratory conditions and imposed magnetic disturbances. Joint angle RMSE was …

Numerical Computation Of Transient Response Of 2d Wedge Impact, Naresh Kumar Koyyapu

LSU New Orleans Theses and Dissertations

The diverse applications of advanced marine craft ascribed to their high speed and technological advancements has led to the use of stronger and lighter metals in such crafts. High speed, in effect also increases slamming loads as higher speed increases frequency of wave encounter while operating in waves. The present study is limited to wedge impact models. Fundamentally, the study is thus about two-dimensional (2D) wedge impact in water. In an attempt to predict the structural response to impact hydrodynamic force, a beam element based finite element (FE) computer program is written and the results of the code are presented …

A Sharp Interface Isogeometric Strategy For Moving Boundary Problems, Tao Song

Open Access Dissertations

The proposed methodology is first utilized to model stationary and propagating cracks. The crack face is enriched with the Heaviside function which captures the displacement discontinuity. Meanwhile, the crack tips are enriched with asymptotic displacement functions to reproduce the tip singularity. The enriching degrees of freedom associated with the crack tips are chosen as stress intensity factors (SIFs) such that these quantities can be directly extracted from the solution without a-posteriori integral calculation.

As a second application, the Stefan problem is modeled with a hybrid function/derivative enriched interface. Since the interface geometry is explicitly defined, normals and curvatures can be …

Final Design Report: Polymer Fatigue Characterization Test Method, Wyatt Ayling, Tyler Price, Brandon Stell, Michela Upson

Mechanical Engineering

Polylogix is a team dedicated to the design, build, and testing of a fatigue machine to simulate cyclic loading on a biomedical polymer. This project is sponsored by Endologix, Inc. to provide test data characterizing mechanical material properties of various formulations of polymer used in abdominal aortic aneurysm surgeries. With this project goal, the machine must be able to test the polymer at body conditions; these include a testing temperature of 37°C and a cycling frequency ranging from 1 Hz to 10 Hz. This report proposes the following solution to this design challenge: an AC motor-driven mechanism utilizing a planetary …

Analysis Of Composite Plates By Using Mechanics Of Structure Genome And Comparison With Ansys, Banghua Zhao

Open Access Theses

Motivated by a recently discovered concept, Structure Genome (SG) which is defined as the smallest mathematical building block of a structure, a new approach named Mechanics of Structure Genome (MSG) to model and analyze composite plates is introduced. MSG is implemented in a general-purpose code named SwiftComp™, which provides the constitutive models needed in structural analysis by homogenization and pointwise local fields by dehomogenization. To improve the user friendliness of SwiftComp™, a simple graphic user interface (GUI) based on ANSYS Mechanical APDL platform, called ANSYS-SwiftComp GUI is developed, which provides a convenient way to create some common SG models or …

3-Axis Automated Probe Traverse For Aerodynamic Testing, Tananant Boonya-Ananta, Ricky Wai, Zander Oostman, Teyvon Brooks

Mechanical Engineering

Our primary objective is to design, build, and test an automated traverse to hold measurement probes in Cal Poly’s low speed wind tunnel. The device should cause minimal flow disturbance. It’s movements must be able to cover eighty percent of the three-dimensional test section. The device should have a mounting point for interchangeable probes. The assembly is to be integrated with the current frame structure on the wind tunnel test section, and should allow very minimal deflection of the measurement probe. The user should be able to control the motion of the traverse via a computer interface which supports automatic …

Finite Element Simulation Of Pzt-Aided Interrogation Of Composite Laminates Exhibiting Damage, Amany Micheal, Yehia Bahei-El-Din

Centre for Advanced Materials

Piezoelectricity has proved effective in capturing changes in structures caused by various damage mechanisms. In one approach, piezoelectric wafer active sensors (PWAS) are mounted on the surface of the host structure and utilized as both actuators and sensors to interrogate the structure and monitor its health. This is achieved by subjecting the PWAS to a transient electric pulse and reading the resulting voltage. Changes in the stiffness of the substrate due to structural damage affect the response of the PWAS, which could be correlated to integrity of the structure. Applying this technique to fibrous composite laminates encounters particular challenges due …

High Altitude Ballooning And The Effect Of Temperature On Balloon Ascent Rate, Christopher D. Young

Posters-at-the-Capitol

Abstract

High Altitude Ballooning and The Effect of Temperature on Balloon Ascent Rate.

Christopher Young

High-altitude balloons are unmanned balloons, usually filled with helium or hydrogen, that after release, ascend into the stratosphere, generally attaining an altitude of between 60,000 to 100,000 feet. The balloon payload includes scientific experiments on organisms, equipment to study radiation, temperature, ultra- violet radiation, and pressure. The balloon flights and experiments are logged by means of video devices and are tracked from the ground through multiple tracking devices. The effect of temperature on the ascent rate of the balloon could change how the balloon expands …

Collapse Resistance Of Moment Resisting Frame And Shear Wall Rc Structural Systems Exposed To Blast, Alaa I. Chehab, Christopher D. Eamon, Joshua Griffin

Civil and Environmental Engineering Faculty Research Publications

Various characteristics of a structure influence its response when subjected to a blast load. This has important implications for survivability and resistance to progressive collapse. In this study, the effect of the type of lateral load resisting system on reinforced concrete building resistance to progressive collapse when exposed to blast load is examined. Fourteen different reinforced concrete structures were considered for analysis, with five structures designed as moment resisting frames and nine designed as shear walls systems. Buildings with 3, 6, and 10 stories with 3, 4, and 5-bay symmetric configurations were considered. The structures were exposed to external and …

Study On The Impact Abrasive Wear Of New Super-High Manganese Steel, Wenyan Wang

The 8th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing

No abstract provided.

Numerical And Experimental Characterization Of Material Flow In Forged Aluminum Wheel, Jong-Ning Aoh, Ming-Chiu Li, Chong-Jin Li

The 8th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing

No abstract provided.

Numerical Modeling And Simulation Of Welding Residual Stresses Using Finite Element Method, Jing Zheng, Ayhan Ince

The 8th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing

No abstract provided.

Modeling On Tail Pinch In Finishing Rolls During Hot Strip Rolling, Jong-Ning Aoh, Han-Kai Hsu, Ming-Fa Chen

The 8th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing

No abstract provided.

Simulation On The Sealing Of Aluminum Ball Joint, Haobin Tian, Xiaohang Liu, Xuelei Li, Jun Feng

The 8th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing

No abstract provided.

Research Of The Metal Flow Picture In The Upsetting Based On Computer And Physical Simulation, Konstantin Nikolaevich Solomonov

The 8th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing

No abstract provided.

Mechanical Design And Optimization Of An Interactive Animatronic Bald Eagle, Eric Burns

Phi Kappa Phi Research Symposium (Archived)

Animatronics is a specialized sub-category of mechatronics, a fusion of mechanical and electrical engineering. The field has grown from small, individual projects into a major industry. As animatronics progress, mechanical engineers are pushed to design internal structures which occupy ever-decreasing spaces and to ensure designs can undergo maintenance and modifications smoothly. This research investigates methods of reducing space required for mechanisms and several other beneficial methods of development as well as varying satisfactions for audiences when exposed to actor-controlled systems rather than pre-scripted functions. The mechanical systems are designed using CAD software available at Georgia Southern. On-campus, resources are used …

Designing And Building An Automatic Chamfer Grinder, William Johnson

Mahurin Honors College Capstone Experience/Thesis Projects

Modern day manufacturing is a demanding environment with a constant need for process improvement. As automation becomes more advanced, there are fewer jobs that must be completed by a human. In the case of Stupp Bridge Company, a local manufacturer of steel bridge girders, their workforce is highly skilled, so replacing mundane tasks with automation allow the skilled workers to focus on the difficult jobs. One such task is grinding a chamfer onto every leading edge of each girder flange, eight edges in total, ranging from 20 to 200 feet long. The purpose of this project was to design an …

A Hybrid Technique Of Energy Harvesting From Mechanical Vibration And Ambient Illumination, M Shafiqur Rahman

LSU New Orleans Theses and Dissertations

Hybrid energy harvesting is a concept applied for improving the performance of the conventional stand-alone energy harvesters. The thesis presents the analytical formulations and characterization of a hybrid energy harvester that incorporates photovoltaic, piezoelectric, electromagnetic, and electrostatic mechanisms. The initial voltage required for electrostatic mechanism is obtained by the photovoltaic technique. Other mechanisms are embedded into a bimorph piezoelectric cantilever beam having a tip magnet and two sets of comb electrodes on two sides of its substructure. All the segments are interconnected by an electric circuit to generate combined output when subjected to vibration and solar illumination. Results for power …

Design Maps For Fracture Resistant Functionally Graded Materials, Muhammad Ridwan Murshed

Theses and Dissertations

The objective of this research is to generate design maps to identify functionally graded microstructures with enhanced fracture toughness. Several Functionally Graded Materials (FGMs) with an edge crack and membrane loading are considered and the resulting J-integral values are computed numerically using Finite Element Analysis. In order to capture the resulting stress fields accurately, Barsoum elements are used in the vicinity of the crack tip and the simulations are carried out for several crack lengths (a) and material contrasts (κ). The averages of the J-integral values are used to determine the normalized Stress Intensity Factors which are then benchmarked with …