Deux raisons majeures justifient la nécessité de développer de nouvelles techniques dinvestigation en cardiologie équine : premièrement, il ny a pas dévidence que lincidence des baisses de performance dorigine cardiaque chez le cheval soit en diminution et deuxièmement, aucune nouvelle technique dinvestigation cardiaque na été développée en cardiologie équine depuis lavènement de léchocardiographie Doppler entre la fin des années 80 et le début des années 90 (Reef et al., 1989, Reef 1991, Long et al., 1992). Léchocardiographie de stress est la seule technique qui permette le diagnostic dune dysfonction myocardique induite par lexercice. Or, ce problème, qui est caractérisé par un manque danomalies significatives lors de lexamen au repos, a été rapporté chez 5 à 8 % de chevaux examinés pour baisse de performance (Reef 1997, Martin et al., 2000). De plus, léchocardiographie de stress pourrait être utile pour lévaluation clinique du comportement des insuffisances valvulaires lors de lexercice, afin de préciser leur pronostic (Gehlen 2005b). Dans le cadre de la recherche, léchocardiographie de stress pourrait savérer constituer un outil utile pour lévaluation de la relation entre les maladies valvulaires et une éventuelle dysfonction ventriculaire. Léchocardiographie de stress réalisée post-exercice a déjà été décrite dans le contexte de linvestigation des dysfonctions myocardiques induites par lexercice chez le cheval. Malheureusement, léchocardiographie de stress post-exercice ne reproduit que partiellement les conditions présentes lors de lexercice (Durando et al., 2002). Un exercice maximal ou tout au moins proche du maximum est nécessaire pour induire des changements des paramètres échocardiographiques mesurables pendant la période suivant immédiatement larrêt de lexercice (Reef 1997). Cest une procédure techniquement exigeante qui doit se satisfaire dimages de mauvaise qualité en raison de la respiration intense après un exercice soutenu. De plus, la chute rapide de la fréquence cardiaque après exercice limite la sensibilité du test. Linduction pharmacologique du stress, comparable à celle utilisée en médecine humaine pour poser le diagnostic et évaluer le pronostic sur certains patients souffrant de pathologies coronariennes, a été décrite chez le cheval pour surmonter les limitations de léchocardiographie de stress post-exercice, mais le protocole de stimulation pharmacologique utilisé sest cependant avérée myocardiotoxique (Frye et al., 2003). Le but de nos études était de développer un protocole pharmacologique qui permette de réaliser une échocardiographie de stress dans lespèce équine, qui soit bien toléré et facile à réaliser, et qui induise des modifications qui miment lexercice de la manière la plus proche que possible. Dans la première étude, nous avons comparé dune haute dose conventionnelle de dobutamine par rapport à une faible dose de dobutamine chez des poneys prémédiqués avec de latropine. En préambule à cette étude, nous avons en effet suspecté que les effets secondaires et le manque daugmentation de la fréquence cardiaque en réponse à ladministration de dobutamine chez le cheval pourraient être dus à lactivation dun réflexe hypertenseur au niveau du nerf vague en réponse à ladministration de cette molécule. Ces effets pourraient donc être évités en prémédiquant les patients avec un agent vagolytique tel que latropine. Dans notre étude, des poneys prémédiqués avec de latropine ont été soumis à des doses de dobutamine 8 fois plus faibles que dans un groupe recevant la dose conventionnelle de dobutamine. La stimulation cardiaque, évaluée sur base du débit cardiaque mesuré par échocardiographie Doppler comme indicateur de performance cardiaque globale, était légèrement plus haute et les effets secondaires étaient moins communément observés dans le groupe prémédiqué à latropine. De plus, la réponse en fréquence cardiaque et volume déjection montrait moins de variabilité entre sujets dans le groupe prémédiqué à latropine que dans le groupe recevant la dobutamine à la dose conventionnelle. Cette étude a démontré que dans lespèce équine, le protocole datropine conjugué avec de faibles doses de dobutamine présente de nombreux avantages par rapport aux autres types déchocardiographie de stress. La deuxième étude avait pour but didentifier les paramètres échocardiographiques les plus utiles à mesurer durant une échocardiographie de stress chez le cheval. Six chevaux en bonne santé ont subi le protocole de stress pharmacologique décrit dans la première étude et à chaque stade de la stimulation pharmacologique, les paramètres des modes échocardiographiques bidimensionnel (mode-B) et temps-mouvement (mode-M) ont été mesurés. Les modifications échocardiographiques les plus importantes ont été induites au niveau des paramètres suivants du mode-M : le diamètre interne du ventricule gauche (LVID) en systole, lépaisseur de la paroi libre du ventricule gauche en systole et diastole, lépaisseur du septum interventriculaire en systole et diastole, et la fraction de raccourcissement. Les modifications dans les paramètres du mode-B, bien que moins prononcées, ont reflété les changements observés dans le mode-M. Cependant, les mesures en mode-M prenaient davantage de temps et montraient une plus grande variabilité due aux erreurs de mesure que celles réalisées en mode-B. De plus, les changements entre les doses successives de dobutamine utilisées dans notre protocole pharmacologique nétaient pas toujours significatifs. Dun point de vue pratique, labandon dune dose sur deux de dobutamine dans ce protocole aurait donc peu de répercussion sur les résultats et permettrait de réduire considérablement le temps du test. Sur base des deux premières études réalisées, le protocole de stimulation pharmacologique qui a été adopté pour les études suivantes consistait en une prémédication au moyen dun bolus de 35 µg/kg datropine par voie intra-veineuse (IV) suivie par une perfusion de dobutamine à des doses cumulatives de 2, 4, 6 et 8 µg/kg/minute. Le but de la troisième étude était de comparer les modifications échocardiographiques en réponse à ce protocole de stimulation pharmacologique avec celles obtenues après un exercice. Dans cette étude, 6 chevaux sains ont subi un exercice submaximal sur tapis roulant, et ont été comparés à 6 chevaux sains soumis au challenge de stimulation pharmacologique. Dans les 2 groupes, les paramètres échocardiographiques en mode-M ont été mesurés à une fréquence cardiaque au repos ainsi quà une fréquence cardiaque de 80, 100, 110, 120, 130 et 140 battements par minute. La difficulté majeure rencontrée dans le groupe soumis à lexercice sur tapis roulant était la chute rapide de la fréquence cardiaque après arrêt de lexercice, tel que rapporté précédemment dans la littérature, ce qui empêché lobtention denregistrements échocardiographiques à des hautes fréquences cardiaques chez certains chevaux. De plus, chez certains de ces chevaux, la qualité des images était limitée à cause des mouvements de lanimal et sa respiration. Les paramètres échocardiographiques du mode-M nétaient pas significativement différents entre les deux groupes investigués, à lexception du diamètre interne du ventricule gauche en systole à 100, 110 et 120 bpm, diamètre qui était plus petit dans le groupe stimulé pharmacologiquement que dans le groupe stimulé par exercice. En outre, dans le groupe exercice, la plupart des modifications significatives des paramètres échocardiograpiques ne se manifestaient quà des fréquences cardiaques de 130 et 140/minute. Ces résultats confirment que pour quune échocardiographie de stress mette en évidence des anomalies induites par lexercice, lintensité de leffort réalisé au cours du test doit être très importante et les images échocardiographiques doivent être obtenues très rapidement après larrêt de leffort. La sensibilité du test lors déchocardiographie de stress post-exercice reste dès lors discutable. Les 3 premières études réalisées dans le cadre de ce travail ont montré que le protocole de stimulation pharmacologique consistant en une prémédication à latropine suivie de faibles doses de dobutamine est bien toléré chez le cheval sain et que les modifications des paramètres échocardiographiques en mode-M, à lexception du diamètre interne du ventricule gauche en systole, sont similaires à celles observées suite à un effort submaximal sur tapis roulant. La différence observée entre les deux types de stimulation pourrait être expliquée par une post-charge plus basse lors de la stimulation pharmacologique quen réponse à un exercice. Cependant, lévaluation des conditions de charge du cur nécessite la mesure de paramètres précis. La pré-charge et la post-charge cardiaque, de concert avec la fréquence cardiaque et la contractilité du myocarde, constituent des déterminants majeurs des performances cardiaques. La réponse de la fréquence cardiaque à un protocole de stimulation atropine/faible dose de dobutamine a été étudiée en profondeur dans la première étude. Lobjectif de la quatrième étude était dévaluer la réponse des trois autres composants de la performance cardiaque, à savoir la pré-charge, la post-charge et la contractilité, au test de stress pharmacologique mis au point dans les 3 premières études du travail. Dans cette étude, 6 chevaux adultes sains ont été soumis au test de stimulation pharmacologique mis au point dans les études précédentes. La période de pré-éjection a diminué avec laugmentation de la stimulation pharmacologique, mais na pas été modifiée par ladministration datropine ce qui confirme les études réalisées chez lhomme et le chien, chez qui ni le pacing ni laugmentation de la fréquence cardiaque induite par latropine nont altéré ce paramètre (Hassan and Turner 1983, Pipers et al., 1978, Harris et al 1967). Par contre, dans notre étude le temps déjection a montré une corrélation négative avec la fréquence. Ces résultats confirment létude de Lightowler et al (2003), qui a montré une forte corrélation négative entre le temps déjection et la fréquence cardiaque dans lespèce équine. De nombreuses études ont proposé lutilisation du rapport période de pré-éjection/temps déjection comme paramètre de mesure de la fonction systolique indépendant des conditions de charge chez lhomme (Weissler et al., 1968, Cokkinos et al 1976). Dautres études ont cependant démontré une corrélation significative entre ce paramètre et la fréquence cardiaque (Pipers et al, 1978; Spodick et al 1984). Dans notre étude, le rapport période de pré-éjection/temps déjection na pas été modifié durant la stimulation pharmacologique, ce qui est probablement dû à laddition de différents facteurs opposés. En général, une augmentation de la pré-charge associée à une réduction de la post-charge induit des changements des temps dintervalles systoliques suggérant une augmentation du travail myocardique, et inclut une réduction de la période de pré-éjection et du rapport période de pré-éjection/temps déjection (Hassan and Turner, 1983, Weissler 1977, Lewis et al 1977). A linverse, une réduction de la pré-charge associée à une augmentation de la post-charge induit des changements des temps dintervalles systoliques suggérant une diminution du travail myocardique et inclut une augmentation de la période de pré-éjection et du rapport période de pré-éjection/temps déjection et une réduction du temps déjection (Hassan and Turner, 1983, Weissler 1977, Lewis et al 1977). Les effets de la post-charge et des agents inotropes sont plus complexes car une augmentation ou une diminution de la post-charge prolonge le temps déjection alors que les inotropes positif et négatifs induisent une diminution de ce paramètre (Atkins and Snyder 1992). La vitesse de raccourcissement des fibres circonférentielles est considérée comme une mesure indépendante de la pré-charge de la contractilité, mais est affectée par la post-charge (Atkins and Snyder 1992). Pour surmonter linfluence de la fréquence cardiaque sur ce paramètre, une formule corrigeant ce paramètre pour la fréquence cardiaque (Colan et al 1984) a été utilisée dans notre étude. Tant avec ou sans correction pour la fréquence cardiaque, la vitesse de raccourcissement des fibres circonférentielles a augmenté significativement avec la stimulation à la dobutamine. Une constatation similaire a été observée chez des chiens (Lang et al 1986) et chez lhomme (Colan et al 1984), et démontre leffet inotrope positif de la dobutamine. Dans le cadre clinique, la résistance vasculaire systémique est communément utilisée comme paramètre dévaluation de la post-charge ventriculaire. Elle est estimée sur base de la différence entre la pression artérielle systémique moyenne et la pression auriculaire gauche moyenne, multipliée par un facteur de conversion de 80 dyne * cm-2/mmHg, et divisée par le débit cardiaque. Cette formule a été validée par angiographie (Grossmann and McLaurin 1980). Klabunde (2004) a suggéré que dans les conditions cliniques, la pression auriculaire gauche peut être négligée dans cette formule, ce qui facilite la mesure de la résistance vasculaire systémique en pratique. Au cours dun exercice sub-maximal chez le cheval, il a été démontré que par rapport au repos, le débit cardiaque augmente approximativement 4 fois (Thomas et al.,, 1983), alors que la pression artérielle systémique augmente dun facteur 1.7 (Hornicke et al, 1977). Théoriquement, cela devrait être associé à une chute de 68% de la résistance vasculaire systémique. La dobutamine est connue pour réduire la résistance vasculaire systémique dans plusieurs espèces animales et chez lhomme (Leier et al 1977). Dans notre étude, la dobutamine a effectivement réduit ce paramètre dune valeur de 324 à une valeur de 137 dyne * s/cm5, soit une chute de 58 %, ce qui représente les changements du même ordre que ceux observés lors dun exercice sub-maximal dans cette espèce et suggère une chute de la post-charge du ventricule gauche. Cependant, la résistance vasculaire systémique ne reflète pas exactement la post-charge du ventricule gauche puisquelle ne tient compte que du tonus vasomoteur périphérique (Lang et al 1986). La post-charge ventriculaire est en effet définie comme la force sopposant au raccourcissement de la fibre ventriculaire durant la phase déjection (Weber et al., 1982, Nichols and Pepine 1982). Cette force nest que très grossièrement évaluée sur base de la pression artérielle périphérique, du tonus vasomoteur périphérique, ou de la résistance vasculaire systémique, et doit plutôt être évaluée sur base du stress éprouvé par la paroi ventriculaire durant léjection. Ce stress fait intervenir à la fois des facteurs internes et des facteurs externes au myocarde. Selon le principe de La Place, le stress de la paroi ventriculaire est directement proportionnel à la dimension et à la pression et inversement proportionnel à lépaisseur de la paroi (Gould et al., 1974, Weber and Janicki 1980, Grossmann et al., 1975). Dans notre étude, le stress de la paroi, estimé sur base de la formule : WS = MAP * (LVIDs / LVFWs * ( 1+ LVFWs/LVIDs)) 0.34, ou MAP est la pression systémique moyenne, LVIDs est le diameter interne du ventricule gauche en fin de systole, LVFWs est lépaisseur de la paroi libre du ventricule gauche, et 0.34 est en facteur de conversion pour transfomer mmHg en g/cm² (Lang et al., 1986), na pas changé significativement durant la stimulation pharmacologique, ce qui pourrait être dû à la somme des effets de la diminution de la dimension du ventricule gauche et de laugmentation de la pression artérielle systémique moyenne et de lépaisseur de la paroi libre du ventricule gauche. En conclusion, cette quatrième étude de notre travail a démontré que les intervalles de temps systoliques et la vitesse de raccourcissement des fibres circonférentielles (corrigée ou non pour la fréquence cardiaque) ont changé significativement en réponse au protocole de stimulation pharmacologique, ce qui suggère une modification de la performance ventriculaire chez les chevaux subissant un test de stress à la dobutamine. La post-charge ventriculaire gauche diminue significativement en réponse au test de stimulation pharmacologique lorsquelle est évaluée sur base de la résistance vasculaire systémique, alors quelle diminue seulement légèrement en réponse à ce test lorsquelle est évaluée sur base dune mesure du stress de la paroi ventriculaire gauche. La mesure combinée du débit cardiaque et de la pression artérielle systémique au repos et au cours dun test de stimulation cardiaque maximale, tel que réalisé dans nos précédentes études, permet la mesure dun paramètre appelé la capacité de pompe cardiaque (Tan 1987, Tan et al., 1989). En médecine humaine, ce paramètre a été démontré comme constituant un paramètre fiable destimation du pronostic chez des patients souffrant dinsuffisance cardiaque chronique (Tan 1987, Tan et al., 1989, Williams et al., 2001, Cotter et al., 2003, Fincke et al., 2004, Williams et al., 2005, Garcia-Gonzales et al., 2006, Hodges et al., 2006, Bromeley et al., 2006). Ce paramètre na par contre jamais été validé et testé en cardiologie équine. Lobjectif de la dernière étude de notre travail était de tester la faisabilité de la mesure de la capacité de réserve cardiaque chez le cheval sain sur base du test de stimulation pharmacologique développé dans nos 4 premières études. Pour cette étude, la capacité de pompe cardiaque a été évaluée à la fois par échocardiographie Doppler et par thermodilution chez 6 chevaux adultes sains. Les résultats obtenus ont permis de constater que le protocole de stimulation pharmacologique développé permet la mesure de la capacité de pompe cardiaque chez le cheval adulte sain. La valeur de ce paramètre savère être du même ordre de grandeur par kilo de poids vif que celle obtenue chez lhomme. Cependant, les résultats obtenus par thermodilution différaient de ceux obtenus par échocardiographie doppler à des hauts niveaux de stimulation cardiaque. Des études complémentaires devraient dès lors être réalisées pour vérifier la validité de techniques dévaluation non invasives (échocardiographie doppler et mesure de la pression artérielle par oscillométrie) pour la mesure de la capacité de pompe cardiaque chez le cheval. Lensemble de nos études a donc permis de mettre au point un protocole de stimulation cardiaque pharmacologique qui permet une évaluation qualitative et quantitative de la fonction myocardique lors dune stimulation chez le cheval adulte sain. A lavenir, ce protocole dévaluation de la fonction myocardique sous stimulation devrait être appliqué chez des chevaux montrant une intolérance à leffort inexpliquée ou souffrant de différentes pathologies cardiaques afin de valider son utilité en tant quoutil de diagnostic et de pronostic en médecine équine.

The five appended papers all deal with gearbox noise and vibration. The first paper presents a review of previously published literature on gearbox noise and vibration. The second paper describes a test rig that was specially designed and built for noise testing of gears. Finite element analysis was used to predict the dynamic properties of the test rig, and experimental modal analysis of the gearbox housing was used to verify the theoretical predictions of natural frequencies. In the third paper, the influence of gear finishing method and gear deviations on gearbox noise is investigated in what is primarily an experimental study. Eleven test gear pairs were manufactured using three different finishing methods. Transmission error, which is considered to be an important excitation mechanism for gear noise, was measured as well as predicted. The test rig was used to measure gearbox noise and vibration for the different test gear pairs. The measured noise and vibration levels were compared with the predicted and measured transmission error. Most of the experimental results can be interpreted in terms of measured and predicted transmission error. However, it does not seem possible to identify one single parameter, such as measured peak-to-peak transmission error, that can be directly related to measured noise and vibration. The measurements also show that disassembly and reassembly of the gearbox with the same gear pair can change the levels of measured noise and vibration considerably. This finding indicates that other factors besides the gears affect gear noise. In the fourth paper, the influence of bearing endplay or preload on gearbox noise and vibration is investigated. Vibration measurements were carried out at torque levels of 140 Nm and 400 Nm, with 0.15 mm and 0 mm bearing endplay, and with 0.15 mm bearing preload. The results show that the bearing endplay and preload influence the gearbox vibrations. With preloaded bearings, the vibrations increase at speeds over 2000 rpm and decrease at speeds below 2000 rpm, compared with bearings with endplay. Finite element simulations show the same tendencies as the measurements. The fifth paper describes how gearbox noise is reduced by optimizing the gear geometry for decreased transmission error. Robustness with respect to gear deviations and varying torque is considered in order to find a gear geometry giving low noise in an appropriate torque range despite deviations from the nominal geometry due to manufacturing tolerances. Static and dynamic transmission error, noise, and housing vibrations were measured. The correlation between dynamic transmission error, housing vibrations and noise was investigated in speed sweeps from 500 to 2500 rpm at constant torque. No correlation was found between dynamic transmission error and noise. Static loaded transmission error seems to be correlated with the ability of the gear pair to excite vibration in the gearbox dynamic system. / QC 20100923

This thesis provides much needed representative sample data for reuse life of fully seated and torqued locknuts. Most national requirements for prevailing torque locking fasteners only specify unseated reuse life. This could create a potentially dangerous situation if unseated is misinterpreted for seated. This thesis provides comparative data for seated verses unseated configuration. Six aerospace, 3 all-metal and 3 nylon insert, and one non-aerospace locknuts were tested at preloads levels of unseated, 66%, 75%, and 85% of yield of bolt. The locknuts tested are MS21043-4, NAS1291-4, NAS1805-4, MS17825-4, MS21044D4, NAS1021N4, and Grade 8. A fixture was created in order to allow for the simultaneous data collection of the applied preload and torque, along with the removal of preload without loosening the locknut. The results from testing indicate the number of reuse cycles is greater for nylon locknuts than the all-metal locknuts. Large losses, on the order of 20-50%, in prevailing torque occur between the first and second cycle of each locknut under all preloads. Tightening Torque required to achieve a certain preload was found to increase with reuse. Application of lubrication to nylon locknuts had a significant effect, reducing the reuse life and prevailing torque performance. The testing indicated the effect of preload reduced the number of reuse cycles to failure, failure occurs when the prevailing torque is measured outside the range of 3.5 to 30 in-lb. All locknuts survived unseated and 66% Y preload testing, except MS21043 which lasted about 14.5 reuse cycles at 66% Y and NAS1805 which survived 8 reuse cycles for unseated and 12.67 reuse cycles at 66% Y. NAS1805's loss of reuse life is due to hardness and material compatibility issues. The scatter of the torque measurements was low for the first three to five cycles, then as the coatings and lubrications are worn the scatter increases. The data collected from testing agrees with the torque friction equation.

The purpose of this research is to determine if anaerobic adhesive can be used as a prevailing torque locking feature. Maintaining preload in critical joints is the usual standard that anaerobic adhesives are held to in aerospace and other industry. To test if anaerobic adhesive can be used as a prevailing torque locking feature a test procedure was developed and implemented to measure the removal torque of threaded fasteners after an allotted cure time. In total, 191 threaded fasteners of different material and coatings were tested in the unseated and seated states with various strengths and varieties of anaerobic adhesive. A series of three tests were conducted: initial use, reuse with no added anaerobic adhesive, and a third test with added product to the bolt and nut to see how removal torque would behave in these conditions. It was found that using anaerobic adhesive as a prevailing torque locking feature is viable in many cases. No published work to date analyzes anaerobic adhesive at the standard of a prevailing torque locking feature.

Background: Loading conditions are recognized to influence ventricular function according to the Starling relationship for length/stretch and force.  Many modern echocardiographic parameters which have been announced as describing ventricular function and contractile status, may be confounded by uncontrolled and unmeasured load.  These studies aimed to measure the relation between four differ­ent types of assessments of ventricular dysfunction and degrees of load.  Study examined the ‘myo­cardial performance index’ (MPI).  Study II examined long axis segmental mechanical dyssynchrony.  Study III examined tissue velocities, and Study IV examined ventricular twist.  All studies aimed to describe the relation of these parameters both to load and to inotropic changes. Methods:  In anesthetized juvenile pigs, left ventricular (LV) pressure and volume were measured continuously and their relationship (LVPVR) was analysed.  Preload alterations were brought about by inflation of a balloon tipped catheter in the inferior vena cava (IVCBO).  Inotropic interventions were brought about by either an overdose of anesthetic (combine intravenous pentobarbital and inhaled isoflurane, Study I), or beta blocker and calcium channel blocker given in combination (Stud­ies III and IV).  In one study (II), global myocardial injury and dysfunction was induced by endotoxin infusion.  MPI measurements were derived from LVPVR heart cycle intervals for isovolumic contrac­tion and relaxation as well as ejection time.  Long axis segmental dyssynchrony was derived by ana­lyzing for internal flow and time with segmental dyssynchronous segment volume change during systole, hourly before and during 3 hours of endotoxin infusion.  Myocardial tissue velocities were measured during IVCBO at control, during positive and then later negative inotropic interventions.  The same for apical and base circumferential rotational velocities by speckle tracking.  Load markers (including end-diastolic volume) were identified for each beat, and the test parameters were analysed together with load for a relation.  The test parameters were also tested during single apneic beats for a relation to inotropic interventions. Results: MPI demonstrated a strong and linear relationship to both preload and after-load, and this was due to changes in ejection time, and not the isovolumic intervals.  Long axis segmental dyssyn­chrony increased during each hour of endotoxin infusion and global myocardial injury.  This dysyn­chrony parameter was independent of load when tested by IVCBO. Peak systolic velocities were strongly load-independent, though not in all the inotropic situations and by all measurement axes.  Peak systolic strain was load-dependent, and not strongly related to inotropic conditions.  Peak sys­tolic LV twist and untwist were strongly load-dependent. Conclusions: MPI is strongly load-dependent, and can vary widely in value for the same contractile status if the load is varied.  Mechanical dyssynchrony measures are load-independen in health and also in early global endotoxin myocardial injury and dysfunction.  Peak sytole velocities are a clinically robust parameter of LV regional and global performance under changing load, though peak systolic strain seems to be load-dependent.  Left ventricular twist and untwist are load-dependent in this pig model.

This Master’s Thesis introducing active preload control of machine tool head supported by a company TOSHULIN, a.s. It presents a way of creating models from rigid body models to flexible bodies and finally to multi-body systems with control loop. The goal of this thesis is create active preload control using a piezo-stack system for simplified linear model of ma-chine tool head.

The master thesis is focused on an evaluation of a preload lost in a tappered joint. The analyzed bolts are preloaded by a hydraulic tensioner. When the tensioner is removed, the joint is established and the preload in bolt is decreased. The analysisis carried out on axisymmetry model of joint in ANSYS Workbench 15, a finite element method is implemented in that software. The evaluation of the preload lost is made for a used range of ratio of clamped length to a nominal diameter of bolt. Geometry and material assumptions are defined. Before preloading of bolts to a desired value the process of stabilization preloading must be done otherwise outlines of the analysis are not applicable. On the base of the outlines of the analysis, the method for analytical computing of the desired pretension is done. The method involves the preload lost, which occurs due to establishment of the joint. The strength assesment of the hydraulic tensioner for bolts M72x4 is done. A 3D model of the tensioner with one plane of symmetry was used. Strength criteria for maximum allowed linear-elastic stress are in accordance with ČSN EN 13 445-3.

Understanding the true behaviour of impacted structures is the only way to assess their robustness under exceptional events such as vehicle collision. The primary objective of this master’s thesis was to perform a finite element parametric investigation on the influence that some parameters have in steel buildings subjected to vehicle impacts. The parameters chosen for the study, involved uncertainties in the material definition and in the load configuration of the bolts used in the impacted column end-connections. By using the Abaqus software, a finite element model of the structure has been created. The five storey steel building considered has been modelled in a simplified manner with the exception of the impacted area which, instead, has been defined in a more detailed fashion. During the simulations, different preload conditions have been used, comparing cases with and without the preload force. Regardless its variation, it has not been observed any increase in the structural resistance. On the other hand, the simulation provided interesting results for what concerns the material variations in the bolts. Although the changes have been small in magnitude, the effect on the structural response during the impact was remarkable. For all the cases considered, an increase of the material ductility, achieved by increasing the ultimate strain at failure, entailed higher resistance of the connections. Various failure modes have been observed when the material properties have been changed. Having clarified the influence of the assumptions made, the results provided helpful information in sight of future studies. Although the model still needs to be validated, the research clarified which of the parameters investigated are to be collected with more attention. Keywords: Vehicle collision, steel building, FE model, Abaqus/Explicit, parametric investigation, bolt preload, bolt material.

Obstructive Sleep Apnea Hypopnea Syndrome (OSAHS) is a breathing disorder characterized by recurrent episodes of upper airway collapse during sleep. Measuring cardiac function in OSAHS patients may provide information to help delineate not only chronic effects of autonomic imbalance and ventricular loading in the diseases state, but also possible beneficial effects of clinical treatments. Objectives (Study 1): The aim of this study was to determine the reproducibility of select cardiac variables when monitoring a simulated sleep apnea event using a new improved bioimpedance cardiography system. Methods: Fifteen apparently healthy males were tested on three different days in a protocol requiring their performance of two 15 sec and two 30 sec forced and sustained inspiratory efforts against a closed epiglottis (Müeller Maneuver-MM). Results: Changes in cardiac output (CO), heart rate (HR), stroke volume (SV), myocardial contractility index (MCI) and systemic vascular resistance (SVR) were similar during 15 sec and 30 sec MM in all three days. During 30 sec MM, these changes in cardiac function were pronounced in comparison to the minimal variations observed for the 15 sec MM challenge test. Objectives (Study 2): The aim of this study was to characterize the cardiac responses to negative intrathoracic pressure in OSAHS patients with and without hypertension versus healthy subjects. Methods: Two groups of 10 OSAHS patients, one without HTN and one with HTN were compared with a control group. Each subject underwent two 30 sec (MM) as previously described. Results: During MM, there were similar changes in SV, HR and SVR in all three groups. CO was lower during MM in controls compared to OSAHS groups, whereas MCI decreased during MM in both controls and OSAHS+HTN groups (-7.5% and -1.7%, respectively) compared with an increase in OSAHS group (11.8%). During a Post-MM, both OSAHS groups showed return of cardiac responses toward their pre-MM baseline within 30 sec. Conclusions: The new bioimpedance cardiograph evaluated in this study was found to be reliable for measuring acute changes in cardiac responses to this breathing challenge test. OSAHS may cause acute changes in selected cardiac parameters during and immediately after a breathing challenge test. / Ph. D.

Foi analisada a variação da pré-carga de parafusos durante os cinco primeiros minutos depois de cada uma de cinco seqüências aperto e desaperto de parafusos de implantes dentários com diferentes sistemas de retenção pilar/implante. Extensômetros foram colados no terço cervical de implantes com interface de hexágono externo, hexágono interno e cone Morse. Um procedimento controlado de aperto e desaperto dos parafusos permitiu o arquivo dos valores de torque reverso, em relação ao aperto, e o campo de tensões gerado sobre o terço cervical dos implantes resultante da pré-carga do parafuso para cada uma das seqüências. Foram estudadas 30 amostras de implantes/pilares, dividas em oito grupos: implantes de hexágono externo com intermediário Munhão Universal e parafusos de titânio (Neodent, Curitiba, Brasil) apertados a 32 N.cm (EH.Ti.32); hexágono externo, Munhão Universal, parafuso de titânio recoberto por DLC, 32 N.cm (EH.dlc.32); hexágono interno, Munhão Universal, parafuso de titânio, 20 N.cm (IH.Ti.20); cone Morse, Munhão Universal peça única, 20 N.cm (MT.OP.20); cone Morse, Munhão Universal peça única, 32 N.cm (MT.OP.32); Cone Morse, Munhão Universal parafuso passante, 10 N.cm (MT.TS.10); no sétimo grupo foram usados as mesmas amostras do grupo MT.TS.10 a 10 N.cm, porém o desaperto foi realizado pelo intermediário (MT.TS.10.A); para o último grupo foram usados as mesmas amostras do grupo MT.TS.10 e MT.TS.10.A, porém o aperto dos parafusos foi de 15 N.cm e o desaperto também se deu pelo o intermediário (MT.TS.15.A). Os valores médios e desvio padrão (dp) de pré-carga encontrados para todas as seqüências de cada grupo foram de: EH.Ti.32 (27,75; dp 7,70); EH.dlc.32 (40,17; dp 10,16); IH.Ti.20 (219,61; dp 75,47); MT.OP.20 (129,19; dp 116,71); MT.OP.32 (137,97; dp 47,53); MT.TS.10 (39,55; dp 13,96); MT.TS.10.A (126,72; dp 44,05); MT.TS.15.A (194,41; 68,48). Entre os diferentes sistemas de retenção pilar/implante estudados, pode-se concluir que: existem relações únicas entre o valor de torque aplicado no parafuso e a pré-carga gerada sobre o terço cervical do implante, essas são diretamente influenciados pelo desenho da interface pilar/implante, tipo de parafuso de retenção e valor de torque aplicado; não foi observada perda de pré-carga dos parafusos de pilares, nem perda de resistência à torção no sentido anti-rotacional dos parafusos depois de esperados 5 minutos em 5 seqüências de aperto/desaperto. / The preload screw variation for the first five minutes after each one of five torque/untorque sequences from different implant/abutment retention systems was evaluated. Strain gauges were attached over the cervical third of external hex, internal hex and Morse taper implants. A controlled torque/untorque procedure allowed the record from the preload and untorque values of the samples in each one of the sequences. Thirty implant/abutment samples, divided in eight groups were studied: external hex implants with Universal post and titanium screws (Neodent, Curitiba, Brazil) screwed to 32 N.cm (EH.Ti.32); external hex, Universal post, DLC covered screw, 32 N.cm (EH.dlc.32); internal hex, Universal post, titanium screw, 20 N.cm (IH.Ti.20); Morse taper, single piece Universal post, 20 N.cm (MT.OP.20); Morse taper, single piece Universal post, 32 N.cm (MT.OP.32); Morse taper, Universal post trespassing screw, 10 N.cm (MT.TS.10); the same samples from the MT.TS.10 group were used for the seventh group, screwed to 10 N.cm, but the untorque was performed by the abutment (MT.TS.10.A); the same samples used with the MT.TS.10 and the MT.TS.10.A were used for the last group, but the screws were tightened to 15 N.cm and the untorque remained by the abutment (MT.TS.15.A). The mean and the stardad deviation (DP) found for the preloss in all the five sequences were of: EH.Ti.32 (27.75; SD 7.70); EH.dlc.32 (40.17; SD 10.16); IH.Ti.20 (219.61; SD 75.47); MT.OP.20 (129.19; SD 116.71); MT.OP.32 (137.97; SD 47.53); MT.TS.10 (39.55; SD 13.96); MT.TS.10.A (126.72; SD 44.05); MT.TS.15.A (194.41; SD 68.48). For the retention systems studied, it could be concluded that: there are single relations between screw untorque and preload over the implant cervical third, these are directely influenced by the implant/abutment interface design, screw type and torque value; there were not found post screw preload loss, neither torque resistance at the anti-rotational direction from the screws after the first five minutes in five torque/untorque sequences.