Visco-hyperelastic model with damage for simulating cyclic thermoplastic elastomers behavior applied to an industrial component

In this work a nonlinear phenomenological visco-hyperelastic model including damage consideration is developed to simulate the behavior of Santoprene 101-73 material. This type of elastomeric material is widely used in the automotive and aeronautic sectors, as it has multiple advantages. However, there are still challenges in properly analyzing the mechanical phenomena that these materials exhibit. To simulate this kind of material a lot of theories have been exposed, but none of them have been endorsed unanimously. In this paper, a new model is presented based on the literature, and on experimental data. The test samples were extracted from an air intake duct component of an automotive engine. Inelastic phenomena such as hyperelasticity, viscoelasticity and damage are considered singularly in this model, thus modifying and improving some relevant models found in the literature. Optimization algorithms were used to find out the model parameter values that lead to the best fit of the experimental curves from the tests. An adequate fitting was obtained for the experimental results of a cyclic uniaxial loading of Santoprene 101-73

Utilización de métodos reológicos no lineales (LAOS, OSP, 1D SAOS, 1D PARALLEL SUPERPOSITION) en la caracterización de muestras representativas de familias con características mecánicas definidas

Programa Oficial de Doutoramento en Enxeñaría Naval e Industrial . 5015V01[Resumen] La mayoría de los procesos industriales que tienen lugar sobre materiales semisólidos o líquidos se producen fuera del régimen lineal. Por lo tanto, el estudio de las propiedades viscoelásticas de dichos materiales debería ser realizado fuera del rango lineal. Sin embargo, hasta el momento, los estudios viscoelásticos acostumbran a ser realizados dentro del régimen lineal extrapolando después el resultado fuera del mismo. Los ensayos oscilatorios son básicos para una completa caracterización del comportamiento viscoelástico. Los ensayos oscilatorios se pueden realizar fuera del rango de viscoelasticidad lineal en modo cizalla oscilatoria de gran amplitud (Large Amplitude Oscillatory Shear/LAOS). Existen una serie de problemas experimentales asociados a dichos ensayos que impiden una correcta caracterización. Además, una correcta interpretación de los resultados es, en muchos de los casos, difícil de conseguir. Por este motivo se ha propuesto un nuevo método para trabajar fuera del régimen lineal. Este método se denomina superposición ortogonal (Orthogonal Superposition/OSP). En este tipo de ensayos, se cizalla la muestra con una velocidad de corte determinada y se miden las propiedades viscoelásticas en un movimiento oscilatorio perpendicular a la cizalla. Este movimiento oscilatorio está dentro del régimen lineal pero los valores de los módulos viscoelásticos son función de la velocidad de cizalla aplicada por lo que se puede estudiar cómo influye dicha cizalla en las propiedades reológicas en su conjunto. Es posible además utilizar el método OSP para producir cizalla en la muestra en dos direcciones simultáneamente de forma oscilatoria. De esta forma se puede estudiar la anisotropía de un material de forma sencilla El objetivo de este proyecto de tesis es utilizar todas estas técnicas en diferentes clases de materiales desde newtonianos hasta pseudoplásticos y viscoplásticos intentando comprender sus fundamentos, integrando los métodos y proporcionando una metodología coherente que permita una correcta interpretación de los resultados. En algunos casos, se han diseñado y fabricado nuevos útiles OSP con la geometría modificada para poder utilizarlos con materiales que responden a campos eléctricos o magnéticos.[Resumo] A mayoría dos procesos industriáis nos que hay involucrados materiales líquidos ou semisólidos, producense fora do réxime lineal. Polo tanto, o estudio das propiedades viscoelásticas deses materiais debería ser feita fora do rango lineal. Sin embargo, ditos estudios viscoelasticos normalmente están feitos dentro do réxime lineal, extrapolando o resultado despois fora do mesmo. Os ensaios oscilatorios son básicos para entender completamente o comportamento viscoelástico. Ditos ensaios podense realizar fora do rango lineal en modo LAOS (Large Amplitude Oscillation Shear / Cizalla Oscilatoria de Gran Amplitude) Existen unha serie de problemas experimentais asociados a ditos ensaios que impoiden unha correcta caracterización. Ademáis, unha correcta interpretación dos resultados é, en moitos casos, difícil de conquerir. Ë por esto motivo polo que se propon un novo método para traballar fora do réxime lineal. Dito método denomínase OSP (Orthogonal Superposition/Superposición Ortógonal). Nos ensaios OSP, a mostra é cizallada con unha velocidade de corte determinada e mídense as propiedades viscoelásticas nun movemento oscilatorio perpendicular á cizalla. O movemento oscilatorio está dentro do réxime lineal pero os valores dos módulos viscoelásticos son función da velocidade de cizalla aplicada polo que pódese estudiar cal é a unfluencia da cizalla nas propiedades reolóxicas no seú conxunto. É posible además utilizar a tecnología OSP para producir cizalla en dos direciones espaciais simultáneamente de forma oscilatoria. De esta forma pódese estudiala anisotropía dun mateiral de forma sinxela. O obxetivo de este proxecto de tesis é utilizar todas estas técnicas en diiferentes clases de mateirais dende newtonianos ata pseudoplasticos ou viscoelasticos intentando comprender os seús fundamentos, integgrando métodos e proporcionando unha metodoloxía coherente que permita unha correcta interpretación física dos resultados. Nalgúns casos, rediseñamos adaptación da Geometría OSP para poder ser utilizada en materiais que responden a campos eléctricos ou magnéticos.[Abstract] Most industrial processes occurring on semi-solid or liquid materials occur outside the linear regime. Therefore, the study of the viscoelastic properties of such materials should be performed outside the linear range. However, up to now, the viscoelastic studies are usually performed within the linear regime and then, the results are extrapolated out of it. Oscillatory tests are basic for a complete characterization of viscoelastic behavior. Oscillatory tests can be performed outside the range of linear viscoelasticity in LAOS (Large Amplitude Oscillatory Shear) mode. There are a number of experimental problems associated with such tests that prevent proper characterization. In addition, a correct interpretation of the results is, in many cases, difficult to achieve. For this reason a new method for working outside the linear regime has been proposed. This method is called OSP (Orthogonal superposition). In this type of tests, the sample is sheared with a determined shearing rate and the viscoelastic properties are measured in an oscillatory movement perpendicular to the shear. This oscillatory movement is within the linear viscoelastic range but the values of the viscoelastic modules are a function of the shear rate applied so that it is possible to study how the shear affects the rheological properties as a whole. It is also possible to use the OSP Technology to produce shear in the sample in two simultaneous directions of oscillation. In this way the anisotropy of a material of simple form can be studied The objective of this thesis project is to use all these techniques in different kinds of materials from Newtonian to pseudoplastic or viscoplastic, trying to understand its fundamentals, integrating the methods and providing a coherent methodology that allows a full physical interpretation of the results. For this, in some cases, adaptations of the OSP Geometry have been designed to be able to be used in materials that respond to electric or magnetic fields

Human-Robot Cooperation for Surface Repair Combining Automatic and Manual Modes

This article develops a human-robot cooperation to carry out treatments such as sanding, polishing, etc. on the surface of a known rigid object. For this purpose, a vision system is considered to get the object location to ensure not only the perpendicularity of the robot tool to the object surface but also a smooth approach of the tool to the surface. In order to add flexibility, the proposal includes the simultaneous combination of automatic and manual modes of operation. Thus, the human user can guide the robot tool to treat arbitrary areas (manual mode) and, when the operator releases the tool, the robot goes into the automatic mode to treat prior established areas. The method uses a task prioritization framework and three types of controllers: an admittance controller for the tool guidance; a hybrid controller to modify the tool orientation and, in the automatic mode, the tool position; and a sliding mode controller to limit the velocity at which the tool approaches the object surface. The applicability and efficacy of the proposed method is demonstrated experimentally using a conventional 6R robot arm

Sistema para categorización de textos en un ámbito nicho con pocos datos etiquetados

El incremento exponencial de la generación de contenido en Internet ha obligado a automatizar tareasde gestión que antes eran realizadas por humanos, lo cual ha impulsado un gran desarrollo de lastécnicas de Inteligencia Artificial. Estas nuevas herramientas pueden ser de ayuda a la hora de moderarcontenidos peligrosos difundidos en redes sociales, como la apología de los trastornos alimenticios.En este trabajo se colabora con la Fundación APE para implementar un clasificador de texto quedetecte la promoción de la anorexia y la bulimia en mensajes de Twitter. Dicho clasificador seráintegrado en un software de seguimiento de interacciones en redes sociales para monitorizar en tiemporeal la difusión de estos contenidos. El objetivo principal de este trabajo es estudiar las herramientas decódigo abierto disponibles más relevantes para dicha tarea de clasificación de textos y compararlas enel contexto concreto que nos ocupa (detección de mensajes promotores de trastornos alimenticios).Adicionalmente, se ha generado un corpus de textos etiquetados como promotores o no promotoresde trastornos alimenticios expandiendo un corpus preexistente con mensajes recolectados de Internet.Con él se han entrenado clasificadores de texto basados en cinco herramientas de procesamiento dellenguaje natural distintas, FastText, SpaCy, Transformers, Custom_BoW y Custom_TF-IDF. Estasdos últimas han sido implementadas manualmente como baseline de la comparativa. Además, se hanaplicado distintas formas de preprocesado de texto, incluido un corrector ortográfico propio, parareducir el ruido en las muestras.Los resultados obtenidos muestran una clara superioridad de las herramientas Transformers y FastText,que han superado el 0.95 de F1-score, siendo mejores que los logrados por los otros clasificadoresestudiados. En concreto, FastText se considera el modelo más adecuado en este caso de estudio porsu excelente equilibrio entre rápido tiempo de respuesta y calidad del clasificado. Los resultados másconsistentes se han logrado con técnicas de preprocesado de textos poco intrusivas y se desaconseja eluso de correctores ortográficos por su impacto en el tiempo de respuesta, que no resulta en mejorasnotables en la calidad de los resultados.Como conclusión de este trabajo, se ha comprobado que es viable categorizar texto en lenguaje naturalcon un corpus reducido de ejemplos, sin hardware dedicado ni conocimiento extenso de InteligenciaArtificial. Trabajos futuros deben abordar cómo mejorar la calidad de etiquetado de los corpus dedatos generados, investigar si los resultados obtenidos son similares en otros casos de clasificación detexto, y estudiar el uso de Machine Learning as a Service, como en el caso de OpenAI con GPT-3.<br /

Hardi Iris-2: calidad visible

Los pasados días 4y 5 de junio tuvimos la oportunidad de probar en Lleida el modelo de pulverizador Mercury 3500 de Hardi, equipado con el nuevo sistema Iris-2. El objetivo de la prueba fue caracterizar no solo la máquina y sus especificaciones técnicas, sino la calidad de su trabajo, verificando asimismo el consumo de combustible

Big data analyses reveal patterns and drivers of the movements of southern elephant seals

The growing number of large databases of animal tracking provides an opportunity for analyses of movement patterns at the scales of populations and even species. We used analytical approaches, developed to cope with big data, that require no a priori assumptions about the behaviour of the target agents, to analyse a pooled tracking dataset of 272 elephant seals (Mirounga leonina) in the Southern Ocean, that was comprised of >500,000 location estimates collected over more than a decade. Our analyses showed that the displacements of these seals were described by a truncated power law distribution across several spatial and temporal scales, with a clear signature of directed movement. This pattern was evident when analysing the aggregated tracks despite a wide diversity of individual trajectories. We also identified marine provinces that described the migratory and foraging habitats of these seals. Our analysis provides evidence for the presence of intrinsic drivers of movement, such as memory, that cannot be detected using common models of movement behaviour. These results highlight the potential for big data techniques to provide new insights into movement behaviour when applied to large datasets of animal tracking.Comment: 18 pages, 5 figures, 6 supplementary figure

Energy performance of a ventilated façade by simulation with experimental validation

A model for a building with ventilated façade was created using the software tool TRNSYS, version 17, and airflow parameters were simulated using TRNFlow. The results obtained with the model are compared and validated with experimental data. The temperature distribution along the air cavity was analysed and a chimney effect was observed, which produced the highest temperature gradient on the first floor. The heat flux of the external wall was analysed, and greater temperatures were observed on the external layer and inside the cavity. The model allows to calculate the energy demand of the building façade proposing and evaluating passive strategies. The corresponding office building for computer laboratories located in Valencia (Spain), was monitored for a year. The thermal behaviour of the floating external sheet was analysed using an electronic panel designed for the reading and storage of data. A feasibility study of the recovery of hot air inside the façade into the building was performed. The results obtained showed a lower heating demand when hot air is introduced inside the building, increasing the efficiency of heat recovery equipment.The English revision of this paper was funded by the Universitat Politecnica de Valencia, Spain.Aparicio Fernandez, CS.; Vivancos, J.; Ferrer Gisbert, P.; Royo Pastor, R. (2014). Energy performance of a ventilated façade by simulation with experimental validation. Applied Thermal Engineering. 66(1-2):563-570. doi:10.1016/j.applthermaleng.2014.02.041S563570661-

Gemcitabine-Loaded Magnetically Responsive Poly("-caprolactone) Nanoparticles against Breast Cancer

A reproducible and efficient interfacial polymer disposition method has been used to formulatemagnetite/poly("-caprolactone) (core/shell) nanoparticles (average size 125 nm, production performance 90%). To demonstrate that the iron oxide nuclei were satisfactorily embedded within the polymeric solid matrix, a complete analysis of these nanocomposites by, e.g., electron microscopy visualizations, energy dispersive X-ray spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, electrophoresis, and contact angle goniometry was conducted. The magnetic responsive behaviour of these nanoparticles was quantitatively characterized by the hysteresis cycle and qualitatively investigated by visualization of the colloid under exposure to a 0.4 T magnet. Gemcitabine entrapment into the polymeric shell reported adequate drug loading values ( 11%), and a biphasic and pH-responsive drug release profile ( four-fold faster Gemcitabine release at pH 5.0 compared to pH 7.4). Cytotoxicity studies in MCF-7 human breast cancer cells proved that the half maximal inhibitory concentration of Gem-loaded nanocomposites was two-fold less than that of the free drug. Therefore, these core/shell nanoparticles could have great possibilities as a magnetically targeted Gemcitabine delivery system for breast cancer treatment.FEDER, Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica (I+D+i), Instituto de Salud Carlos III (FIS, Spain) PI19/0147