4987 research outputs found
Sort by
Algorithm-aided design and optimization of steel truss
Full text linkTässä työssä on tutkittu algoritmiavusteisen suunnittelun hyödyntämistä teräsristikoiden mitoituksessa. Työssä esitetään mitoitusprosessi, jonka soveltuvuutta mitoituksen tehostamiseen testataan eri jännevälin Warren-ristikoilla. Mitoituksessa noudatettiin kaikkia eurokoodin mukaisia ehtoja. Kehitetyssä menetelmässä ristikolle suoritetaan sauvojen mitoitus murtorajatilassa sekä liitosten solmupistetarkastelut. Laskentamallissa kaikkien liitosten epäkeskisyydet huomioitiin muodostamalla diagonaalisauvojen ja paarteiden välille jäykät epäkeskisyyselementit.
Työssä esitellään teräsristikoiden mitoituksen laskentakaavat ja perinteiset suunnitteluprosessit. Eurokoodin mukaisen laskennan lisäksi työssä on esitelty teräsristikon kustannusten arviointia varten kustannuspaikkapohjainen laskentamalli. Algoritmiavusteista suunnittelua sekä optimointia esitellään yleisellä tasolla. Työssä pureudutaan tarkemmin kehitetyn algoritmiavusteisen suunnitteluprosessin eri vaiheisiin ja niissä esiintyvien ongelmakohtien ratkaisuihin.
Mitoitusalgoritmi yhdistettiin lopuksi osaksi optimointiprosessia. Optimoinnin kohdefunktiona käytettiin ristikon massaa sekä arvioituja valmistuskustannuksia. Optimointiajot tehtiin kolmen eri jännevälin ristikolla vakiokuormituksella. Optimointi suoritettiin Grasshopper-ympäristössä käyttämällä optimoinnissa parveilualgoritmia. Optimoinnin suunnittelumuuttujina olivat sauvojen poikkileikkaukset, sekä ristikon geometriaominaisuudet. Rajoitusehdot koostuivat eurokoodin mukaisista sauvojen ja liitosten kestävyyksistä, geometrian reunaehdoista sekä käyttörajatilan mukaan lasketusta taipumasta.
Kehitetty mitoitusmenettely osoittautui tehokkaaksi mitoituksessa kaikilla testatuilla jänneväleillä. Mitoitukseen kuluva aika oli keskiarvoltaan kaikilla jänneväleillä alle kaksi sekuntia. Mitoitusalgoritmi liitettiin myös osaksi optimointia onnistuneesti. Optimoinnissa sekä kustannusten, että painon osalta päästiin lähtötilanteeseen nähden yli 10 % parempiin tuloksiin. Paino- ja kustannusoptimeiden välillä ei löydetty merkittäviä eroja, koska optimoitava ristikkotyyppi oli vakio
Aaria: A Simulation Framework of Reconfigurable Manipulators for Deep Learning Scenarios
Full text linkThis thesis presents a simulation platform called Aaria. The purpose of Aaria is the generation of synthetic movement data for machine learning applications in robotics. The goal is to learn deep features that are common to the robotic structures so that the solution could generalize to all robots regardless of mass or structure. This thesis also discusses the literature about reconfigurable mechanisms, system parameter identification, human activity recognition and synthetic data. The descriptions of the components of a convolutional neural network are also included in this work along with the network architecture used in the presented machine-learning task.
The modular structure of Aaria allows it to generate any kind of open chain manipulator with a maximum of six degrees of freedom defined by modified Denavit-Hartenberg parameters. One of the advantages of Aaria is its ability to generate randomized structures and thus generate a wide variety of time series data. Time series data can be considered as one-dimensional images, which makes them a suitable data type for convolutional neural networks. Multiple time series can form a two-dimensional structure similar to images. This kind of two-dimensional time series dataset can be used as training data for learning deep features of robotic structures. In addition to being able to generate random strictures, Aaria can also be used to simulate and gather data from specific structures.
Some of the generated synthetic data was used in a machine-learning task to estimate the lengths and masses of swinging structures based on input torques and rotation angles, velocities and accelerations. The results were promising with 2.5 % mean relative error for both length and mass
Incrementally Transforming an Interpreter into a Compiler
No full textTässä opinnäytetyössä tutkitaan tulkin muuttamista kääntäjäksi kasvattamalla käännöksen osuutta käännösvaihe kerrallaan. Tämä on vaihtoehto kääntäjän kirjoittamiselle suoraan tai tulkin muuttamiselle kääntäjäksi osittaisevaluaattorilla. Menetelmän toimivuus todennetaan muuttamalla puhtaasti tulkattu pienehkön funktionaalisen ohjelmointikielen toteutus kääntäjän ja virtuaalikoneen yhdistelmäksi. Havaitaan välikielten tulkkien antavan huomattavasti tukea toimivan kääntäjän kirjoittamiseen
Effects of railway noise and vibration on humans
Full text linkTässä työssä selvitettiin rautatieliikenteen aiheuttaman melun ja tärinän vaikutuksia ihmiseen sekä asumiseen sekä tutkia keinoja niiden haittavaikutusten vähentämiseksi. Työ suoritettiin kirjallisuustutkimuksena ja lähtökohtana oli määrittää suurimmat melun ja tärinän aiheuttajat Suomen rautatieliikenteessä.
Työn alkuosassa esiteltiin rautatieliikennettä Suomessa, jonka jälkeen perehdyttiin meluun ja tärinään. Molemmat ympäristöhaitat määritettiin ja kuvattiin niiden syntymistä ja leviämistä ympäristöön junaliikenteen vuoksi. Näiden synnyn yhteydessä muodostuu myös runkomelua, joka on tärinän ja melun väli-ilmenemismuoto. Asiaa tutkittiin VTT:n tekemien selvitysten pohjalta ja aiempien tutkimusraporttien pohjalta.
Ihminen kokee niin melun kuin tärinänkin haitallisena usein kotonaan ja asumisviihtyvyyden laskuna. Puhtaasti mitattuna junaliikenteestä syntyvä tärinä tai melu ei ole voimakasta, mutta pitkään aistittuna se vaikuttaa ihmisen terveyteen negatiivisesti. Meluhaittoja on helpompi mitata ja valvoa, joten sille on olemassa tarkat raja-arvot Suomen lainsäädännössä. Tärinälle taas ei lainvoimaisia lukuja löytynyt, mutta sen sijaan löytyi olemassa olevia suosituksia ja ohjeita, joita noudatetaan suunnittelussa.
Melun ja tärinän torjuntakeinot jaetaan suunnitteluun, junakalustoon, ratarakenteeseen, radan ympäristöön sekä rakennuksiin liittyvään torjuntakeinoihin. Osa niistä on luonnollisia ylläpitotöitä, kun taas osa vaatii erityistä rakentamistyötä ja panostusta. Työssä päädyttiin siihen, että radan ja kaluston ylläpidolla voidaan ehkäistä melun sekä tärinän syntymistä merkittävästi. Samalla se lisäisi matkustusturvallisuutta, mikä osaltaan parantaa junaliikenteen vaikutelmaa
Kolmiulotteisten tietokoneavusteisten mallien yksinkertaistaminen renderoinnin nopeuttamiseksi
Full text linkVisualization of three-dimensional (3D) computer-aided design model is an integral part of the design process. Large assemblies such as plant or building designs contain a substantial amount of geometric data. New constraints for visualization performance and the amount of geometric data are set by the advent of mobile devices and virtual reality headsets. Our goal is to improve visualization performance and reduce memory consumption by simplifying 3D models while retaining the output simplification quality stable regardless of the geometric complexity of the input mesh.
We research the current state of 3D mesh simplification methods that use geometry decimation. We design and implement our own data structure for geometry decimation. Based on the existing research, we select and use an edge decimation method for model simplification. In order to free the user from configuring edge decimation level per model by hand, and to retain a stable quality of the simplification output, we propose a threshold parameter, \textit{edge decimation cost threshold}. The threshold is calculated by multiplying the length of the model’s bounding box diagonal with a user-defined scale parameter.
Our results show that the edge decimation cost threshold works as expected. The geometry decimation algorithm manages to simplify models with round surfaces with an excellent simplification rate. Based on the edge decimation cost threshold, the algorithm terminates the geometry decimation for models that have a large number of planar surfaces. Without the threshold, the simplification leads to large geometric errors quickly. The visualization performance improvement from the simplification scales almost at the same rate as the simplification rate
Suurnopeuskäyttöisen oikosulkumoottorin syöttöjärjestelmän harmonisen sisällön ja tehohäviöiden analysointi
Full text linkHigh-speed high-power applications used in vacuum system applications have some unique features compared to other frequency-converter fed motor applications. Operating frequencies and rotational speeds are usually high and significant mechanical stresses occur in rotor. Therefore, solid rotor motors are used due to their mechanical strength. Solid rotor motors are sensitive to supply voltage distortion in terms of eddy current losses and their power factor is relatively low. Therefore, output sinusoidal filters are used at supply converter output. In addition, switching frequencies are relatively low compared to operating frequency. Harmonic contents, sinusoidal filter losses and other relevant vacuum system’s supply system characteristics are investigated in this thesis.
Due to low switching frequency and high operating frequency, switching frequency harmonics and base band harmonics might occur at same frequency ranges causing high harmonic amplitudes. Harmonic voltage patterns at different operating frequencies might also be very different. Output voltage harmonics in relevant operating frequencies of Runtech Systems turbo blower application are investigated and analyzed.
Output sinusoidal filter power losses at different operating points are investigated based on measured filter currents. Simplified analytical method to calculate filter power losses is derived based on filter parameters and structure. Due to limited compensation capacity of fixed output filter, filter current distortion is different at different operating frequencies. Therefore, frequency dependency of filter power losses is considered. Different filter structures are used in different vacuum applications. Therefore, filter power loss information is relevant in terms of cooling system design.
Various supply cable configurations and cable lengths are used in different vacuum system field applications. Some power cables are not suitable for certain variable-frequency applications due to their electromagnetic asymmetry. Different power cables are analyzed, and certain cable configurations are suggested for vacuum applications. Purpose of the thesis is to produce valuable information for both product development in future and for vacuum system projects
Switchable housing spaces, case Asuntoreformi 2018 in Kuokkala
No full textDiplomityössä tutkitaan kytkettävien asuintilojen käyttömahdollisuuksia Asuntoreformi 2018 -kilpailun kilpailutyöstä kehitetyssä suunnitelmassa. Asuntoreformi 2018 asumisen ideakilpailussa etsittiin uusia ideoita tulevaisuuden asumisen haasteisiin, kuten uusia hallintamuotoja, yhteisöllisyyden ja jaettujen tilojen muotoja, elinkaariasumisratkaisuja ja muuntojoustavuustapoja. Kytkettäviin asuintiloihin keskittyvä diplomityö luo näihin teemoihin ja erityisesti muuntojoustavuuteen yhden ratkaisun. Työhön valittiin kilpailun kolmesta tontista Jyväskylän Kuokkalan tontti.
Työn tutkimuskysymykset ovat: miten asunnon kokoa voidaan muuttaa kytkettävillä asuintiloilla ja millaisia kytkettävät asuintilat voisivat olla Kuokkalan tontilla? Työn näkökulma on käytäntöpainotteinen, mutta työ pohjautuu jo aiheesta luotuun teoriaan.
Työ jakautuu kahteen osaan: teoreettisempaan taustoittavaan kirjallisuuskatsaukseen ja suunnitelmaosuuteen. Taustoittavassa osuudessa käydään lävitse, miten kytkettäviä asuintiloja on tähän mennessä tutkittu, ja miten ja millaisia kytkettäviä asuintiloja voitaisiin toteuttaa. Suunnitelma pohjautuu kahteen kytkettävillä asuintiloilla toimivaan tyyppitalokonseptiin: urbaaniin ja townhouse-konseptiin. Tyyppitaloja on tutkittu sekä toiminnallisesta, teknisestä, kaupunkikuvallisesta ja arkkitehtonisesta näkökulmasta.
Diplomityö luo yhden ratkaisun Kuokkalan tontille, mutta suunnitteluperiaatteet ovat yleistettävissä laajempaakin käyttöön. Tyypillisestä asuntotuotannosta poikkeava lähestymistapa herättelee asukkaita ja rakennusalaa pohtimaan, mitä asuminen voisi olla tulevaisuudessa.
Tämän julkaisun alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck –ohjelmalla
Syväpuolustus mikropalveluiden pääsynhallinnassa
No full textMore and more application deployments are moving towards leveraging the microservice paradigm in hopes of increased efficiency of operations and more flexible software development. Microservices are not a straightforward successor of existing methods and they introduce a lot of new complexity. Especially security concerns lack analysis in academic literature and new developments have mostly been assessed in grey literature.
The thesis explores the solutions to increase the security of microservice applications hosted in virtual private clouds. We start with the assumption that the networking security controls have been bypassed and the adversary is inside the network. We look at the situation through a holistic lens to identify the biggest gaps and how they can be filled in REST service-to-service communications. The solutions are platform agnostic to support the multi-cloud paradigm to reduce operational costs and increase global coverage.
Defense-in-depth methods proposed are establishing mutually authenticated TLS connections between services comprising an application and introducing granular access control using cryptographically secure methods. The industry state of the art ways to achieve these are assessed and analyzed comparatively and against good security engineering design principles. Both methodologies and their practical implementations are explored. We assess two distinct models for reference use for secure architecture design in microservices. These models piece lower level pieces into a comprehensive idea of what good microservice security looks like. The architectures can be used as is, as a basis for designing secure application architectures.
The thesis introduces security analysis of existing methods of deploying and establishing secure microservice applications, from container level orchestration to high level architectural choices. The work adds to the existing body of knowledge by assessing some of the security concerns enterprises moving towards microservice deployments are facing and by providing a new analysis of industry developments that have not been looked at thoroughly through a security lens in scientific literature
Design and implementation of a data transfer between mobile devices
Full text linkMobiililaitteiden ollessa nykypäivänä lähes välttämättömyys monille ja uusien mallien tullessa jatkuvasti markkinoille, monet käyttäjät ovatkin tottuneet vaihtamaan laitteensa uuteen jopa parin vuoden välein. Mobiililaitteen vaihtamiseen liittyy oleellisesti tietojen saanti vanhasta laitteesta uuteen ja monet yritykset kuten mobiililaitteiden jälleenmyyjät ja teleoperaattorit myyvätkin tietojensiirtoa palveluna loppukäyttäjille. Tiedonsiirron toteuttavat sovellukset ovat tyypillisesti toimineet tietokoneissa, joiden kautta tiedonsiirto on tehty. Markkinoilla on kuitenkin mahdollisesti kysyntää myös mobiililaitteissa toimiville suoraan mobiililaitteissa toiseen tiedonsiirron toteuttaville sovelluksille.
Tämän diplomityön aiheena on Piceasoftille suunniteltu ja toteutettu mobiililaitteiden välisen tiedonsiirron toteuttava mobiilisovellus. Ensimmäisenä diplomityössä esitellään sen taustat ja tarpeet, jonka jälkeen esitellään niistä muodostetut, toteutettavan sovelluksen vaatimukset. Lisäksi esitellään työn toteutukseen valitut teknologiat sekä niiden avulla toteutettu sovellus. Lopuksi arvioidaan toteutettua sovellusta vertaamalla sitä sille asetettuihin vaatimuksiin sekä suorituskykymittauksilla.
Työssä toteutettiin soveltuvuusselvityksenä toimiva mobiilisovellus Androidille. Toteutus muodostuu sovellusprojektin lisäksi sovelluksen päätoiminnallisuuden toteutettavasta kirjastoprojektista. Sovellus ei sellaisenaan ole valmis kaupalliseen käyttöön, mutta sen avulla voidaan esitellä suoraan mobiililaitteesta toiseen tapahtuvan tiedonsiirron toimivuus. Jos mobiililaitteesta toiseen tapahtuvalle siirrolle löydetään kaupallinen käyttötapaus, on toteutuksen jatkokehittäminen helppoa. Kirjastototeutuksen ansiosta myös toiminnallisuuden käyttöönotto onnistuu helposti Piceasoftin omaan PiceaOne-mobiilisovellukseen
Seinällä kiipeävän rocker-bogie robotin suunnitteleminen ja ohjaaminen
No full textWall-climbing robots have been developed for decades for different inspection, surface finish and research purposes. However, there are still limitations in traversing on, and between, different surfaces. Many robots are either limited on smooth surfaces or may not be able to cross obstacles due to low ground clearance. Rocker-bogie suspension has proven its capabilities on multiple planetary rovers developed by NASA. The system is simple and provides a large trajectory and good steering capabilities. Therefore, it would be interesting to research whether the suspension capabilities could be implemented in a wall-climbing robot.
The aim of the thesis was to identify design features affecting the design process of a wall-climbing robot with ability to move on different surfaces and cross obstacles. In addition to this, three different adhesion method concepts were developed, which were compared using the criteria identified. The method seen as the most suitable was used to develop a prototype robot and the performance of the robot was tested with empirical experiences.
The most important factors for robot performance are seen the ability to attach to the surface it is moving on, and the ability to climb and avoid different obstacles. Rocker-bogie suspension ensures the ability to move and cross obstacles, but on vertical surfaces an adhesion method is required to work together with the suspension. The robot prototype is combining the chosen adhesion method to rocker-bogie suspension. The locomotion and adhesion capabilities on inclined surfaces were tested. The adhesion was found to be insufficient for vertical surfaces due to lack of power, but the prototype robot is capable of moving on inclined surfaces it wouldn’t be able to without any additional adhesion