scholarly journals Experimental study and characterization of magnetoelastic ribbons as vibration sensors and their application for the identification of cracks in cantilever beams through the dynamic behavior of the beam

2020 ◽  
Author(s):  
Γεώργιος Σαμουργκανίδης
Keyword(s):  
Experimental Study ◽  
Dynamic Behavior ◽  
Cantilever Beam ◽  
Pattern Matching ◽  
Cantilever Beams ◽  
Q Factor ◽  
Proof Of Concept ◽  
Vibration Sensors ◽  
Matching Process

Στη παρούσα διατριβή λεπτές ταινίες μαγνητοελαστικού υλικού τύπου Metglas (άμορφο μεταλλικό κράμα Metglas 2826MB) μελετήθηκαν, χαρακτηρίσθηκαν και εφαρμόστηκαν ως αισθητήρας δονήσεων. Τέτοια υλικά έχουν την ιδιότητα να αλλάζουν την μαγνητική τους κατάσταση (μαγνήτιση) και να παράγουν μαγνητικά πεδία υπό την επίδραση μιας μηχανικής τάσης (Villary effect), και αντίστροφα να παραμορφώνονται μηχανικά όταν σε αυτά εφαρμοστεί κάποιο μαγνητικό πεδίο (magnetostriction). Στη παρούσα διατριβή, τα υλικά αυτά χρησιμοποιήθηκαν ως αισθητήρες δονήσεων με τη μορφή λεπτών ταινιών, και προσκολλήθηκαν πάνω στην επιφάνεια μιας μηχανικής δομής, όπως μία δοκός προβόλου (cantilever beam), για την παρακολούθηση της μηχανικής υγείας της δομής, παρουσία ρωγμών, μέσω των φυσικών της συχνοτήτων κάμψης. Το πειραματικό μέρος της διατριβής χωρίζεται σε τρεις βασικές φάσεις οι οποίες είναι, η επαλήθευση της χρήσης των υλικών αυτών ως αισθητήρες δονήσεων (proof of concept), ο πλήρης χαρακτηρισμός τους και τέλος η εφαρμογή τους στη ταυτοποίηση της μηχανικής υγείας της υπό μελέτης μηχανικής δομής. Στην παρούσα διατριβή, η σειρά των πειραμάτων ήταν σύμφωνη με την σειρά αυτών των φάσεων. Έτσι, όσον αφορά την πρώτη φάση, διερευνήθηκε η ικανότητα των μαγνητοελαστικών ταινιών να ανιχνεύουν και να μεταδίδουν την δονητική κατάσταση της μηχανικής δομής στην οποία ήταν επικολλημένες, καθώς και η ακρίβεια αυτών στην ανίχνευση της αλλαγής της δονητικής κατάστασης της δομής παρουσία ρωγμών, μέσω των καταγεγραμμένων δεδομένων των ιδιοσυχνοτήτων κάμψης. Για την εκτέλεση του έργου αυτού, ένα πλήθος διαφορετικών δειγμάτων προβόλου, άθικτων και μη, από κράμα αλουμινίου 6063 χρησιμοποιήθηκαν, και τα δεδομένα της ανίχνευσης των ιδιοσυχνοτήτων κάμψης συγκρίθηκαν με αντίστοιχα αριθμητικά αποτελέσματα από φασματικές προσομοιώσεις στο πρόγραμμα ANSYS. Κατά την δεύτερη φάση πραγματοποιήθηκε το πείραμα χαρακτηρισμού των ταινιών αυτών ως αισθητήρες δόνησης και μελετήθηκαν συνολικά επτά διαφορετικοί παράμετροι αισθητήρων όπως είναι η συχνοτική απόκριση, η γραμμικότητα, ο λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR), ο συντελεστής ποιότητας (Q factor), η σταθερότητα, η επαναληψιμότητα και η ευαισθησία. Το πείραμα αυτό του χαρακτηρισμού πραγματοποιήθηκε με την χρήση δύο διαφορετικών πειραματικών διατάξεων, μία για την εξέταση της παραμέτρου της συχνοτικής απόκρισης και μία για την εξέταση των υπολοίπων παραμέτρων. Η τρίτη και τελευταία φάση περιλαμβάνει την εφαρμογή των υπό εξέταση αισθητήρων δόνησης για τον εντοπισμό και την ταυτοποίηση ρωγμών σε μηχανικές δομές, όπως η δοκός πρόβολος, μέσω μια προτεινόμενης μεθοδολογίας αναγνώρισης ρωγμών. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει της χρήση μιας διεργασίας αντιστοίχισης προτύπων (pattern matching process), μέσω μιας διαδικασίας ελαχιστοποίησης της διασποράς των πειραματικών και θεωρητικών δεδομένων, προκειμένου να ταυτοποιηθεί η θέση και το βάθος της ρωγμής, και να προσδιοριστεί η μηχανική κατάσταση-υγεία της δομής. Οι μέθοδοι εκτέλεσης των πειραμάτων και τα πειραματικά δεδομένα της κάθε φάσης εξετάστηκαν λεπτομερώς και διεξοδικά, με τα αποτελέσματα αυτών να παρουσιάζονται και να περιγράφονται αναλυτικά στο κείμενο της διατριβής.

Dynamic Response of Small Cantilever Beams in Viscous Media

2010 ◽  
Author(s):  
A. Mishty ◽  
P. Stewart ◽  
A. Mian
Keyword(s):  
Resonance Frequency ◽  
Resonance Peak ◽  
Laser Vibrometer ◽  
Cantilever Beams ◽  
Q Factor ◽  
Thin Steel ◽  
Viscous Media ◽  
Lubrication Oils ◽  
Steel Foils

We have considered two configurations of cantilever beam for characterization of rheological properties (density and viscosity) of viscous material. Both the beams are made of thin steel foils, having different free end condition. The beams were vibrated in various viscous fluids such as water and lubrication oils under sweeping modes, and the frequency response of the beam was measured using Polytec laser vibrometer. For both beam configurations, the resonance frequency decreased while the width of the resonance peak (related to Q-factor) increased with increasing viscosity and density. Thus, the viscosity and the density of a liquid can be determined simultaneously using the experimentally measured resonance frequency and peak width.

Pattern Recognition for Classification and Matching of Car Tires

2005 ◽  
Vol 33 (1) ◽  
pp. 2-17 ◽  
Author(s):  
D. Colbry ◽  
D. Cherba ◽  
J. Luchini
Keyword(s):  
Computer Vision ◽  
Feature Extraction ◽  
Pattern Matching ◽  
Fourier Transforms ◽  
Two Dimensions ◽  
Multiple Sources ◽  
Matching Process ◽  
Visual Searches ◽  
New Feature ◽  
2D Fft

Abstract Commercial databases containing images of tire tread patterns are currently used by product designers, forensic specialists and product application personnel to identify whether a given tread pattern matches an existing tire. Currently, this pattern matching process is almost entirely manual, requiring visual searches of extensive libraries of tire tread patterns. Our work explores a first step toward automating this pattern matching process by building on feature analysis techniques from computer vision and image processing to develop a new method for extracting and classifying features from tire tread patterns and automatically locating candidate matches from a database of existing tread pattern images. Our method begins with a selection of tire tread images obtained from multiple sources (including manufacturers' literature, Web site images, and Tire Guides, Inc.), which are preprocessed and normalized using Two-Dimensional Fast Fourier Transforms (2D-FFT). The results of this preprocessing are feature-rich images that are further analyzed using feature extraction algorithms drawn from research in computer vision. A new, feature extraction algorithm is developed based on the geometry of the 2D-FFT images of the tire. The resulting FFT-based analysis allows independent classification of the tire images along two dimensions, specifically by separating “rib” and “lug” features of the tread pattern. Dimensionality of (0,0) indicates a smooth treaded tire with no pattern; dimensionality of (1,0) and (0,1) are purely rib and lug tires; and dimensionality of (1,1) is an all-season pattern. This analysis technique allows a candidate tire to be classified according to the features of its tread pattern, and other tires with similar features and tread pattern classifications can be automatically retrieved from the database.

Synthesis, Characterization, and Dynamic Behavior of Well-defined Dithiomaleimide-functionalized Maltodextrins

2020 ◽  
Vol 17 (2) ◽  
pp. 85-89
Author(s):  
Francisco J. Hidalgo ◽  
Nathan A.P. Lorentz ◽  
TinTin B. Luu ◽  
Jonathan D. Tran ◽  
Praveen D. Wickremasinghe ◽  
...  
Keyword(s):  
Physicochemical Properties ◽  
Dynamic Behavior ◽  
Industrial Applications ◽  
19F Nmr ◽  
Nmr Studies ◽  
Synthetic Pathway ◽  
End Groups ◽  
Sugar End

: Maltodextrins have an increasing number of biomedical and industrial applications due to their attractive physicochemical properties such as biodegradability and biocompatibility. Herein, we describe the development of a synthetic pathway and characterization of thiol-responsive maltodextrin conjugates with dithiomaleimide linkages. 19F NMR studies were also conducted to demonstrate the exchange dynamics of the dithiomaleimide-functionalized sugar end groups.

scholarly journals Characterization of design grammar of peptides for regulating liquid droplets and aggregates of FUS

2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Kiyoto Kamagata ◽  
Rika Chiba ◽  
Ichiro Kawahata ◽  
Nanako Iwaki ◽  
Saori Kanbayashi ◽  
...  
Keyword(s):  
Amino Acid ◽  
Electrostatic Interactions ◽  
Amyloid Fibrils ◽  
Droplet Formation ◽  
Liquid Droplets ◽  
Proof Of Concept ◽  
Aggregate Formation ◽  
Fused In Sarcoma ◽  
Dynamics Simulations

AbstractLiquid droplets of aggregation-prone proteins, which become hydrogels or form amyloid fibrils, are a potential target for drug discovery. In this study, we proposed an experiment-guided protocol for characterizing the design grammar of peptides that can regulate droplet formation and aggregation. The protocol essentially involves investigation of 19 amino acid additives and polymerization of the identified amino acids. As a proof of concept, we applied this protocol to fused in sarcoma (FUS). First, we evaluated 19 amino acid additives for an FUS solution and identified Arg and Tyr as suppressors of droplet formation. Molecular dynamics simulations suggested that the Arg additive interacts with specific residues of FUS, thereby inhibiting the cation–π and electrostatic interactions between the FUS molecules. Second, we observed that Arg polymers promote FUS droplet formation, unlike Arg monomers, by bridging the FUS molecules. Third, we found that the Arg additive suppressed solid aggregate formation of FUS, while Arg polymer enhanced it. Finally, we observed that amyloid-forming peptides induced the conversion of FUS droplets to solid aggregates of FUS. The developed protocol could be used for the primary design of peptides controlling liquid droplets and aggregates of proteins.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document