Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Las cuerdas de poliéster tienen una mejor relación resistencia por peso en comparación con cables tradicionales como por ejemplo los de acero y debido a los avances tecnológicos en la producción de fibras sintéticas las cuerdas de poliéster son cada día más usadas en la ingeniería. Producto del deterioro que sufren las cuerdas de poliéster por el uso se ha querido estudiar cómo afecta en las capacidades de la cuerda cuando se corta totalmente una o más hebras. La presente memoria tiene como objetivo estudiar las consecuencias de daños provocados en cuerdas de poliéster, de esta manera, determinar cómo afecta en la capacidad y deformación de la cuerda. Se estudiará cuanto disminuye la resistencia a tracción dependiendo de las hebras dañadas y el fenómeno de localización de deformaciones en la zona dañada. Para el estudio experimental fueron ensayadas a tracción cuerdas de poliéster de 8 mm, 12mm y 16 mm de diámetro en la Maquina INSTROM 600 LX, estas cuerdas están conformadas por 3 hebras enrolladas de forma helicoidal. Se confeccionarán 3 tipos de probetas de cuerdas para cada diámetro: la primera probeta corresponderá a una cuerda virgen, la segunda una cuerda con una hebra dañada y la tercera una cuerda con 2 hebras dañadas. Es importante recalcar que los daños se realizaron en una sección ubicada en la longitud media de la cuerda. Se colocarán 3 extensómetros en la parte superior, inferior y central de la cuerda ensayada para medir las deformaciones locales y un LVDT para medir la deformación global de la cuerda. También para cada diámetro de cuerda se ensayarán a tracción probetas confeccionadas con hebras de cuerdas vírgenes. De los resultados obtenidos se concluyó que las hebras cortadas de cuerdas de poliéster dañadas comienzan a tomar carga a una distancia de la sección dañada, esta longitud de cuerda se le llama largo de recuperación. Además, se determinó experimentalmente que los ganchos son más eficientes que las prensas tipo crosby para ensayar a tracción cuerdas de poliéster. Se comprobó que cualitativamente las curvas de capacidad son más flexibles a medida que aumenta el daño en la sección transversal de la cuerda. Con respecto a la rigidez se logró determinar cuantitativamente que la rigidez de la cuerda disminuye a medida que el daño aumenta en la sección trasversal para todos los 3 diámetros y que la rigidez de las hebras es un poco menor que la rigidez de una cuerda virgen. A modo de recomendación los extensómetros no resultaron confiables para medir deformaciones locales en las cuerdas de poliéster ya que estos no se agarraban bien. En cambio, el LVDT es bastante confiable para medir deformaciones globales en cuerdas de poliéster ya que tiene la ventaja que no le afecta la rotación de la cuerda y donde no está agarrado a la cuerda puede medir deformaciones hasta que termine el ensayo.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica. Ingeniero Civil / El presente trabajo tiene por objetivo extender el estudio mecánico de cables dañados asimétricamente llevado por De Vico (2013) y Ramírez (2015) y el trabajo de Beltrán (2006), combinando en un único modelo el efecto de asimetría y concentración de deformaciones: dos fenómenos cuyo impacto aislado se ha traducido en la inducción de flexión producto del daño asimétrico y la capacidad de recuperación de carga producto de la concentración de deformaciones cerca del daño. El modelo mecánico propuesto se basa en el método de los elementos finitos, para lo cual se propone un elemento viga capaz de incorporar la cinemática de deformación de los elementos que conforman un cable de modo de generar matrices de rigidez que representen a un elemento denominado viga-cable. Este elemento es capaz de desarrollar flexión biaxial, torsión y carga axial. Se supone que el cable está sometido a una fuerza axial de tracción y a cargas transversales de corte asociadas a la asimetría del daño, en caso de que corresponda. Además, dependiendo de la fricción entre los alambres del cable, se puede incrementar el área efectiva del cable en elementos alejados del daño, aumentando la capacidad de carga del cable y forzando una concentración de deformaciones en zonas cercanas a los elementos finitos dañados. Se estudiaron cables de distintos materiales (poliéster, acero y aluminio) con distintas configuraciones geométricas (distribución de alambres, ángulos de paso y diámetros) y de daño, de modo de evaluar distintos fenómenos presentes que impacten tanto el comportamiento global (curva de capacidad, rigidez, capacidad de deformación y capacidad de carga) y local (gradiente de tensiones y deformaciones). Para cada caso de estudio, se compararon los resultados del modelo propuesto con resultados experimentales y modelación de elementos finitos presentes en la literatura. Los análisis comparativos indican el modelo propuesto es capaz de predecir de buena manera curvas de capacidad y gradiente de tensiones/deformaciones en las secciones transversales a lo largo del cable. Se logró acoplar en un modelo los fenómenos de daño asimétrico y concentración de deformaciones, cuyo resultado queda en la región acotada por las curvas de daño asimétrico y concentración de deformaciones, actuando en forma independiente, desarrolladas por Beltrán et al (2017). En particular, se obtienen rigideces superiores a las experimentales, tal como evidencian Lalonde (2017) y Judge (2012) en sus estudios. Además, se obtuvieron capacidades similares a las de la literatura. En cuanto a la capacidad de deformación, la alta variabilidad de los ensayos no permitió obtener resultados concluyentes. Se identificó una relación directa entre el diámetro del cable y el impacto de la asimetría, ya que a medida que es más grande el diámetro, se pudo identificar una mayor diferencia entre los límites del gradiente de deformaciones. La eficiencia computacional y robustez del modelo queda demostrada, obteniéndose resultados con alta precisión en fracciones del tiempo requerido por modelos desarrollados en software de elementos finitos.

The objective of this dissertation is to enhance the functionality of an existing simulation package that is used to simulate fiber optic networks. These enhancements include the capability to simulate protection mechanisms following link failure, which is a necessity in real-world optical networks to ensure the continued flow of information following a failure in a part of the network. The capability for network traffic to choose from additional paths is also an addition to the software. The enhanced, as well as the original simulation software, are open source: this allows anyone to freely modify and improve the source code to suit his or her requirements. This dissertation will focus on mesh-based optical network topologies, which are commonly found in regional optical backbone networks, but which are also increasingly found in metropolitan areas. The regional networks all make use of wavelength division multiplexing (WDM), which consists of putting multiple different wavelengths of light on the same physical fiber. A single fiber breakage will therefore disrupt multiple fiber-optic connections. A fiber-optic network designer has to satisfy various conflicting requirements when designing a network: it must satisfy current and predicted future traffic requirements, it must be immune to equipment failure, but it must also be as inexpensive as possible. The network designer therefore has to evaluate different topologies and scenarios, and a good network simulator will provide invaluable assistance in finding an optimal solution. Protection and restoration need to be looked at in conjunction with routing and wavelength assignment (RWA), to ensure that resources in a network are used at maximum efficiency. Connection restoration time will also be looked at: this should be minimised to ensure minimal network downtime and ensuing loss of revenue. The chosen alternate connection path should also be as short as possible to minimise use of resources and maximise the carrying capacity of the network. Blocking probability (the inability to establish a connection due to a congested network) is a crucial factor and is also investigated. The topologies investigated in this dissertation consist of various mesh based real-world regional WDM fiber-optic networks. The impact of various link failures, the addition of additional alternate paths, as well as the effect of a protection mechanism on these topologies are also investigated. The proposed goals were all successfully achieved. The capability of simulating single as well as multiple link failures was introduced to the simulation package. The blocking probability of various network topologies was compared to each other in the presence of link failures. Success was also achieved in the introduction of a third alternate path to the simulation package. / Dissertation (MEng(Electronic))--University of Pretoria, 2005. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

A growing trend in the electrical industry is to move away from overhead lines and towards underground distribution. The cables necessary for underground distribution are stressed in various ways, and one of the most ignored stresses is that of overvoltage caused by switching. The focus of this research is to determine the effects that high voltage switching impulses have on the electrical strength of medium voltage cable insulation. Accelerated aging was performed on multiple samples of XLPE and EPR cables by applying multitudes of switching impulses. At various stages of the aging process, partial discharge measurements were taken. At the end of the aging process, the ac breakdown voltage of each cable sample was determined. While more testing is necessary to gain a greater understanding of this subject, the results obtained in this study show that switching impulses weaken cable insulation, which may lead to premature failure of distribution cables.

Pasados los 80’s el incremento en la demanda del ancho de banda por el uso de Internet, así como las comunicaciones internacionales privadas de la industria de las Telecomunicaciones, han ocasionado que las redes basados en Satélites colapsen, ya que esta tecnología no podía brindar la tecnología (ancho de banda) que se necesitaba y otro, su costo es significativamente mayor. Razón por el cual, se inicio el uso de las redes por cable submarino aumentando considerablemente su demanda, hasta que el día la mayoría de las comunicaciones internacionales se hacen a través de este medio. Los grandes cables submarinos en las telecomunicaciones, tiene la misión de unir los continentes entre si a través de los océanos y soportan el 90% del tráfico de la red, trasmitiendo hasta más de 7 Terabits por segundo (Tbps); es decir, más de siete billones de bits cada segundo. El uso de este medio de transmisión tiende a ser vulnerable por el medio ambiente, los daños y el uso inadecuado que se le brinde; es por eso que, la Operación y Mantenimiento de una Red de Cable Submarino es de suma importancia para prevenir y actuar al momento que se presente algún deterioro o rotura, esto es un problema que conlleva perdida económica, por cuanto la rotura de sólo un cable afectaría a millones de usuarios, Para fines de mantenimiento preventivo y correctivo es necesario realizar mediciones y enviar órdenes a los repetidores que están bajo el mar. Esto se realiza variando levemente (sobre-modulando) la señal luminosa de acuerdo a la señal de datos de baja velocidad que contiene los mensajes enviados o recibidos hacia o desde los repetidores. / Tesis

The vulnerability of electrical cables exposed to a fire environment is of particular concern to the nuclear power plant community. The community is interested in data that could be used for predicting cable failures during a fire situation. For this reason, a cable test program was conducted using two different types of cable insulation. Several different exposure heat fluxes were tested, as well as different test arrangements such as cable trays and conduits. The program revealed that a single failure temperature for all cable types is not recommended, but if it is necessary a reasonable temperature could be chosen for the thermosets tested in this project.

Cables1 est impliqué dans la régulation du cycle cellulaire et la survie. Par QPCR et western blot, Cables1 est fortement exprimé dans les cellules souches hématopoïétiques (CSH), les progéniteurs, les cellules de la niche médullaire et les mégakaryocytes. En utilisant un modèle de souris Cables1-/-, nous avons démontré que Cables1 est un régulateur clé de la maintenance homéostatique des CSH àl’état basal et sous stress hématopoïétique. Chez les souris jeunes dépourvues de Cables1, les progéniteurs hématopoïétiques sont hyperprolifératifs et ont un avantage compétitif de repeuplement. La surexpression lentivirale et la déplétion par shRNA de la protéine Cables1 ont respectivement entraîné une régulation positive et négative de p21, indiquant que l'effet de Cables1 sur la prolifération des progéniteurs est partiellement médiée par la régulation de p21. Avec l’âge, les souris déficientes en Cables1 présentent des anomalies du nombre de globules blancs accompagnées d'une réduction significative du compartiment CSH associée à une mobilisation accrue des progéniteurs. De plus, les souris Cables1-/-présentent une sensibilité accrue à un agent myélotoxique à l’irradiation due à des défauts dumicroenvironnement médullaire. Dans les mégacaryocytes, la diminution de Cables1 par shRNA entraîne un défaut de prolifération et unediminution du pourcentage de MK matures. De plus, un défaut de la capacité de formation de proplaquette a été observé après la diminution de Cables1. Ces effets peuvent s’expliquer par une apoptose accrue. En conclusion, Cables1 régule à la fois les progéniteurs et la mégacaryopoïèse. Cables1 donc est essentiel pour l'homéostasie des CSH et le contrôle du stress des CSH. La manipulation del’expression de Cables1 pourrait représenter une opportunité pour optimiser les schémas de chimiothérapie. / Cables1 has been described to be involved in cell cycle regulation and survival. Using QPCR and western blot, we demonstrate for the first time that Cables1 in highly expressed in hematopoietic stem cells, in niche cells and megakaryocytes. Using the Cables1-/- mouse model, we demonstrate that Cables1 is a key regulator of homeostatic HSC maintenance and under hematopoietic stress. Young mice lacking Cables1 showed hyper proliferation within the hematopoietic progenitor and stem cell (HSPC) compartment. Loss ofCables1 conferred increased competitive repopulating capacity to the HSPCs. Lentiviral mediated overexpression and shRNA mediated depletion of Cables1 protein resulted in p21 up and down regulation, respectively, indicating that the effect of Cables1 on HSPC proliferation is partially mediated through regulating p21. By 1,5 to 2 years of age, Cables1 deficient mice displayed anomalies in whiteblood cell counts accompanied by a significant a reduction in the HSC compartment coupled with increased mobilization of HPC. In addition, Cables1-/- mice displayed increased sensitivity to myelotoxic agent and irradiation. These defects are related to abnormal microenvironment. We also investigated Cables1 function during megakaryopoiesis. Down regulation of Cables1 in CD41+CD42- megakaryocytic progenitors resulted in proliferative defect and decreased percentage of mature MKs, which were accompanied by p21(cyclin dependent kinase inhibitor) and Bax (an apoptosis related gene) up-regulation. Moreover, defect of proplatelet forming capacity was observed after Cables1 knockdown, which can also be explained by elevated apoptosis induced by Bax protein. In conclusion, Cables1 regulate both HSPCs and the process of megakaryopoiesis. It represents a opportunities to optimize chemotherapy schemes.

[pt] A protensão de estruturas de concreto com cabos externos já é uma prática comum em vários países e, tem sido empregada tanto na recuperação e reforço de estruturas existentes quanto na concepção de novas estruturas. Entre algumas vantagens estão a redução do peso da estrutura,simplicidade no traçado dos cabos e melhores condições de concretagem. A protensão externa pode ser feita com cabos de aço ou com cabos sintéticos. Estes últimos são constituídos de fibras de alta resistência e excelente resistência à corrosão. O cálculo da resistência das vigas protendidas com cabos não aderentes é mais complexo do que o caso de cabos aderentes, pois a variação de tensão é função da integral das deformações da viga ao longo do traçado do cabo. Este trabalho apresenta um modelo rígido-plástico simplificado para estimar a variação da força em cabos de protensão não aderentes, para estágios de carregamento onde ocorrem deformações plásticas nos materiais, considerando que todas as rotações estejam concentradas em uma rótula plástica. O modelo leva em consideração a dependência da variação da força em cabos de protensão com o comportamento geral da estrutura, bem como a influência da resistência do concreto, da taxa de armadura na seção e dos deslizamentos que ocorrem ao longo da armadura não aderente. A eficiência deste tipo de análise é verificada por meio de uma boa concordância entre resultados analíticos e experimentais, desde que se tenha uma boa estimativa da capacidade de rotação e/ou posição relativa da linha neutra na ruptura. Apresenta-se um estudo paramétrico, sobre o comportamento à flexão de vigas protendidas com cabos externos, utilizando o modelo computacional de Campos (1993). A análise é utilizada para enfatizar as principais implicações do emprego de cabos externos de diferentes módulos de elasticidade. Estabeleceu-se também, uma relação entre a capacidade de rotação da seção e posição relativa da linha neutra, com o objetivo de facilitar a determinação da variação de força em cabos não aderentes quando o modelo rígido-plástico simplificado é empregado. Verificou-se uma boa concordância entre resultados analíticos e experimentais. / [en] Beams prestressed with external tendons have a number of attractions for engineers. They allow a reduction in weight, since concrete is not provided merely to act as cover to tendon or duct; they allow the tendons to be inspected for signs of corrosion and tendons can be replaced or retensioned if necessary. External prestressing is also an ideal application of tendons made of new materials, such as aramids; since the tendons are brittle, it is necessary to avoid the strains concentrations that occur at crack locations with bonded tendons. Since aramids fibres are non-corrodable , there is no problem about the lack of alkaline environment. The main difference in behaviour between bonded and unbonded tendons is that the deflected shape of the unbonded tendon is not the same of the beam. The force change in unbonded tendons depends on the overall geometry of the beam. This work presents a rigid plastic analysis for predicting the force in unbonded tendons , which takes into account the overall geometry of the beam, concrete strenght, reinforment index, as well as the effects of the friction at deflector points. The method is validated with a good agrement with experimental results, provided that a good aproximation of the rotational capacity of a critical section and/or the relative position of the neutral axis are known. A numerical parametrical study of the flexural resistance of concrete beams prestressed with external tendons is carried out, with particular attention paid to those beams prestressed with aramid tendons. This study used a computer program developed by Campos(1993) based on the finite element method for the analysis of concrete structures prestressed with both bonded and unbonded tendons , including external prestressing. A relationship between the rotational capacity of a critical section and the relative position of the neutral axis was stablished. The usage of this relationship together with the rigid plastic model lead to a good agreement with experimental results. Beams prestressed with external tendons have a number of attractions for engineers. They allow a reduction in weight, since concrete is not provided merely to act as cover to tendon or duct; they allow the tendons to be inspected for signs of corrosion and tendons can be replaced or retensioned if necessary. External prestressing is also an ideal application of tendons made of new materials, such as aramids; since the tendons are brittle, it is necessary to avoid the strains concentrations that occur at crack locations with bonded tendons. Since aramids fibres are non-corrodable , there is no problem about the lack of alkaline environment. The main difference in behaviour between bonded and unbonded tendons is that the deflected shape of the unbonded tendon is not the same of the beam. The force change in unbonded tendons depends on the overall geometry of the beam. This work presents a rigid plastic analysis for predicting the force in unbonded tendons , which takes into account the overall geometry of the beam, concrete strenght, reinforment index, as well as the effects of the friction at deflector points. The method is validated with a good agrement with experimental results, provided that a good aproximation of the rotational capacity of a critical section and/or the relative position of the neutral axis are known. A numerical parametrical study of the flexural resistance of concrete beams prestressed with external tendons is carried out, with particular attention paid to those beams prestressed with aramid tendons. This study used a computer program developed by Campos(1993) based on the finite element method for the analysis of concrete structures prestressed with both bonded and unbonded tendons , including external prestressing. A relationship between the rotational capacity of a critical section and the relative position of the neutral axis was stablished. The usage of this relatio / [es] La protensión de extructuras de concreto con cabos externos es ya una práctica común en varios países y, ha sido empleada tanto en la recuperación y refuerzo de extructuras existentes cuanto en la concepción de nuevas extructuras. Entre algunas ventajas están la reducción del peso de la extructura,simplicidad en el trazado de los cables y mejores condiciones para el concretaje. La protensión externa puede ser hecha con cables de acero o con cables sintéticos. Estos últimos están constituídos de fibras de alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión. El cálculo de la resistencia de las vigas protendidas con cables no adherentes es más complejo del que el caso de cables adherentes, pués la variación de tensión es función de la integral de las deformaciones de la viga a lo largo del trazado del cable. Este trabajo presenta un modelo rígido-plástico simplificado para estimar la variación de la fuerza en cables de protensión no adherentes, para estadíos de carregamento donde ocurren deformaciones plásticas en los materiales, considerando que todas las rotaciones esten concentradas en una rótula plástica. El modelo lleva en consideración la dependencia de la variación de la fuerza en cables de protensión con el comportamiento general de la extructura, así como la influencia de la resistencia del concreto, de la tasa de armadura en la sección y de los deslizamientos que ocurren a lo largo de la armadura no adherente. La eficiencia de este tipo de análisis se verifica por meio de una buena concordancia entre resultados analíticos y experimentales, desde que se tenga uma buena estimativa de la capacidad de rotación y/o posición relativa de la línea neutra en la ruptura. Se presenta un estudio paramétrico, sobre el comportamiento a la flexión de vigas protendidas con cables externos, utilizando el modelo computacional de Campos (1993). El análisis se utiliza para enfatizar las principales implicaciones del uso de cables externos de diferentes módulos de elasticidad. Se establece también, una relación entre la capacidad de rotación de la sección y posición relativa de la línea neutra, con el objetivo de facilitar la determinación de la variación de fuerza en cables no adherentes cuando se emplea el modelo rígido-plástico simplificado. Se erificó una buena concordancia entre resultados analíticos y experimentales.

published_or_final_version / Electrical Engineering / Master / Master of Science in Engineering

This thesis implements the expert system technology in broadband network cable plant design to provide an automated design tool for the design engineer. Under this scheme, the knowledge of the cable plant design engineer can be captured and adapted into a manageable form. The various processes of this system include design rule checking, automatically blueprint layout, signal quality analysis and report generator. As we know, the broadband cable plant design shares 50% of the installation budget at the same time, it is a critical issue in the reliability, the extendability, and the manageability of the network system. It is important that the design can be verified before beginning installation. This is the goal of broadband cable plant design expert system tries to address.