4987 research outputs found
Sort by
Corrosion Properties of Thermally Sprayed Bond Coatings
Get PDFPlasma sprayed chromia coatings are known to have excellent wear and corrosion properties in acidic conditions at ambient and elevated temperatures. Thermally sprayed metallic bond coatings are often between the ceramic top coating and the metallic base material in order to guarantee good adhesion of the ceramic coating to the substrate, however corrosion environments can be extremely damaging to such bond coatings due to absence of dissolved oxygen, high concentration of the corrosive electrolyte under the top coating, crevice corrosion mechanisms inside the coating and galvanic coupling between the coatings and even with the corrosion-resistant substrate material. When bond coatings are used, it is therefore of high importance to select the bond layer chemistry and method of manufacturing so that the bond coating can survive in such harsh conditions. In the present study, HVOF sprayed Ni-20Cr, Hastelloy C-276 and Ultimet alloy coatings, and plasma sprayed tantalum coating were studied.
The substrate material was solid Hastelloy C-276 while the top coating was plasma sprayed Cr2O3. Corrosion properties were studied in sulphuric acid solutions of various concentrations (0.1M, 0.5M, 1M) at room temperature and at the temperature of 60°C.
The corrosion measurements used in this study were electrochemical polarization, Electrochemical Impedance Spectroscopy measurements, and immersion tests. The coating microstructures were studied before and after the immersion test.
At room temperature, the results showed that between all the bond coatings the plasma sprayed tantalum performed significantly better, in fact it had very good respond either in the electrochemical measurements and in the immersion test. The Ultimet alloy had the lowest corrosion resistance according to the tests performed.
The HVOF sprayed Ni-20Cr and HVOF sprayed Hastelloy C-276 showed an intermediate corrosion resistance between the tantalum bond coating and the Ultimet alloy bond coating.
At the temperature of 60°C the corrosion resistance of the different bond coatings changed especially for the Ni-20Cr; in fact the immersion test caused the completely dissolution of HVOF sprayed Ni-20Cr and the considerable attack of Ultimet alloy while the plasma sprayed tantalum and HVOF sprayed Hastelloy C-276Ni-20 Cr resisted to such corrosion conditions fairly well
Distributed Processing in FPGA Accelerated Cloud
Get PDFMotivated by the need of cost reduction, better energy efficiency and agile update and deployment of new services, telecommunication industry is moving towards virtualization, which lead to Network Function Virtualization (NFV) standard. NFV leverages cloud technologies to deploy network functions that are traditionally implemented using dedicated proprietary hardware. Still, the performance provided by current cloud infrastructure does not fulfill the requirements for demanding NFV's use cases. Thus, hardware acceleration should be deployed.
The hardware programmability of FPGAs allows them to adapt well to many type of workloads, placing them as good candidates to be used as hardware accelerators in virtualized environments. In this thesis, the CRUN framework is proposed to provide FPGA as hardware accelerator resources in cloud, abstracting the integration complexity while enabling sharable and scalable use of such devices.
CRUN architecture allow user's acceleration hardware to be accessed locally and through the datacenter's network. The latter provide flexible connectivity by following the Software-defined Networking (SDN) principles. The architecture enables the same sharable FPGA to be used simultaneously as a co-processor, a network accelerator or as a distributed accelerator in a scalable scenario over several FPGAs.
In its current development state, CRUN was leveraged for inference of a machine learning application composed of a fully connected neural network. The main performance target was to achieve ultra-low latency, less than 40μs, for each inference at software level. Only CRUN fulfilled the requirement among the analyzed alternatives, where the architecture is capable of providing latency in the 30μs range in average. For context, high-end General-Purpose Processor (GPP) and Graphics Processing Unit (GPU) provided latency values of 798μs and 1 897μs respectively for the same application
Effect of properties of impact hammer to stress state of drive cap and energy transfer during impact
No full textHydraulisia lyöntipaalutusjärkäleitä on valmistettu Suomessa 1970-luvulta alkaen. Savon Varvi Oy rakensi ensimmäisen hydraulisen lyöntipaalutusjärkäleen omaan käyttöön. Myöhemmin järkäleitä alettiin valmistaa muille toimijoille. Järkäleen toimintaperiaate on pysynyt samana, mutta järkäleiden koko ja tehokkuus on kasvanut vuosien varrelle. Samalla myös järkäleiden kestävyysongelmat ovat yleistyneet. Järkäleiden kehitys on keskittynyt pääasiassa tehokkuuden parantamiseen ja esille tulleita kestävyysongelmia on korjattu lähinnä yritys ja erehdys -menetelmällä.
Suuren massan nopea isku aiheuttaa lyöntipaalutusjärkäleeseen dynaamisia rasituksia. Nämä dynaamiset rasitukset puolestaan aiheuttavat järkäleen komponentteihin hitaasti kasvavia murtumia, kunnes lopulta murtumat kasvavat riittävän suuriksi ja koko komponentti särkyy. Jotta nämä suuret, nopeasti ajan mukaan muuttuvat rasitukset voidaan määrittää riittävän tarkasti, täytyy iskutapahtuma ja siihen vaikuttavat tekijät tuntea.
Tässä työssä iskutapahtumaa simuloitiin elementtimenetelmällä ANSYS ohjelmiston Explicit Dynamics moduulin AUTODYN ratkaisijalla. Simuloinneissa käytettiin kolmen kappaleen, liikkuvan osan, iskutyynyn ja paalun, pyörähdyssymmetrista laskentamallia. Simuloinneissa keskityttiin tutkimaan iskutyynyn rasituksia iskussa, sekä energian siirtymistä liikkuvasta osasta paaluun iskun aikana. Simuloinneissa varioitiin paalutuksen dimensiottomia suureita, iskutyynyn dimensiotonta massaa ja jousivakiota.
Tuloksena saatiin käyrästöt, joista nähdään energian siirtyminen liikkuvasta osasta iskutyynyyn ja siitä edelleen paaluun. Simuloinneissa havaittiin, että ensi-iskun aikana järkäleen komponenttien rasitukset, sekä energian siirtyminen olivat riippumattomia paalun tuennasta. Vaikka simulointimalli oli verrattaen yksinkertainen kolmen kappaleen pyörähdyssymmetrinen malli, pystyttiin sillä arvioimaan eri parametrien vaikutusta iskutapahtumaan kohtuullisen hyvin. On kuitenkin huomattava, että malli sisältää rajoitteita, joiden takia tulosten absoluuttisiin lukuarvoihin tulee suhtautua varaukselle. Olennainen tieto simuloinneista onkin, mihin suuntaa rasitukset ja energian siirtyminen muuttuvat kun järkäleen tai paalun ominaisuuksia muutetaan
Energy harvesting from mechanical vibration using electromagnetic methods
Get PDFTämän työn tavoitteena on ymmärtää induktiivisten keräimien sähköiseen kuormaan tuottaman tehon suuruuteen vaikuttavia tekijöitä. Tämän lisäksi työssä kehitetään lineaarisesti toimivaa prototyyppikeräintä, jossa hyödynnetään induktiivista energianmuutostekniikkaa. Kehitystyön tavoitteena on saada induktiivinen keräin tuottamaan kokonaisuudessaan matalatehoisen elektroniikan tarvitseva sähköenergia mekaanisesta värähtelystä, jolloin käytännön sovelluksissa saavutettaisiin riippumattomuus erillisistä pattereista ja akuista.
Diplomityön on jaoteltu kahteen osioon. Kirjallisuustutkimuksessa perehdytään yksinkertaisen lineaarisesti toimivan induktiivisen keräimen toimintaperiaatteeseen ja sen matemaattiseen mallintamiseen. Keräimen yksinkertaisen rakenteen ansiosta sen käyttäytyminen tunnetaan hyvin ja sen tuottaman tehoon vaikuttavat fysikaaliset tekijät on voitu mallintaa tarkasti. Tämän lisäksi kirjallisuusosiossa esitellään lyhyesti menetelmiä, joilla induktiivisen keräimen suorituskykyä voidaan potentiaalisesti kasvattaa. Kirjallisuudessa on esitetty useita lineaarisia ja epälineaarisia menetelmiä, joilla on pystytty kasvattamaan induktiivisen keräimen tuottamaa tehoa tai sen taajuuskaistaa. Diplomityön tutkimusosassa rakennetaan kaksi prototyyppikeräintä, joiden toimintaa ja tehokkuutta mitataan altistettuna voimakkuuksiltaan eri suuruisille ulkoisille värähtelyille. Mittauksilla on tarkoituksena selvittää, voidaanko induktiivinen keräin miniatyrisoida kompaktiin kokoon siten, että se pystyy vielä tuottamaan riittävän määrän tehoa elektroniikan tarpeisiin.
Rakennettujen induktiivisten keräimien mittauksissa ulkoisena energianlähteenä käytettiin amplitudiltaan muutaman millimetrin suuruista mekaanista värähtelyä. Värähtelyn voimakkuutta kasvatettiin mittausten aikana asteittain ja keräimien kokema kiihtyvyys nousi jopa 90g:en. Prototyyppikeräin 1 tuotti mittauksissa parhaimmillaan 349,6 mW:n maksimi- sekä 139,7 mW:n jatkuvan keskimääräisen tehon. Vastaavasti prototyyppikeräin 2:lle mitattiin parhaimmillaan 212,4 mW:n maksimi- ja 76,46 mW:n jatkuva keskimääräinen teho. Molempien keräimien tuottaman tehon arvioidaan hyvin riittävän matalatehoisen elektroniikan tarpeisiin
Quality assessment of sheet metal machines by measuring electrical current
Get PDFLevytyökoneen pääakseleista mitataan levytyökoneen valmistuksen loppuvaiheessa virtamittaukset. Virtamittauksia on analysoitu visuaalisesti, mutta kaikkia valmistuvia levytyökoneita ei ehditä tarkastamaan virtamittausten osalta. Tässä diplomityössä on pyritty löytämään analysointimenetelmiä ja koneellisia luokittelumenetelmiä tunnistamaan poikkeavat virtamittaukset.
Diplomityön aluksi käydään läpi eri menetelmiä, joiden avulla voitaisiin kehittää koneellinen analyysi ja luokittelumenetelmä tunnistamaan poikkeavat virtamittaukset. Tässä työssä tutkimuskohteeksi valittiin aikasarjan analyysimenetelmiä ja aikasarja-analyysin perusteella valittiin parhaimmat piirteet koneelliseen luokitteluun. Erilaisia luokittelumenetelmiä testattiin useilla eri levytyökonetyyppien virtamittauksilla. Monipuolinen aineisto mahdollistaa huomioimaan eri levytyökonetyyppien pääakseleiden eroavaisuudet virtamittausten osalta ja kehittämään luokittelumenetelmän siten, että kaikkien eri levytyökonetyyppien luokittelu on mahdollisimman luotettava.
Levytyökoneiden pääakseleiden virtamittauksia analysointiin Python-ohjelmointikielellä, johon on saatavilla ohjelmakirjastoja aikasarjan analysointiin sekä koneellisen luokittelun toteuttamiseen. Toteutettu luokittelumenetelmä pystyy luokittelemaan eri levytyökoneiden pääakseleiden virtamittauksia kolmeen eri luokkaan.
Toteutettu luokittelumenetelmä pystyi tunnistamaan luotettavasti toimenpiteitä vaativat poikkeavat virtamittausarvot. Diplomityö osoitti, että koneelliseen analysointiin ja luokitteluun pohjautuva järjestelmä pystyy tunnistamaan toimenpiteitä vaativat poikkeavat virtamittausarvot. Menetelmää voidaan soveltaa myös siten, että jokaiselle eri levytyökonetyypille kehitetään oma koneellinen analysointi- ja luokittelumenetelmänsä
Worklife requirements for teaching industrial robotics in university of applied sciences
Get PDFRobotiikkaa käytetään eri teollisuuden aloilla erilaisissa tehtävissä ja yksi kymmenestä työntekijästä, joka on teollisuuden työssä, on jonkinlaisen robotin kanssa tekemisissä. Työt muuttuvat koko ajan enemmän ja enemmän teknisimmiksi, joka asettaa vaatimuksia myös koulutuksen suhteen. Valtioneuvosto asettaa tavoitteeksi älykkään robotiikan ja automaation kehityksen sekä laajan hyödyntämisen vuoteen 2025 mennessä, joka myös asettaa kehityspaineita teknisen alan korkeakoulutukseen.
Diplomityö tehtiin Seinäjoen ammattikorkeakoululle, Mixed Reality and Collaborative Robotics -projektin yhteydessä. Työ käsittelee teollisuusrobotiikkaa AMK opetuksessa ja opetukseen kohdistuvia työelämän vaatimuksia. Työssä selvitetään myös alueellisesti yritysten mielipiteitä teollisuusrobotiikasta ja siihen liittyvistä tuotannollisista riippuvuuksista. Työ alkaa kirjallisuuskatsauksella, jossa perehdytään teollisuusrobotiikan syntyyn teollisten vallankumousten myötä, teollisuusrobotiikan tekniikkaan sekä opetukseen ja oppimiseen teknisellä alalla. Kirjallisuuskatsauksen jälkeen SeAMK:n oppimisympäristöille ja opintojaksolle tehdään nykytilakartoitus. Nykytilakartoituksessa SeAMK:n opintojaksoa verrataan muihin kansallisten ammattikorkeakoulujen robotiikan opintojaksoihin. Tiedon kerääminen suoritettiin kahdessa osassa, teemahaastattelulla ja kyselyhaastattelulla. Työssä päästiin käyttämään myös ajankohtaista VTT:n kyselyhaastattelututkimusta.
Työn tuloksena saatiin alueellista tietoa ja mielipiteitä yritysten teollisuusrobotiikan tilasta. Tuloksena saatiin myös kompetensseja teollisuusrobotiikasta, joita teollisuuden yritykset arvostavat. Näitä tuloksia voitiin verrata AMK opetuksen nykytilaan. Työn tuloksena luotiin ehdotelma teollisuusrobotiikan opetukseen SeAMK:ssa, jotta yritysten arvostamat kompetenssit otettaisiin mahdollisimman hyvin huomioon. Tällä ehdotelmalla SeAMK:ssa olevat oppimisympäristöt saataisiin tehokkaaseen käyttöön
Gamifying a Map-based Feedback Service to Support Youth Participation in City Improvement
No full textIn recent years, youth has been recognized as an indispensable stakeholder of city environment. On the one hand, young citizens who have intentions to contribute their community should be given an opportunity to express ideas. On the other hand, it is necessary for city agencies to listen to the needs from young generation to create a more livable and friendly city environment. Since location is considered as an essential attribute of human activities, local knowledge of residents always has a direct relation with spatial data. Thus, utilizing Geography Information System (GIS) has been developed to help public to participant in improving city environment, that is, Public Participation Geography Information System (PPGIS). However, younger people are thought to be less attracted by traditional political engagement, and annoyed with authoritative and tough tone. Thus, gamification as an innovative and increase popular trend has been implemented in a variety of youth-related applications and projects. Gamification is proposed to fulfill the desires of young people in the aspects of achievement, social, and immersion. The effects of gamification individuals with different player types and preferences of games to some degree.
The research in thesis is conducted in connection with All-Youth project based in Finland, which is a multidisciplinary research project to enhance the connection with young people and their communities. This thesis focuses on applying gamification into digital public feedback service to motivate and sustain youth participation. Firstly, the discussion of related work includes status of youth participation in city planning, digital map technology used in public participation, and definition, content, and benefits of gamification. Secondly, three map-based tools for different purpose of public participation are studied to evaluate their usability and aesthetic quality. Thirdly, a gamified feedback service is prototyped based on initial user research and analysis. Finally, the effects of the gamified prototype are evaluated in user testing with the comparison to a control prototype without gamification. The results suggest that gamification can have positive effects on attractiveness and hedonic system qualities, while it may also influence on pragmatic quality. Overall, the research of this thesis can be considered as a successful attempt to gamify the public map-based platform which could have influence on youth engagement
Julkisivujärjestelmän kiinnikeratkaisun kehitys ja optimointi
Get PDFA total of 8 different connections (4 custom profiles and 4 L-profiles) for curtain wall systems are developed while investigating the benefits of applying modern numerical analysis, optimization and parametric design techniques to extruded aluminium alloy profile design. Investigations of modern connection designs offered by manufacturers is done. The connections are developed and designed according to relevant Eurocode and curtain walling standard specifications. Optimization algorithm results, material savings and connection designs are presented
Cable network stored energy effects to the switching overvoltages
Get PDFTiukentuneiden toimitusvarmuusvaatimuksien vuoksi sähköverkkoyhtiöiden maakaapelointi on yleistynyt huomattavasti. Maakaapeleiden avulla vältytään myrskyjen ja lumikuormien aiheuttamilta sähkökatkoilta. Kaapeleiden sähköiset arvot poikkeavat perinteisistä avojohdoista, jonka vuoksi kaapelit vaikuttavat eri tavoin sähköverkon suunnitteluun ja käyttöön. Kaapelin kapasitanssi on huomattavasti suurempi kuin avojohdon, jonka seurauksena sähkökenttään varastoitunut energia kasvaa. Tässä diplomityössä on tutkittu, kuinka kaapeliverkkoon varastoitunut energia purkautuu verkkoon eri kytkentätilanteissa ja miten se vaikuttaa verkon kytkentäylijännitteisiin.
Työssä on rakennettu PSCAD-mallit Elenian Vilppulan sähköasemasta sekä yksinkertaistettu verkkomalli kuvitteellisesta täysin kaapeloidusta keskijänniteverkosta ja sähköasemasta. Simulointimalleilla tutkittuja kytkentätoimenpiteitä olivat kuormitetun ja tyhjäkäyvän 20 kV johtolähdön kytkennät, tyhjäkäyvän kaapelin kytkennät, tyhjäkäyvän kaapelin ja avojohdon yhdistelmän kytkennät, reaktorilla kompensoidun kaapelin kytkennät ja 1-vaiheisen maasulun kytkennät. Simuloinneissa on tutkittu lähinnä kaapeliverkkoon varastoituneen energia purkautumista irtikytkennän jälkeen ja palaavan jännitteen huippuarvolla tapahtuvia jälleenkytkentöjä.
Yleisesti kaapeliverkkoon varastoitunut energia purkautuu irtikytkennän jälkeen verkkoon aiheuttamatta merkittäviä ylijännitteitä. Ylijännitteitä voi kuitenkin esiintyä, jos kaapelin on kytkettynä induktiivinen kuorma tai varastoitunut energia ei ole kerennyt purkautua täysin ja verkkoon tulee jälleenkytkentä palaavan jännitteen huippuarvolla. Simulointien mukaan pahimpia kytkentäylijännitteitä aiheuttavia kaapeliverkon kytkentätoimenpiteitä ovat jäännösvarauksellisen tyhjäkäyvän kaapelin ja ilmajohdon yhdistelmän jälleenkytkentä sekä reaktorilla kompensoidun kaapelin irtikytkentä. Reaktorilla kompensoidun kaapelin irtikytkennästä aiheutuvat ylijännitteet riippuvat kuitenkin enemmän reaktorin magneettikenttään varastoituneesta energiasta ja lisäksi niitä vastaan voidaan suojautua tehokkaasti reaktorin napoihin asennettujen ylijännitesuojien avulla. Jäännösvarauksellisen tyhjäkäyvän kaapelin ja ilmajohdon yhdistelmän jälleenkytkentä voi puolestaan aiheuttaa kriittisiä ylijänniteitä, koska kaapelin ja ilmajohdon kiinnityskohtaan asennetut ylijännitesuojat eivät vaikuta lainkaan syntyviin ylijännitteisiin. Kaikissa simuloinneissa kytkentäylijännitteet jäivät kuitenkin alle komponenttien jännitekestoisuuksien, mutta edellä mainitut kytkentätoimenpiteet vaativat erityishuomiota. Simuloinneista tulee lisäksi muistaa, että tuloksia ei olla verifioitu kenttämittauksien perusteella, jonka vuoksi niitä ei voi soveltaa suoraan todellisuuden sähköverkkoihin
Designing of the modular architecture and space reservations for the structure of a mechanical machine
No full textSuomalaisen työkonevalmistajan kaksi eri tuoteperhettä on vuosien saatossa kehittynyt eri suuntiin johtuen tuotteiden hieman erilaista tavoista käsitellä ja liikuttaa siirrettäviä kohteita niiden toimintaympäristössä. Tämä erisuuntainen kehitys on aiheuttanut paljon eroavaisuuksia tuotteisiin rakenne-, toimilaite-, ja komponenttitasolla, vaikka perustoimintaperiaate molemmissa tuotteissa on alun perin ollut suurin piirtein samanlainen. Nykyisten projektikohtaisten tuotteiden kokonaisuuksien toteuttamisessa, varsinkin toimilaitetason osalta, joudutaan tekemään paljon työtä suunnittelussa ja valmistuksessa räätälöitäessä ne kunkin asiakkaan tarpeisiin ja toimintaan.
Suurin osa työkoneen toimilaitteista sijaitsee sen toimilaitetasolla. On havaittu selvä tarve sellaiselle toimilaitetasolle, joka sopisi kaikkiin työkonemalleihin toimilaitevarustelun muuttuessa työkonemallista ja toimintavaatimuksista riippuen. Tässä diplomityössä haetaan konseptitasolla ratkaisua siihen, miten toimilaitetason toimilaitearkkitehtuuri voidaan toteuttaa tukemaan modulaarista arkkitehtuuria samalla huomioiden moduulien vaatimat tilavaraukset. Modulaarisen arkkitehtuurin toteutuksen lopputuloksena tuoteperheitä voidaan moduloinnin kautta tuoda lähemmäksi toisiaan sekä vähentää muuttuvien tekijöiden määrä suunnittelussa ja valmistuksessa vakioinnin ansiosta.
Työssä selvitettiin liiketoimintaympäristöstä tulevien vaatimusten perusteella toimilaitetason tuoterakenteen osituslogiikkaa, joka pystyisi vastaamaan näihin vaatimuksiin samalla tavoitellen maksimaalista arvontuottoa. Tuoterakenteen selvityksen kautta luotiin geneeristen elementtien muodostama moduulijako, jonka sisältämien moduulien ja moduuliryhmien rajapinnat ja tilavaraukset työkoneen toimilaitetasolla varmistettiin toteutettavissa oleviksi tietokoneavusteista suunnittelua hyväksikäyttäen. Lopuksi suunnittelussa toteutettujen ratkaisujen vaikutuksia arvioitiin liiketoiminnan näkökulmasta.
Työn tuloksena saatiin tietoa toimilaitetason moduulien osituslogiikasta, havainnoista liittyen rajapintojen toteutukseen ja arkkitehtuurista oletetussa ympäristössä, minkä määrittää pitkälti toimilaitetason teräsrakenteen malli. Myös toimilaitetason teräsrakenteesta saatiin työssä paljon arvokasta tietoa