Diffraction from the beta-sheet crystallites in spider silk

We analyze the wide angle x-ray scattering from oriented spider silk fibers in terms of a quantitative scattering model, including both structural and statistical parameters of the $\beta$-sheet crystallites of spider silk in the amorphous matrix. The model is based on kinematic scattering theory and allows for rather general correlations of the positional and orientational degrees of freedom, including the crystallite's size, composition and dimension of the unit cell. The model is evaluated numerically and compared to experimental scattering intensities allowing us to extract the geometric and statistical parameters. We show explicitly that for the experimentally found mosaicity (width of the orientational distribution) inter-crystallite effects are negligible and the data can be analyzed in terms of single crystallite scattering, as is usually assumed in the literature.Comment: 15 pages, 14 figures, on average 0.93 figures per pag

Teorijska i eksperimentalna istraživanja visokofrekventne buke disk kočnica

У овом истраживању, на основу примарног циља дефинисане су моторичке, функционалне, метаболичке и такмичарске перформансе врхунских фудбалера. На основу секундарних циљева су утврђене релације моторичке, функционалне и метаболичке припремљеностии са такмичарском перформансом. У истраживању је учествовало 70 испитаникa из фудбалских клубова, чланова Јелен Супер Лиге Србије и националне сениорске фудбалске селекције. Мерни опсег дефинисан је на основу 57 варијабли, подељених у 5 димензија које се односе на различите карактеристике и способности фудбалера и то: 1) морфолошке карактеристике; 2) моторичке способности; 3) функционалне способности; 4) метаболичке способности; 5) такмичарске перформансе; покривајући простор општих, специфичних и специјалних способности врхунских играча фудбала. За процену морфолошких, моторичких, функционалних и метаболичких карактеристика и способности, коришћена је стандардизована опрема у лабораторијским и теренским условима. За процену такмичарске перформансе, коришћен је софтверски систем за праћење кретања БИОИРЦ, сопствене производње (Tracking Motion Software System by BioIRC, Kragujevac). На основу добијених математичких модела, где су описане зависности перцентилне дистрибуцијe и дескриптивних вредности за различите показатеље припремљености, дефинисан је базични, специфични и специјални ниво развијености дате способности, са аспекта релативних и апсолутних вредности способности врхунских спортиста. Утврђивање нивоа и смера релација између критеријских зависних и независних варијабли, спроведено је једнодимензионалним и вишедимензионалним корелацијама- линеарном и Мултипла регресивном анализом. Генерални ниво корелације између посматраних простора спортске перформансе, моторичке, функционалне и метаболичке припремљености фудбалера, са такмичарском перформансом је дефинисан методом линеарне регресије. Већина израчунатих модела има висок предиктивни ниво од преко 80% и високо су статистички значајно описали мерене варијабле, односно мерени простор. На тај начин је извршено дијагностификовање и нормирање актуелног стања датог простора мерења за испитивану популацију. Резултати овог истраживања са аспекта дефинисаних перформанси, утврђених релација у факторској структури, нивоа развијености, утицаја и повезаности индикатора за процену нивоа и врста припремљености, у односу на различите групе играча, још више наглашавају утицај адаптације за различито испољавање припремљености играча, али и повезаности спортске гране и продукције различитих видова припреме...The primary aim of this research defines motor, functional, metabolic and competitor’s performances of elite soccer players. On the basis of the secondary aims, relations of motor, functional and metabolic preparedness and competitor’s performance are determined. The research was conducted on 70 examinees from soccer clubs, the members of Jelen Super League Serbia and senior national soccer team. Measurement range was defined on the basis of 57 variable divided into 5 dimensions which referred to different soccer player’s performances: 1) morphological characteristics; 2) motor performances (abilities); 3) functional performances (abilities); 4) metabolic performances; 5) competitor’s performances; covering the area of general, specific and special performances of elite soccer players. In order to estimate morphological, motor, functional and metabolic performances, standardized equipment was used, in laboratory and conditions in the field, i.e. standard measuring and test, sophisticated devices. In order to estimate competitors’ performances, an in-house motion tracking software system BioIRC was used. On the basis of the acquired mathematical models, which describe dependencies of percentile distribution and descriptive values for different preparedness indicators, we defined basic, specific and special level of development of the given ability from the aspect of relative and absolute values of performances (abilities) of elite soccer players. Determination of level and direction of relations between criterion dependent and independent variables was conducted with one-dimensional and multi-dimensional correlations – Thompson’s and Multiple regression analysis. General level of correlation among the observed spaces of sport performances, motor, functional and metabolic preparedness of soccer players, with competitor´s performance was defined with linear regression method. Most calculated models had high predicative level of over 80% and in statistically meaningful manner described measured variables; that is, measured space. In that way, diagnosis and standardization of the actual state of the given measured space was conducted for the examined population. From the aspect of defined performances, relations determined in the factor structure, level of development, the influence and connection of indicators for estimation of the level and type of preparedness in relation to different groups of players, the results of this research further emphasize the influence of adaptation for different manifestation of players’ preparedness, but also the connection of sport and production of different types of preparation. On a general level, and in relation to the primary aim of this study, by defining the level of different performances and types of preparedness of elite soccer players, it is possible to establish a system for diagnostic purposes, for training recommendations and prognostics..

Contribution to research of thermal loads in commercial vehicles powertrain mounts / Приложение к исследованию тепловой нагрузкиопоры силового привода грузового автомобиля / Prilog istraživanju toplotnih opterećenja oslonaca pogonske grupe teretnog motornog vozila

Due to the effects of excitations of road micro-roughness and the powertrain as well as due to the conditions of movement (acceleration, braking, curvilinear movement), the weights of commercial vehicles perform complex spatial oscillations. The negative impact of these movements or dynamic loads caused by them and transmitted to the supporting system of the vehicle can be reduced by a proper selection of the position and characteristics of the powertrain mounts. Elastic and damping forces in mounts perform mechanical work that turns into heat energy. Theoretical, experimental and combined methods can be used for the analysis of thermal loads of mounts. In this paper, research was carried out with theoretical methods using a mechanical model of the powertrain. Vibrations were observed on a freight vehicle powertrain of FAP 1314 middle-class vehicles. Bearing in mind the presence of classical (rubbermetal) and hydraulic mounts in modern commercial vehicles, the authors analysed the thermal loads of the mentioned vehicle type using a mathematical model. / Под действием возбуждений, возникающих в результате микрошероховатости дорог, трансмиссии, а также условий движения (ускорение, торможение, криволинейное движение), массы коммерческих транспортных средств совершают сложные колебательные движения. Негативное воздействие этих перемещений, а соответственно и динамических нагрузок на опорную систему транспортного средства, может быть снижено при соответствующем выборе положения и характеристик опоры силового агрегата. Как показывает практика, при согласовании характеристик опоры силового привода чаще всего учитываются такие факторы, как минимальный шум и вибрации транспортного средства, в то время как проблеме тепловых нагрузок, которым они подвергаются при эксплуатации, практически не уделяется никакого внимания. Необходимо учитывать тот факт, что повышенные тепловые нагрузки неизбежно приводят к повреждению опоры и ухудшению ее характеристик. Следует отметить, что силы упруго-демпферных опор выполняют механическую работу, преобразуя механическую энергию в тепловую. Анализ тепловых нагрузок на опоры может быть выполнен с помощью теоретических, экспериментальных и комбинированных методов. В настоящей работе представлены результаты исследования, полученные на основании теоретических методов и упрощенной механической модели трансмиссии. В ходе исследования испытаны вибрации силового привода грузового автомобиля среднего класса производственной линейки ФАП 1314. С учетом того, что современные грузовые автомобили оснащены как стандартными механическими, так и гидравлическими опорами был проведен анализ тепловой нагрузки с помощью математического моделирования, применяемого в обоих случаях. Исследования проведены с целью определения соотношения тепловой нагрузки стандартных механических и гидравлических опор с помощью математических моделей, таким образом, полученные результаты могут считаться ориентировочными, что является важным фактором на этапе проектирования коммерческого автотранспортного средства. Анализ показал, что количество тепла, вырабатываемого при применении гидравлических опор, значительно выше, чем в случае применения стандартных механических опор. Кроме того, расчет парциальных функций когерентности теплового потока показал, что их значения находятся в диапазоне от 0,216 до 1, что указывает на взаимозависимость между входными значениями и тепловым потоком. Кроме того, доказано, что инерционная сила и крутящий момент оказывают большее влияние на тепловую нагрузку силовых агрегатов, чемвибрационное возбуждение рамы транспортного средства. / Pod dejstvom pobuda od mikroneravnina puteva, pogonske grupe, kao i od uslova kretanja (ubrzavanje, kočenje, krivolinijsko kretanje) mase teretnih vozila vrše složena prostorna oscilatorna kretanja. Negativan uticaj tih kretanja, odnosno dinamičkih opterećenja koje ona izazivaju i prenose na noseći sistem vozila, može se smanjiti pravilnim izborom položaja i karakteristika oslonaca pogonske grupe. U praksi se usaglašavanje karakteristika oslonaca pogonske grupe, najčešće, vrši iz uslova minimalne buke i vibracija vozila, pri čemu se, uglavnom, zanemaruju toplotna opterećenja kojima su oni izloženi u eksploataciji, a zna se da ona neminovno dovode do oštećenja samih oslonaca i narušavanja njihovih karakteristika. Treba napomenuti da elasto-prigušne sile u osloncima vrše mehanički rad koji se pretvara u toplotnu energiju. Analiza toplotnih opterećenja oslonaca može se vršiti korišćenjem teoretskih, eksperimentalnih i kombinovanih metoda. U ovom radu istraživanja su vršena primenom teorijskih metoda uz korišćenje uprošćenog mehaničkog modela pogonske grupe. Pri tome su posmatrane vibracije pogonske grupe teretnog motornog vozila srednje klase iz proizvodnog programa FAP 1314. Imajući u vidu zastupljenost klasičnih (gumeno-metalnih) i hidrauličkih oslonaca pogonske grupe kod savremenih teretnih motornih vozila, u radu su izvršene analize toplotnih opterećenja pomenutog vozila, uz korišćenje matematičkog modela. Realizovana istraživanja imala su za cilj da se utvrdi odnos toplotnih opterećenja klasičnih i hidrauličkih oslonaca, uz pomoć modela, pa se dobijeni rezultati mogu usvojiti kao orijentacioni, što je neophodno u fazi izrade idejnog projekta teretnog motornog vozila. Analiza je pokazala da je razvijena količina toplote kod hidrauličkih oslonaca višestruko veća nego u slučaju korišćenja klasičnih oslonaca. Pored toga, izračunate parcijalne funkcije koherenci toplotnog fluksa su pokazale da su njihove vrednosti u intervalu 0,216 do 1, što ukazuje na to da postoji veza između ulaznih veličina i toplotnog fluksa. Pri tome, veći uticaj na toplotna opterećenja oslonaca pogonske grupe imaju inercijalna sila i obrtni moment motora nego oscilatorne pobude okvira vozila

Contribution to the analytical calculation of the performances of a motor vehicle equipped with a hydrodynamic torque converter / Приложение к аналитическому расчету эффективности автомобиля с гидравлическим трансформатором крутящего момента / Prilog analitičkom izračunavanju performansi motornog vozila sa ugrađenim hidrauličkim transformatorom obrtnog momenta

Hydrodynamic torque converters (hereinafter referred to as HDTC) are becoming increasingly widespread in motor vehicles. The internal combustion engine (ICE) and the HDTC system can be viewed as one aggregate the output characteristics of which are uniquely defined by the characteristics of the engine and the corresponding HDTC. Namely, the engine and the hydro-converter can be considered as one system, with a precisely defined output torque and output angular velocity. This creates a possibility that the drive force can be calculated as if it is a mechanical transmission, in which the output torque of the hydro-converter is the input into the planetary gears train (if any). Harmonizing the joint work of the ICE-HDTC is a complex process. An attempt has been made in this paper to make a model of the aforementioned system in order to harmonize more easily the characteristics of the combined operation of the internal combustion engine and the HDTC. / Гидродинамические трансформаторы крутящего момента (далее именуемые ГДТКМ) становятся все более распространенными в автомобильной промышленности. Система ГДТКМ и двигатель внутреннего сгорания (ДВС) рассматриваются как агрегат, выходные характеристики которого однозначно определяются характеристиками двигателя и соответствующим ГДТКМ. А именно, двигатель и гидротрансформатор можно рассматривать как единую систему с точно определенным выходным крутящим моментом и угловой скоростью на выходе. Таким образом создается возможность расчета движущей силы так, как это делается при расчете механической трансмиссии, входной сигнал в планетарную коробку передач которой (если есть) является выходным крутящим моментом гидротрансформатора. Согласование совместной работы ДВС – ГДТКМ является весьма сложным процессом. В данной статье была сделана попытка представить моделирование вышеописанной системы, с целью упрощения процесса согласования характеристик совместной работы двигателя внутреннего сгорания и ГДТКМ. / Hidrodinamički transformatori obrtnog momenta (HDTOM) nalaze sve širu primenu kod motornih vozila. Sistem motor sa unutrašnjim sagorevanjem (MSUS)- HDTOM može se posmatrati kao jedan agregat, čije su izlazne karakteristike jednoznačno definisane karakteristikama motora i odgovarajućeg HDTOM-a. Naime, motor i hidrotransformator mogu se posmatrati kao jedan sistem, sa tačno definisanim izlaznim momentom i izlaznom ugaonom brzinom. To stvara mogućnost da se pogonska sila može izračunati kao da se radi o mehaničkoj transmisiji, čiji je ulaz u planetarni prenosnik (ako postoji) izlazni moment hidrotransformatora. Usaglašavanje zajedničkog rada MSUS - HDTOM predstavlja složen proces. U ovom radu nastojano je da se pomenuti sistem modelira, kako bi se što jednostavnije mogle usaglasiti karakteristike zajedničkog rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem i HDTOM-a

Valve dynamics in reciprocating compressors for motor vehicles

© 2017, Strojarski Facultet. All rights reserved. Reliability and thermodynamic properties of reciprocating compressors are largely dependent on the valve. Since the valves open and close automatically, there is an intensive impact of the valve and the sealing element dynamics to the gas flow through the valve. Poor valve characteristics inevitably lead to degradation of compressor performance and/or short lifetime of the valve. A short lifetime of the valve is the result of excessive impact forces between the sealing element and other parts of the valve assembly. Matching the valves to the specific reciprocating compressor is a complex task that requires the use of appropriate mathematical models before the realization of the valve. The mathematical model for the prediction of the valve dynamics is presented within this paper. The mathematical model is verified by measurements of thermodynamic characteristics of the specific reciprocating compressor used in motor vehicles. It is concluded that the mathematical model agrees well with the results of laboratory tests

Thermal analysis of solid and vented disc brake during the braking process

Braking system is one of the most important components of a vehicle on the road. This system has the task to bring the vehicle to stop or slow down. Friction brakes, during the braking process, convert the kinetic and potential energy into the thermal energy (heat). The basic components of braking systems, brake discs and brake pads, in a short period of time absorb a large amount of heat release (Travaglia et al. 2014). The absorbed heat must be, as far as possible, effectively dissipated in order to ensure the normal operation of the braking system (Day et al. 1984). High temperature during the braking process may cause many problems such as thermal cracks, premature wear, brake fade and thermally-excited vibration (Lee 1999). In this study, a typical disc brake system was modeled including brake disc and pads. Using COMSOL Multiphysics 5.0, we investigated thermal behavior of two types of discs - solid and vented dics. The results show that the vented disc is a much better solution than the solid disc, because the greater amount of heat is released for the same amount of time

The influence of mechanochemical activation and thermal treatment on magnetic properties of the BaTiO3-FexOy powder mixture

Powder mixture of 50 mass % of barium titanate (BaTiO3) and 50 mass % of iron (Fe) was prepared by solid-state reaction technique, i.e. ball milled in air for 60 min, 80 min, 100 min, 120 min and 150 min. During mechanochemical activation it was observed the iron powder transitsion to iron oxides. Depending on the activation time the content of iron oxides FeO, Fe2O3 and Fe3O4 varies. Simultaneously, with the content change of the activated system, magnetic properties change as well. The XRD analysis of milled samples shown that as the activation time increase, the iron oxide percentage increases to, whereby the percentage of BaTiO3 in a total sample mass decreases. The percentage of iron oxides and BaTiO3 in annealed samples changes depending on annealing temperature. The thermomagnetic measurements performed by Faraday method shown that the powder mixture milled for 100 minutes exhibit maximum magnetization prior to annealing. The increase of magnetization maximum was observed after annealing at 540°C with all milled samples, and at room temperature it has enhancement from 10 % to 22 % depending on the activation time. The samples milled for 100 min and 150 min and then sintered at 1200w°C exhibit magnetoelectric properties. [Projekat Ministarstva nauke Republike Srbije, br. 172057

Influence of mechanical activation and heat treatment on magnetic properties of nano structured mixture Ni <inf>85.8</inf> Fe <inf>10.6</inf> Cu <inf>2.2</inf> W <inf>1.4</inf>

© 2019, Journal of Mining and Metallurgy. Mehanicka aktivacija Ni 85.8 Fe 10.6 Cu 2.2 W 1.4 praškaste smeše, u vremenskim intervalima od 30-210 min, u kombinaciji sa termickom obradom na temperaturama u rasponu od 393-873 K, dovela je do mikro strukturnih promena, stvarajuci nanostrukturnu smešu istog sastva, ali sa poboljšanim magnetnim osobinama. Najbolji rezultat je ostvaren za mehanicku aktivaciju u trajanju od 120 min, prilikom termicke obrade na temperaturama oko Kirijeve tacke (693K), kada je specificna magnetizacija pocetne smeše povecana za 57%. Mikrostrukturne promene, koje obuhvataju strukturnu relaksaciju, smanjenje slobodne zapremine, gustine dislokacije i mikronaprezanja, dovode do poboljšanja strukturnih osobina materijala, i na taj nacin omogucuju bolju pokretljivost zidova magnetnih domena, kao i njihovo usmeravanje u primenjenom magnetnom polju, samim tim doprinose boljoj specificnoj magnetizaciji materijala. Sa dužim mlevenjem, veci stres akumuliran u uzorku podložniji je oslobadanju, pri cemu se procesi oslobadanja stresa pomeraju ka nižim temperaturama

Impact of a building shape factor on space cooling energy performance in the green roof concept implementation

The reduction of energy demand for space cooling requires adequate solutions at building and built environment scales in order to achieve sustainability goals. Since many existing buildings have inadequate envelopes for reducing heat gains in summer and heat losses in winter, environmentally friendly renovation techniques have to be considered. The roofs of existing buildings were identified as a field of intervention which could contribute to providing both energy savings and environmental benefits. The aim of the paper was to evaluate the contribution of green roofs to energy savings for space cooling depending on the building shape factor. Two groups of building models, with vertical and horizontal expansions, were analysed. The comparative analyses of the building models with conventional and green roofs showed small reduction of energy consumption less than 1% in case of well-insulated roofs with the addition of the extensive green roof. The comparison of different building models with green roofs of the same volume, which is in this case the same cooling area, indicated a more effective solution for green roofs implementation with the aim to improve energy performances of existing buildings using this passive design technique