This is a Masters Thesis report of a project carried out at Scania AB in Södertälje. The project concerns rationalizing Chassis calculations for use in truck Frame design. The subject for analysis is a six-wheeled articulated truck, and the load cases under study is Lateral Loading, Frame Torsion and Vertical Load on Kingpin. Making robust deformation and stress models with a calculation time sufficiently short and accuracy consistently high for efficient design work is an arduous task. This report presents several approaches to tackle this type of problem. By means of simplifying contemporary modeling approaches and methods and automating the setup process, a method that enables short calculation iterations on a chassis frame of a truck is achieved. This is done using the Catia GAS framework in conjunction with several other licences commonly used by designers.

The main objective of this thesis is to understand the mechanics of a grand piano soundboard and to investigate the influence of several parameters on its modal and vibrational behaviors. Various analysis techniques are made possible by a development of a fully parameterized Finite Element model of the soundboard which allows the user to modify most geometric and material parameters. In addition, two crucial features, namely crowning and downbearing, are included in the model and their individual and combined effects are observed. This study also accounts for the influence of geometric nonlinearities due to downbearing. The piano soundboard includes a large number of unknown factors stemming from its construction process and the material properties of the wood. This thesis uses sensitivity techniques to investigate the influence of various factors on the variability of the modal outputs (i.e., natural frequencies and mode shapes). The different aspects of the model are described in details and various sensitivity methods are tested in this context.

The Alpha Magnetic Spectrometer is an International Space Station Experiment that features a unique nonlinear support system with no previous flight heritage. The experiment consists of multiple straps with piecewise-linear stiffness curves that support a cryogenic magnet in three-dimensional space inside of a vacuum chamber. The stiffness curves for each strap are essentially bilinear and switch between two distinct slopes at a specified displacement. This highly nonlinear support system poses many questions in regards to feasible computational methods of analysis and possible response behavior. This thesis develops a numerical model for a multi-bilinear-spring support system motivated by the Alpha Magnetic Spectrometer design. Methods of analysis applied to the single bilinear oscillator served as the foundation of the model developed in this thesis. The model is developed using MATLAB and proves to be more computationally efficient than ANSYS finite element software. Numerical simulations contained herein demonstrate the variety of response behaviors possible in a multi-bilinear-spring support system, thus aiding future endeavors which may use a support system similar to the Alpha Magnetic Spectrometer. Classic nonlinear responses, such as subharmonic and chaotic, were found to exist.

This thesis studies and mathematically models nonlinear interactions among channels of modern high bit rate (amplitude/) phase modulated optical systems. First, phase modulated analogue systems are studied and a differential receiving method is suggested with experimental validation. The main focus of the rest of the thesis is on digital advanced modulation format systems. Cross-talk due to fiber Kerr nonlinearity in two-format hybrid systems as well as 16-QAM systems is mathematically modelled and verified by simulation for different system parameters. A comparative study of differential receivers and coherent receivers is also given for hybrid systems. The model is based on mathematically proven assumptions and provides an intuitive analytical understanding of nonlinear cross-talk in such systems. / Graduate

A presente tese, a partir de três ensaios, faz uso de diferentes especificações da curva de Phillips, para discutir distintos objetivos embasados em assuntos relevantes como o processo de determinação de preços e seus custos sociais para a economia brasileira. Neste sentido, o primeiro ensaio utiliza de uma equação de transferência para a especificação da curva de Phillips, a partir do método das variáveis instrumentais, para alcançar a taxa de desemprego não aceleradora da inflação (NAIRU). Este método, para dados trimestrais de 2000 a 2013, possibilitou identificar uma mudança no coeficiente de correlação entre a taxa de desemprego e a taxa de inflação, que passou de um trade-off (negativo) para uma relação positiva, além da permanência da taxa NAIRU acima da taxa de desemprego no período em questão. Preocupando-se com este resultado expressivo, o segundo ensaio se comprometeu em analisar se esse adveio de possíveis não linearidades presentes na curva, preocupação que já havia sido retratada pelo trabalho seminal de Phillips (1958), indicando que a relação da taxa de variação dos salários nominais e a taxa de desemprego seria altamente não linear. Nesse contexto, utilizando o modelo de vetores autorregressivos que considera a não-linearidade dos parâmetros (quebras estruturais), variáveis exógenas de controle (para contornar o problema de omissão de variáveis) para o período de 1995 a 2014, estimou-se a Curva de Phillips Novo-Keynesiana Hibrida (CPNKH) para identificar possíveis quebras estruturais para dados da economia brasileira. O modelo estimado foi caracterizado por um MSIH(2)VAR(1) e foi possível confirmar a não linearidade a partir do teste da razão de verossimilhança, com a identificação de dois períodos bem distintos ao longo da amostra. Além disso, foi verificada uma representatividade maior para o termo inercial (Backward Looking) indicando que as expectativas de inflação contribuem menos para a explicação do processo inflacionário recente da economia brasileira. Uma vez que um dos principais objetivos do Regime de Metas de Inflação (RMI) é ancorar a formação de preços a partir das expectativas futuras dos agentes econômicos, além disso, dada a não linearidade encontrada para dados da economia brasileira no segundo ensaio, e dada as diferentes significâncias, importâncias e patamares para os componentes da curva que representam as expectativas (futuras e passadas), o terceiro ensaio se comprometeu em, ao invés de confiar exclusivamente em uma única medida de tendência central, analisar os quantis de toda a distribuição condicional da variável resposta (taxa de inflação). Utilizando do método da regressão quantílica inversa, que utiliza os blocos em movimento bootstrap de Fitzenberger (1997), descrito por Chernozhukov e Hansen (2005), para o período de maio de 2001 a agosto de 2016, foi possível identificar a importância adquirida pelas expectativas futuras ao longo dos períodos analisados. Quando se faz estimações considerando somente a média condicional, o termo inercial é maior e significativo para praticamente todas as especificações e modelos apresentados. Utilizando do modelo da regressão quantílica inversa, por outro lado, é possível verificar que o termo Forward Looking ganha força e domina o Backward Looking nos três períodos analisados, em diferentes níveis de inflação, demonstrando, assim, o comportamento assimétrico (não linear) do processo inflacionário. Desta forma, foi possível mostrar o amadurecimento do objetivo do RMI e averiguar que os componentes expectacionais da CPNKH, para dados da economia brasileira, foram capazes de manter sua importância e significância em toda distribuição condicional no processo de determinação de preços recente. / The present dissertation, based on three essays, makes use of different specifications for the Phillips curve, to discuss different objectives based on relevant issues such as the process of price determination and its social costs for the Brazilian economy. In this sense, the first assay uses a transfer equation for the specification of the Phillips curve, using the instrumental variables method, to reach the non-accelerating inflation rate of unemployment (NAIRU). This method, for quarterly data from 2000 to 2013, enable the identification of a change in the coefficient of correlation between the unemployment rate and the inflation rate, which transitioned from a trade-off to a positive relation, in addition to the permanence of the NAIRU above the unemployment rate in the period in question. Concerning with this expressive result, the second essay undertook to analyze whether this resulted from possible non-linearities present in the curve, a concern that had already been portrayed by the seminal work of Phillips (1958), indicating that the relation of the rate of change of wages and the unemployment rate would be highly non-linear. In this context, using the autoregressive vector model that considers the non-linearity of the parameters (structural breaks), exogenous variables of control (to circumvent the problem of omission of variables) for the period from 1995 to 2014, it was estimated the Phillips New-Keynesian Hybrid (CPNKH) to identify possible structural breaks for Brazilian economy data. The estimated model was characterized by a MSIH (2) VAR (1) and it was possible to confirm the nonlinearity from the likelihood ratio test, with the identification of two distinct periods throughout the sample. In addition, it was verified a greater representativeness for the inertial term (Backward Looking), indicating that the expectations of inflation contributed less to the explanation of the recent inflationary process of the Brazilian economy. Since one of the main objectives of the Inflation Targeting Regime (ITR) is to anchor the formation of prices based on the future expectations of the economic agents, in addition, given the non-linearity found for the data of the Brazilian economy in the second essay, and considering the different significance, importance and thresholds for the components of the curve that represent (future and past) expectations, the third assay committed to, instead of relying solely on a single measure of central tendency, analyze the quantiles of the entire conditional distribution of the response variable (inflation rate). Using the reverse quantum regression method, which uses the Fitzenberger (1997) bootstrap blocks, described by Chernozhukov and Hansen (2005), for the period from May 2001 to August 2016, it was possible to identify the importance acquired by the expectations over the periods analyzed. When estimating only the conditional average, the inertial term is larger and significant for practically all the specifications and models presented. On the other hand, it is possible to verify the Forward Looking term gaining importance and dominating the Backward Looking in the three analyzed periods, at different levels of inflation, thus, demonstrating the asymmetric (non-linear) behavior of the inflationary process. In this way, it was possible to show the maturity of the objective of the ITR as to verify that the expected components of the CPNKH for the Brazilian economy data were able to maintain its importance and significance in all conditional distribution in the recent pricing process.

abstract: Built-in-Self-Test (BiST) for transmitters is a desirable choice since it eliminates the reliance on expensive instrumentation to do RF signal analysis. Existing on-chip resources, such as power or envelope detectors, or small additional circuitry can be used for BiST purposes. However, due to limited bandwidth, measurement of complex specifications, such as IQ imbalance, is challenging. In this work, a BiST technique to compute transmitter IQ imbalances using measurements out of a self-mixing envelope detector is proposed. Both the linear and non linear parameters of the RF transmitter path are extracted successfully. We first derive an analytical expression for the output signal. Using this expression, we devise test signals to isolate the effects of gain and phase imbalance, DC offsets, time skews and system nonlinearity from other parameters of the system. Once isolated, these parameters are calculated easily with a few mathematical operations. Simulations and hardware measurements show that the technique can provide accurate characterization of IQ imbalances. One of the glaring advantages of this method is that, the impairments are extracted from analyzing the response at baseband frequency and thereby eliminating the need of high frequency ATE (Automated Test Equipment). / Dissertation/Thesis / M.S. Electrical Engineering 2012

In this work, we have investigated experimentally and theoretically the process of frequency upconversion at low temperatures in rare earth doped vitreous samples. A sample of chalcogenide glass doped with erbium ions (Er3+) was pumped with a laser source at 1.54 μm. We have observed, at room temperature, three different emission bands around 530 nm, 555 nm and 670 nm, originating from the excited state erbium levels 2H11/2, 4S3/2 and 4F9/2 to the 4I15/2 ground-state, respectively. A cryogenic system cooled the sample down to 4 K, and we have recorded many spectra in this range of temperature. We have observed relative increase in the intensity of the green fluorescence, which comes from the level 4S3/2, and also the vanishing emission of the 530 nm line around 210 K. For all emission lines, the frequency upconversion process has been accounted for with three photons absorbed from the pumping source, but saturation effects were observed above 10 mW of incident power. We have made a theoretical treatment of the experimental data and a numeric simulation, which has revealed that the observed behaviors are related to processes that involve step-wise photon absorption and phonon assisted nonradiative decay, both dependent on the temperature and phonon energy of the sample. We also present, in the third chapter, an analytic treatment of pulse propagation in nonlinear media. We have used a variational approach to predict the behavior of an optical pulse propagating in the vicinity of a two-photon resonance, where the third order nonlinearities may be enhanced and limits optical devices development. A possible solution for the problem is the propagation of a pulse with suitable profile and frequency chirp resulting in a balancing of the nonlinear effects. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, investigamos experimental e teoricamente o processo de conversão ascendente de freqüências, a baixas temperaturas, em matrizes vítreas dopadas com íons terras raras. Uma fonte laser em 1,54 μm foi utilizada para bombear uma amostra de vidro calcogeneto dopada com érbio (Er3+). O espectro de emissão à temperatura ambiente apresentou três linhas bem distintas: 530 nm, 555 nm e 670 nm, correspondentes à transições provenientes dos níveis 2H11/2, 4S3/2 e 4F9/2 para o estado fundamental 4I15/2, respectivamente. Um sistema criogênico foi utilizado para resfriar a amostra até 4 K e o espectro emitido pela mesma foi coletado em diversas temperaturas. Observamos um aumento relativo na intensidade da fluorescência verde do nível 4S3/2 e o desaparecimento da emissão da linha em 530 nm próximo de 210 K. Para todas as linhas emitidas, o processo de conversão ascendente de freqüências pode ser descrito considerando-se absorção de três fótons do bombeamento, entretanto efeitos de saturação foram observados acima de 10 mW de potência incidente. Fizemos um tratamento teórico dos dados e uma simulação numérica, a qual mostrou que os comportamentos observados estão relacionados a processos que envolvem absorção seqüencial de fótons e decaimentos não radiativos multifônons, ambos dependentes da temperatura e da energia de fônons do sistema. Apresentamos, ainda, no terceiro capítulo dessa dissertação, um tratamento analítico de propagação de pulsos em meios não lineares. Utilizamos a análise variacional para prever o comportamento de um pulso óptico se propagando num meio não linear com energia próxima à ressonância de dois fótons, onde o aumento dos efeitos não lineares torna-se um fator limitante ao desenvolvimento de dispositivos ópticos. Uma possível solução para o problema é a propagação de um pulso com um perfil apropriado e uma varredura de fase dependente da intensidade, de modo que os efeitos não lineares sejam balanceados e o mesmo se propague como uma onda solitária.

A presente tese, a partir de três ensaios, faz uso de diferentes especificações da curva de Phillips, para discutir distintos objetivos embasados em assuntos relevantes como o processo de determinação de preços e seus custos sociais para a economia brasileira. Neste sentido, o primeiro ensaio utiliza de uma equação de transferência para a especificação da curva de Phillips, a partir do método das variáveis instrumentais, para alcançar a taxa de desemprego não aceleradora da inflação (NAIRU). Este método, para dados trimestrais de 2000 a 2013, possibilitou identificar uma mudança no coeficiente de correlação entre a taxa de desemprego e a taxa de inflação, que passou de um trade-off (negativo) para uma relação positiva, além da permanência da taxa NAIRU acima da taxa de desemprego no período em questão. Preocupando-se com este resultado expressivo, o segundo ensaio se comprometeu em analisar se esse adveio de possíveis não linearidades presentes na curva, preocupação que já havia sido retratada pelo trabalho seminal de Phillips (1958), indicando que a relação da taxa de variação dos salários nominais e a taxa de desemprego seria altamente não linear. Nesse contexto, utilizando o modelo de vetores autorregressivos que considera a não-linearidade dos parâmetros (quebras estruturais), variáveis exógenas de controle (para contornar o problema de omissão de variáveis) para o período de 1995 a 2014, estimou-se a Curva de Phillips Novo-Keynesiana Hibrida (CPNKH) para identificar possíveis quebras estruturais para dados da economia brasileira. O modelo estimado foi caracterizado por um MSIH(2)VAR(1) e foi possível confirmar a não linearidade a partir do teste da razão de verossimilhança, com a identificação de dois períodos bem distintos ao longo da amostra. Além disso, foi verificada uma representatividade maior para o termo inercial (Backward Looking) indicando que as expectativas de inflação contribuem menos para a explicação do processo inflacionário recente da economia brasileira. Uma vez que um dos principais objetivos do Regime de Metas de Inflação (RMI) é ancorar a formação de preços a partir das expectativas futuras dos agentes econômicos, além disso, dada a não linearidade encontrada para dados da economia brasileira no segundo ensaio, e dada as diferentes significâncias, importâncias e patamares para os componentes da curva que representam as expectativas (futuras e passadas), o terceiro ensaio se comprometeu em, ao invés de confiar exclusivamente em uma única medida de tendência central, analisar os quantis de toda a distribuição condicional da variável resposta (taxa de inflação). Utilizando do método da regressão quantílica inversa, que utiliza os blocos em movimento bootstrap de Fitzenberger (1997), descrito por Chernozhukov e Hansen (2005), para o período de maio de 2001 a agosto de 2016, foi possível identificar a importância adquirida pelas expectativas futuras ao longo dos períodos analisados. Quando se faz estimações considerando somente a média condicional, o termo inercial é maior e significativo para praticamente todas as especificações e modelos apresentados. Utilizando do modelo da regressão quantílica inversa, por outro lado, é possível verificar que o termo Forward Looking ganha força e domina o Backward Looking nos três períodos analisados, em diferentes níveis de inflação, demonstrando, assim, o comportamento assimétrico (não linear) do processo inflacionário. Desta forma, foi possível mostrar o amadurecimento do objetivo do RMI e averiguar que os componentes expectacionais da CPNKH, para dados da economia brasileira, foram capazes de manter sua importância e significância em toda distribuição condicional no processo de determinação de preços recente. / The present dissertation, based on three essays, makes use of different specifications for the Phillips curve, to discuss different objectives based on relevant issues such as the process of price determination and its social costs for the Brazilian economy. In this sense, the first assay uses a transfer equation for the specification of the Phillips curve, using the instrumental variables method, to reach the non-accelerating inflation rate of unemployment (NAIRU). This method, for quarterly data from 2000 to 2013, enable the identification of a change in the coefficient of correlation between the unemployment rate and the inflation rate, which transitioned from a trade-off to a positive relation, in addition to the permanence of the NAIRU above the unemployment rate in the period in question. Concerning with this expressive result, the second essay undertook to analyze whether this resulted from possible non-linearities present in the curve, a concern that had already been portrayed by the seminal work of Phillips (1958), indicating that the relation of the rate of change of wages and the unemployment rate would be highly non-linear. In this context, using the autoregressive vector model that considers the non-linearity of the parameters (structural breaks), exogenous variables of control (to circumvent the problem of omission of variables) for the period from 1995 to 2014, it was estimated the Phillips New-Keynesian Hybrid (CPNKH) to identify possible structural breaks for Brazilian economy data. The estimated model was characterized by a MSIH (2) VAR (1) and it was possible to confirm the nonlinearity from the likelihood ratio test, with the identification of two distinct periods throughout the sample. In addition, it was verified a greater representativeness for the inertial term (Backward Looking), indicating that the expectations of inflation contributed less to the explanation of the recent inflationary process of the Brazilian economy. Since one of the main objectives of the Inflation Targeting Regime (ITR) is to anchor the formation of prices based on the future expectations of the economic agents, in addition, given the non-linearity found for the data of the Brazilian economy in the second essay, and considering the different significance, importance and thresholds for the components of the curve that represent (future and past) expectations, the third assay committed to, instead of relying solely on a single measure of central tendency, analyze the quantiles of the entire conditional distribution of the response variable (inflation rate). Using the reverse quantum regression method, which uses the Fitzenberger (1997) bootstrap blocks, described by Chernozhukov and Hansen (2005), for the period from May 2001 to August 2016, it was possible to identify the importance acquired by the expectations over the periods analyzed. When estimating only the conditional average, the inertial term is larger and significant for practically all the specifications and models presented. On the other hand, it is possible to verify the Forward Looking term gaining importance and dominating the Backward Looking in the three analyzed periods, at different levels of inflation, thus, demonstrating the asymmetric (non-linear) behavior of the inflationary process. In this way, it was possible to show the maturity of the objective of the ITR as to verify that the expected components of the CPNKH for the Brazilian economy data were able to maintain its importance and significance in all conditional distribution in the recent pricing process.

Submitted by Fransber Santade null (rebsnarf@yahoo.com.br) on 2017-09-22T14:48:21Z No. of bitstreams: 1 SANTADE, F - TESE FINAL.pdf: 14558958 bytes, checksum: 9a0972774c5e2f391f09848d2c7b5b88 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-09-25T18:18:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santade_f_dr_bauru.pdf: 14558958 bytes, checksum: 9a0972774c5e2f391f09848d2c7b5b88 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-25T18:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santade_f_dr_bauru.pdf: 14558958 bytes, checksum: 9a0972774c5e2f391f09848d2c7b5b88 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / O objetivo principal desta tese é a análise de amortecedores não lineares, incluindo os efeitos da folga, assimetria e histerese. A tese também apresenta um estudo sobre a influência da temperatura sobre esses efeitos. O estudo baseia-se em testes experimentais realizados em três diferentes amortecedores, incluindo um de atrito seco, um hidráulico e um do tipo magnetoreológico. Esses amortecedores foram testados em uma máquina de teste universal utilizando excitação cíclica para diferentes condições de amplitude, frequência e corrente elétrica no caso do amortecedor magnetoreológico. Três modelos paramétricos foram utilizados para representar as forças de amortecimento que foram medidas durante os ensaios experimentais, onde os parâmetros que definem esses modelos foram ajustados utilizando um algoritmo de otimização. A tese propõe uma contribuição para o campo de engenharia ao representar fenômenos não lineares típicos de amortecedores através de testes experimentais e descrevendo uma metodologia para representar as forças de amortecimento não linear e os efeitos da temperatura nestes modelos. / The main objective of this thesis is the analysis of nonlinear dampers including the effects of clearance, asymmetry and hysteresis. The thesis also presents a study on the temperature influence over these effects. The study is based on experimental tests performed on three different damping devices (dashpots), including a dry friction, a hydraulic and a magnetorheological dashpots. Theses dampers were tested on an universal testing machine using cyclic excitation for different conditions of amplitude, frequency and current in the case of the magnetorheological damper. Three parametric models have been used to represent the damping forces that were measured during the experimental testes, where the parameters defining these models were adjusted using an optimization algorithm. The thesis proposes a contribution to the engineering field by representing typical nonlinear phenomena of dampers through experimental tests and describing a methodology to represent the nonlinear damping forces and the effects of temperature on these models.

Neste trabalho desenvolve-se uma formulação teórica consistente para a análise não-linear, física e geométrica, de pórticos planos de aço, através do Método dos Elementos Finitos (MEF), considerando barras com imperfeições iniciais e tensões residuais nas suas seções transversais, visando analisar os critérios de resistência adotados para projeto das colunas de aço, baseados no conceito de resistência-última, e estudar o comportamento não-linear dos pórticos de aço considerando estes dois fatores. São feitas considerações qualitativas sobre a influência das imperfeições iniciais e das tensões residuais no cálculo da resistência das colunas. e é dada uma visão geral sobre a evolução dos critérios usados na prática para dimensionamento das colunas de aço. Apresenta-se o desenvolvimento da teoria geral, que leva em conta a presença das tensões residuais auto-equilibradas nas equações de equilíbrio do elemento. Este desenvolvimento é feito dentro de uma formulação Lagrangiana utilizando a técnica corrotacional para a dedução consistente da matriz de rigidez tangente do elemento de pórtico plano com imperfeição inicial. Para implementação desta formulação é desenvolvido um programa em linguagem FORTRAN para micro-computador capaz de fazer a análise não-linear elasto-plástica de pórticos planos, baseado num processo incremental-iterativo. Utiliza-se o modelo de fatias para avaliar os coeficientes de rigidez do elemento, modelo este que se mostrou bastante adequado, permitindo o acompanhamento da plastificação ao longo da altura da seção e a consideração de qualquer modelo de distribuição das tensões residuais. Finalmente, os exemplos apresentados mostram a grande potencialidade da formulação desenvolvida. São analisados vários casos cujos resultados são comparados com os obtidos por outros autores, demonstrando a precisão e correção da teoria proposta. A aplicação na análise de pórticos de andares múltiplos confirma a validade da formulação e demonstra a sua aplicabilidade nos casos práticos. / A consistent finite element formulation to consider material and geometric nonlinearities of steel plane frames is presented. Residual stresses and initial imperfections are considered to evaluate steel columns failure criteria based on the ultimate strength and also to investigate the nonlinear behavior of steel plane frames. Some qualitative considerations are made on the initial imperfections and residual stresses influence on the practical steel columns design. A general theory considering self equilibrated residual stresses is developed based on the Lagrangian formulation. Corotacional technique is used to obtain the tangent stiffness matrix of plane frame taking the initial imperfection into account. A stand alone code has been written in FORTRAN and implemented on a microcomputer platform to perform incremental-iterative analysis of nonlinear elastoplastic plane frame problems. The frame element is made up of layers such that the plastic region can be readily identified and any kind of residual stresses through the cross section area can be taken into account in the analysis. Some examples are presented and their results compared to others in the literature. The multistory building analyses using the plane frame element presented in this research has shown to be very effective and useful to practical applications.