No description available.

No / Experimental observations of melt temperature profiles and melting performance of extruder screws are reported. A novel temperature sensor consisting of a grid of thermocouple junctions was used to take multiple temperature readings in real time across melt flow in a single screw extruder. Melt pressure in the die and power consumption were also monitored. Three extruder screws at a range of screw speeds were examined for a commercial grade of low density polyethylene. Results showed melt temperature fields at low throughputs to be relatively independent of screw geometry with a flat-shaped temperature profile dominated by conduction. At high throughputs, melting performance and measured temperature fields were highly dependent upon screw geometry. A barrier-flighted screw with Maddock mixer achieved significantly better melting than single flighted screws. Low temperature "shoulder" regions were observed in the temperature profiles of single-flighted screws at high throughput, due to late melting of the solid bed. Stability of the melt flow was also dependent upon screw geometry and the barrier-flighted screw achieving flow with lower variation in melt pressure and temperature. Dimensionless numbers were used to analyze the relative importance of conduction, convection, and viscous shear to the state of the melt at a range of extrusion conditions.

Albert Baldwin Wood and his screw pumps modernized New Orleans by bringing flood-free streets and cleaner water to the city while providing the potential for growth by pumping swamp lands dry. While Wood was never part of the local Progressive movement, his work with the pumps fit with Progressive initiatives for modernization. At first, the screw pumps removed rain water from the streets. Then New Orleans expanded the drainage to include sewerage removal and water purification. The pumps successfully drained thousands of acres of land once considered uninhabitable swamp land. This additional land extended New Orleans city limits but also aided in the acceleration of residential segregation. Cities from around the world used the designs for the screw pump and consulted Wood for advice on drainage systems.

Threaded fastener is one of the most common ways to join components. Having a method to test threaded fasteners is key when designing a joint and even more a nutrunner. A joint is often tightened by a torque applied on the head. The applied torque is equal to three quantities in the joint, the thread torque, the underhead torque and the clamp force. To measure these quantities are the propose of a friction test rig. A test rig was built last year to be able to do that in a flexible and effective way. But the test rig built last year does not have the possibility to measure the underhead torque. A new transducer is constructed to add that possibility. The transducer is constructed by using methods such as concept generation, strength calculations, FEM simulations and a comparison of sensors are made. An easy way to change the stiffness is also investigated but no possible solution could be found. Some modifications and trims are also done on the test rig and also a comparison with the older BLM rig. A validation is made of how good the rig perform is also done. The results shows in favour for the FTR but precise results is not possible to determine.

Ce projet vise à développer un nouveau procédé de fabrication de nanofibrilles de cellulose (NFC) à fort taux de matière sèche et en consommant peu d’énergie. L’extrusion bi-vis, technique industrielle, efficace énergétiquement et facilement adaptable fut ainsi utilisée pour produire des NFC à 20%. En diminuant considérablement la teneur en eau, cette nouvelle stratégie permet de diminuer le coût du transport, d’améliorer le stockage et d’élargir leur domaine d’application. Ce travail a consisté (i) à développer de nouveaux prétraitements chimiques des fibres de celluloses, respectueux de l’environnement pour faciliter la fibrillation de la cellulose et produire des NFC fonctionnelles de qualité, (ii) à optimiser les conditions d’extrusion ainsi que le profil de vis et (iii) à préparer des matériaux à partir de cette nouvelle matière. Quatre prétraitements chimiques ont été identifiés comme facilement industrialisables et ensuite optimisés. La nanofibrillation par extrusion a été ensuite simulée par un logiciel pour obtenir des conditions d’extrusion optimisées. La production de NFC de qualité à l’échelle semi-industrielle a été validée. Différentes applications ont été envisagées pour ces nouvelles NFC à fort taux de matière sèche. / This project aims at developing a new process to produce high solid content cellulose nanofibrils (CNF) decreasing the energy consumption and preserving the high quality compared to classic processes. Twin screw extrusion (TSE), industrially well-known, energy efficient and highly adaptable technique, was optimized to produce CNF at 20 wt% solid content. By decreasing considerably the water content, this new strategy improves the transport cost, the storage and widening the field of application and formulation. The objectives were to (i) develop new green pretreatments of cellulose fibers to facilitate the fibrillation and produce high quality functionalized CNF, (ii) optimize TSE screw profile and conditions to produce CNF and (iii) prepare new materials made of this new type of CNF. Four chemical pretreatments of cellulose fibers have been identified as industrially feasible, leading to high quality functionalized CNF and were widely studied and optimized. The nanofibrillation by TSE was simulated using a simulation software and TSE conditions were then successfully optimized. This cost-effective approach was validated at semi-industrial scale. Finally, different new applications with this new grade of CNF were considered.

Esta dissertação estuda a otimização da capacidade de interação de manipuladores robôs com o meio externo através do controle das forças e torques envolvidas no contato. Os modelos adotados para as análises levam em consideração a interação entre a extremidade do manipulador e uma superfície. Neste trabalho, são investigadas diferentes metodologias para controle de forças, assim como as vantagens e desvantagens de cada método estudado para comparar e desenvolver um controle adequado das forças de contato. Devido às divergências encontradas na literatura, foram implementadas experimentalmente duas abordagens distintas conhecidas por controle cinestático e controle híbrido. Também, como parte do ambiente experimental, foi desenvolvido um protótipo de um micro manipulador com um grau de liberdade instalado na extremidade do robô. O micro manipulador simplifica a implementação de controle de força ativo, pois trabalha de forma independente do acionamento \"fechado\" dos robôs industriais abordados no trabalho. Assim é possível manter uma força arbitraria desejada no contato com a superfície. O controlador de força se sobrepõe ao controlador de posições convencional do manipulador para produzir o comportamento desejado na interação com o meio externo. / The optimization of a conventional industrial robot manipulator capacity to interact with the surrounding environment is analyzed in this work. The models adopted for the analysis take into account the contact between the robot and an external surface. Different force control approaches are analyzed regarding their implementation advantages and disadvantages. Due to the well known contradictions in the literature experiments were carried out using the kinestatic control and the hybrid control. A micro manipulator with one degree of freedom was developed and installed at the end effector in association with the tool tester. With this system it is possible change the contact force on the surface. The simultaneous coordinate work of the robot position control and the micro manipulator system force control are use to produce a desired behavior in the interaction with the external surface.

O tratamento de deformidade espinhal, doença degenerativa, trauma, e tumores da coluna vertebral exigem freqüentemente a realização da fixação interna. O surgimento dos parafusos pediculares possibilitou a realização da instrumentação segmentar da coluna mais estável, tornando-se atualmente procedimento padrão para realização das cirurgias de correção, estabilização de deformidade e instabilidade da coluna em patologias torácicas, lombares e sacrais. O segmento vertebral mais favorável para a implantação do parafuso é a região lombar, devido ao maior diâmetro dos pedículos. A fotoelasticidade tem sido utilizada em estudos científicos a fim de determinar a distribuição de tensões/deformações em sistemas estruturais, pois permite uma análise qualitativa e quantitativa do estado de tensão, através da observação de efeitos óticos. Neste trabalho foi utilizada esta técnica para determinar e analisar as tensões internas de modelos fotoelásticos sob influência de parafusos pediculares tipo USS1, quando submetidos a esforços de arrancamento. Para realização das análises fotoelásticas foram confeccionados 12 modelos divididos em três grupos, contendo em cada 4 modelos fotoelásticos. O primeiro grupo, G1, inclui o parafuso com diâmetro externo de 5 mm, o segundo, G2, o parafuso com diâmetro externo de 6 mm e o terceiro, G3, o parafuso com diâmetro externo de 7 mm. A simulação foi feita utilizando cargas de 0,75 e 1,5 Kgf. As ordens de franjas foram avaliadas em torno dos parafusos, utilizando o método de compensação de Tardy. Em todos os modelos analisados foram determinadas as tensões cisalhantes. Os resultados mostraram que para a carga de 0,75 Kgf, a tensão cisalhante máxima no parafuso de 5 mm foi maior que no de 6 mm, que foi maior que no de 7 mm. Com a carga de 1,5 Kgf houve igualdade nos três diâmetros externos de parafusos, e comparando estas duas cargas prevaleceu o último resultado. De acordo com as análises realizadas nos doze modelos, observou-se que o local de maior tensão é no pico das cristas, principalmente próxima a ponta dos parafusos. Sendo assim, esta técnica é bastante eficiente, pois, através da análise quantitativa e qualitativa foi possível comparar os parafusos de fixação vertebral, verificando qual é o mais suscetível ao arrancamento. / The treatment of spinal deformities, degenerative disease, injuries and tumors on the vertebral column often demand the accomplishment of the internal fixation. The pedicular screws arising enabled the accomplishment of column segmental instrumentation more stable and became a standard procedure in accomplishing surgeries of correction, deformities stabilization and column instability in thoracic, lumbar and sacral pathologies. The best vertebral segment for the screw implantation is the lumbar area due to a larger diameter of the pedicles. The photoelasticity has been used in scientific studies in order to determine the stress/strain distribution in structural systems, because it allows a qualitative and quantitative analysis of the state of stress, through the observation of optical effects. In this work was used this technique to determine and analyze the internal stress of the photoelastic models under the influence of pedicular screws type USS1 submitted to pullout strength. In order to accomplish the photoelastic analysis 12 models divided in 3 groups were made. Each of them contained 4 photoelastic models. The first group, G1, was composed by the screw of 5 mm of external diameter, the second, G2, was composed by the screw of 6 mm external diameter and the third, G3, by a screw of 7 mm external diameter. The simulation was performed using loads of 0.75 Kgf and 1.5 Kgf. The fringe orders were evaluated around the screws using the Tardy compensation method. In all the models analyzed were calculated the shear stress. The results showed that using the load of 0.75 Kgf the shear stress in the 5 mm screw was bigger than in the 6 mm screw, which was bigger than in the 7mm screw. With a load of 1.5 Kgf there was equality among the three external diameter screws and comparing these two last loads, the last result prevailed. According to the analysis realized in the 12 models, we observed that the place of highest stress is at the peak of the crests mainly at the tips of the screws. Concluding, this technique is efficient enough because through the quantitative and qualitative analysis it was possible to compare the vertebral fixation screws, verifying witch one is more susceptible to pullout.

Em razão da complexidade da osteossíntese nas regiões de colo e cabeça femorais, aliado à dificuldade da boa redução e fixação da fratura, objetivou-se estudar comparativamente os efeitos das cargas com forças axiais nos conjuntos osso-parafuso convencional e osso-parafuso canulado. O parafuso canulado possui eficiente capacidade compressiva e por possuir uma cânula central é capaz de simplificar a técnica cirúrgica se comparado aos parafusos ósseos convencionais. Foram utilizados dois parafusos dispostos paralelamente, inseridos da porção lateral do fêmur, abaixo do trocânter maior, em direção à cabeça femoral em 14 fêmures de cães acima de 20 kilos de peso, subdivididos em 2 grupos de 7 fêmures com parafusos convencionais e 7 fêmures com parafusos canulados , sem sinais macroscópicos ou radiográficos de moléstias ósseas. Os resultados obtidos mostraram que não houve diferenças estatísticas na força máxima e na rigidez nos dois grupos, e em todos os ensaios, os implantes não sofreram deformação, portanto conclui-se que as resistências dos parafusos convencional e canulado, utilizados na osteossíntese de fraturas de cabeça e colo de fêmur, são semelhantes. / Because of the complexity of osteosynthesis of femoral head and neck fractures and the difficulty of good reduction and fixation of the fractures, we studied comparatively the effects of load and axial forces of bone-conventional screws and bone-cannulated screws. The cannulated screw presents efficient compressive capacity and it presents a central cannula capable of simplifying the surgical technique if compared to conventional bone screws. We used two screws placed parallel, inserted in the lateral aspect of the femur, beneath the greater trocanter, directed to the femoral head, in fourteen femurs of dogs over 20Kg, subdivided in two groups of seven femurs each, the first with conventional screws and the second with cannulated screws, with no macroscopic or radiographic signs of bone diseases. The results didn´t show any statistical differences in maximum strength and rigidity of both groups and the implants didn´t suffer deformities in any essays, therefore we conclude that the resistances of conventional and cannulated screws, used in of femoral heads and necks fracture repairs, are similar.

A força de compressão entre os fragmentos é um importante fator que interfere na consolidação das fraturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de cada um dos parafusos sem cabeça de auto compressão com três diâmetros de rosca diferentes, empregados no tratamento das fraturas do escafoide. Utilizando um dispositivo de alumínio acoplado à uma máquina universal de ensaios equipada com uma célula de carga de 50 kgf. Foram utilizados dois blocos de espuma rígida de poliuretana de densidade 0,16 g/cc. Os testes foram realizados com os parafusos HCS da marca Synthes®, com diâmetros de 3,0 mm, 2,4 mm e 1,5 mm. Todos tinham 20 mm de comprimento. Os parafusos foram introduzidos utilizando os princípios da técnica AO, sendo o instrumental fornecido com os parafusos. Foram realizados com os parafusos supracitados fixações com inserção a 90º, 60º, 45º e 30º de inclinação em relação à superfície do bloco. Todos procedimentos foram repetidos por sete vezes, comparando-se os valores obtidos do pico da força de compressão (Força Max), da força de compressão após 20 segundos (Força T1) e da força de compressão após 300 segundos (Força T2). Para as fixações dos parafusos de 3.0 mm e 2.4 mm com 30º de inclinação não houve compressão, devido ao rompimento da superfície do bloco pela rosca da extremidade proximal dos parafusos. A Força Max do parafuso HCS de 3.0 mm foi maior do que a dos parafusos de 2.4 mm em todas as comparações. A relação entre as Força T2/Força T1 foram semelhante em todas as comparações, isto é, não apresentaram diferença estatística, e demostraram que a acomodação dos parafusos não foi relacionada ao diâmetro da rosca dos parafusos. Concluímos que a força de compressão entre os fragmentos foi maior quando o diâmetro da rosca do parafuso também foi maior, independente da posição da inserção em relação à fratura / The interfragmentary compression force is an important factor for fracture healing. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of each three different diameters headless compression screw, used for the treatment of scaphoid fractures. It was used an aluminum device coupled to a universal testing machine equipped with a load cell of 50 kgf. Two rigid foam blocks made of polyurethane with density of 0.16 g/cc. The tests were performed with the HCS Synthes® with 20 mm length 3.0 mm, 2.4 mm and 1.5 mm in diameter. The screws were inserted using the AO technique and instrumental provided with screws. They were performed with the above screw with 90º, 60º, 45º and 30º tilt with the block and repeated seven times and comparing the results obtained from the peak compression force (Max Force) to compression force after 20 seconds (T1 Force) and compression force after 300 seconds (T2 force). For the fixations of 3.0 mm and 2.4 mm screws with 30° tilt no compression were reached, as the proximal threads of the screws broke the surface of the block. Max Force for HCS 3.0 mm was higher than the 2.4 mm screws in all comparisons. The relationship T2 Force / T1 Force was similar in all comparisons, showing no statistical difference, proving that the accommodation of the screws is not related to the threads diameter of the screws. It was concluded in this work that there was a reduction of interfragmentary compressive force by reducing the threads diameter of the screws, regardless of the position placed over the fracture surface

Este estudo avaliou próteses implantossuportadas obtidas por 2 técnicas (cilindro cimentado ou soldado a laser) e seus comportamentos no que tange à passividade e afrouxamento de parafusos. Foram confeccionadas PPFs de 3 elementos sobre 2 implantes: G1, técnica do cilindro cimentado; G2, técnica do cilindro soldado a laser (n=10). Avaliados níveis de desajuste vertical e passividade antes e após aplicação de cerâmica prensada e após ciclagem mecânica, e a perda de torque inicial dos parafusos de retenção protética antes e após fadiga. Ciclagem mecânica simulando 1 ano de função mastigatória normal (50N, 300.000 ciclos). Análises de desajuste vertical e passividade realizadas pelo método de Sheffield. Calculada % de perda de torque de inserção. Os dados de desajuste e perda de torque foram comparados estatisticamente pelo Modelo Linear de Efeitos Mistos. De modo geral, G1 apresentou níveis de desajuste vertical estatisticamente inferiores a G2 (p<0,05) nas três condições analisadas pelo teste de Sheffield, tanto antes quanto após ciclagem mecânica, atingindo valores máximos de desajuste correspondentes a: 11,94 ± 3,17&mu;m (G1) e 48,63 ± 39,68 &mu;m (G2), antes da ciclagem, 12,42 ± 6,19&mu;m (G1) e 47,62 ± 35,16&mu;m (G2), após a ciclagem, estando os parafusos parafusados. Adicionalmente, em todas as condições experimentais, a ciclagem mecânica não influenciou no desajuste de ambos os grupos (p<0,05), com exceção do molar em G1 quando analisado apertado (p<0,0001). Quando analisado G2, verificamos aumento estatisticamente significante do desajuste vertical após prensagem cerâmica para todos os elementos (p<0,0001) nos diferentes momentos avaliados, com exceção do molar quando avaliado solto, o qual apresentou desajustes semelhantes antes e após prensagem (p=0,052). Na análise de perda de torque, valores expressos em % de perda são apresentados: Pré-molar - G1- antes ciclagem: 31,04 ± 13,22%; G2- antes ciclagem: 33,97 ± 13,41% (G1 x G2 antes ciclagem: p=0,662); G1- após ciclagem: 42,36 ± 14,99%; G2- após ciclagem: 37,92 ± 9,32% (G1 x G2 após ciclagem: p=0,461). Quando analisado o pré-molar, não foram verificadas diferenças estatísticas antes e após ciclagem mecânica para ambos os grupos (G1: p=0,067; G2: p=0,423); Molar - G1- antes ciclagem: 30,77 ± 12,37%; G2- antes ciclagem: 44,37 ± 11,14% (G1 x G2 antes ciclagem: p=0,032); G1- após ciclagem: 39,28 ± 13,96%; G2- após ciclagem: 54,40 ± 26,39% (G1 x G2 após ciclagem: p=0,189). Quando analisado o molar, diferenças estatísticas também não foram identificadas antes e após ciclagem, para ambos os grupos (G1: p=0,392; G2: p=0,233). Diante dos resultados, é possível concluir que: G1 apresentou índices de desajuste vertical e passividade menores que G2, porém para ambos os grupos os desajustes estão dentro dos padrões aceitáveis pela literatura; ciclagem mecânica não promoveu alterações nos níveis de desajuste vertical e perda de torque (%) para ambos os grupos; ambas as técnicas não foram capazes de promover passividade absoluta, tendo em vista os maiores valores de desadaptação do lado solto quando comparados ao lado parafusado. / This study evaluated implant supported prostheses obtained by two techniques (cemented cylinder or laser welded cylinder) and their behavior regarding passivity and screw loosening. Three-element FPPs were made over 2 implants: G1, cemented cylinder technique, G2, laser welded cylinder technique (n=10). The levels of vertical misfit and passivity were evaluated before and after ceramic pressing, and after mechanical cycling; while loss of initial torque of prosthetic retaining screws, before and after mechanical cycling. The mechanical cycling simulated one year of normal masticatory function (50N, 300,000 cycles). Vertical misfit and passivity were analyzed by Sheffield\'s test. The percentage of torque loss was calculated. The misfit and torque loss data were statistically compared by Mixed Linear Model . Overall, G1 showed vertical misfit statistically lower than G2 (p<0.05) in the three conditions analyzed by Sheffield\'s test, before and after mechanical cycling, reaching maximum values of misfit corresponding to: 11.94 ± 3.17&mu;m (G1) and 48.63 ± 39.68 &mu;m (G2) before cycling; 12.42 ± 6.19&mu;m (G1) and 47.62 ± 35.16&mu;m (G2), after cycling, when screws were tightened. Additionally, in all experimental conditions, the mechanical cycling did not influence the misfit in both groups (p<0.05), except for the molar G1 when analyzed in the tightened condition (p<0.0001). When was analyzed G2, statistically significant increase in the vertical misfit was found after ceramic pressing for all elements (p<0.0001) for different moments, except when the molar was not tightened, which showed similar misfit before and after pressing (p=0.052). In the analysis of torque loss, values expressed as percentage of loss are presented: Pre-molar - G1- before cycling: 31.04 ± 13.22%, G2- before cycling: 33.97 ± 13.41% (G1 x G2 before cycling: p=0.662), G1- after cycling: 42.36 ± 14.99%, G2- after cycling: 37.92 ± 9.32% (G1 x G2 after cycling: p=0.461). When the pre-molar was analyzed, statistical differences before and after cycling were not found for both groups (G1: p=0.067; G2: p=0.423); Molar - G1- before cycling: 30.77 ± 12.37%; G2- before cycling: 44.37 ± 11.14% (G1 x G2 before cycling: p=0.032); G1- after cycling: 39.28 ± 13.96%; G2- after cycling: 54.40 ± 26 , 39% (G1 x G2 after cycling: p=0.189). When the molar was analyzed, statistical differences were not found before and after cycling for both groups (G1: p=0.392; G2: p=0.233). Based on these results, it is possible to conclude that: G1 showed vertical misfit and passivity smaller than G2, but for both groups, the misfits are within acceptable standards for the literature; mechanical cycling did not change the vertical misfit and torque loss (%) for both groups; both techniques were not able to promote absolute passivity, in view of the higher values of misfit when compared to the side no tightened.