The most economically important species used in a wide range of fermentation industries throughout Asia belong to Aspergillus section Flavi, which are morphologically and phylogenetically indistinguishable, with a few being toxigenic and therefore a major concern. They are frequently isolated from Korean fermentation starters, such as nuruk and meju. The growing popularity of traditional Korean alcoholic beverages has led to a demand for their quality enhancement, therefore requiring selection of efficient non-toxigenic strains to assist effective fermentation. This study was performed to classify the most efficient strains of Aspergillus section Flavi isolated from various types of traditional wheat nuruk, based on a polyphasic approach involving molecular and biochemical evaluation. A total of 69 strains were isolated based on colony morphology and identified as Aspergillus oryzae/flavus based on internal transcribed spacer and calmodulin gene sequencing. Interestingly, none were toxigenic based on PCR amplification of intergenic regions of the aflatoxin cluster genes norB-cypA and the absence of aflatoxin in the culture supernatants by thin-layer chromatography analysis. Saccharification capability of the isolates, assessed through ${\alpha}-amylase$ and glucoamylase activities, revealed that two isolates, TNA24 and TNA15, showed the highest levels of activity. Although the degrees of variation in ${\alpha}-amylase$ and glucoamylase activities among the isolates were higher, there were only slight differences in acid protease activity among the isolates with two, TNA28 and TNA36, showing the highest activities. Furthermore, statistical analyses showed that ${\alpha}-amylase$ activity was positively correlated with glucoamylase activity (p < 0.001), and therefore screening for either was sufficient to predict the saccharifying capacity of the Aspergillus strain.
Tarar, Wasim;Herman Shen, M.H.;George, Tommy;Cross, Charles
Structural Engineering and Mechanics
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제35권5호
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pp.571-592
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2010
An energy-based fatigue life prediction framework was previously developed by the authors for prediction of axial, bending and shear fatigue life at various stress ratios. The framework for the prediction of fatigue life via energy analysis was based on a new constitutive law, which states the following: the amount of energy required to fracture a material is constant. In the first part of this study, energy expressions that construct the constitutive law are equated in the form of total strain energy and the distortion energy dissipated in a fatigue cycle. The resulting equation is further evaluated to acquire the equivalent stress per cycle using energy based methodologies. The equivalent stress expressions are developed both for biaxial and multiaxial fatigue loads and are used to predict the number of cycles to failure based on previously developed prediction criterion. The equivalent stress expressions developed in this study are further used in a new finite element procedure to predict the fatigue life for two and three dimensional structures. In the second part of this study, a new Quadrilateral fatigue finite element is developed through integration of constitutive law into minimum potential energy formulation. This new QUAD-4 element is capable of simulating biaxial fatigue problems. The final output of this finite element analysis both using equivalent stress approach and using the new QUAD-4 fatigue element, is in the form of number of cycles to failure for each element on a scale in ascending or descending order. Therefore, the new finite element framework can provide the number of cycles to failure at each location in gas turbine engine structural components. In order to obtain experimental data for comparison, an Al6061-T6 plate is tested using a previously developed vibration based testing framework. The finite element analysis is performed for Al6061-T6 aluminum and the results are compared with experimental results.
Ali Sadeghi;Mohammad Reza Sohrabi;Seyed Morteza Kazemi
Steel and Composite Structures
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제52권1호
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pp.31-43
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2024
A very widely used analytical method (mathematical model), mentioned in Eurocode 3, to examine the connections' bending behavior is the component-based method that has certain weak points shown in the plastic behavior part of the moment-rotation curves. In the component method available in Eurocode 3, for simplicity, the effect of strain hardening is omitted, and the bending behavior of the connection is modeled with the help of a two-line diagram. To make the component method more efficient and reliable, this research proposed its advanced version, wherein the plastic part of the diagram was developed beyond the guidelines of the mentioned Regulation, implemented to connect the end plate, and verified with the moment-rotation curves found from the laboratory model and the finite element method in ABAQUS. The findings indicated that the advanced component method (the method developed in this research) could predict the plastic part of the moment-rotation curve as well as the conventional component-based method in Eurocode 3. The comparison between the laboratory model and the outputs of the conventional and advanced component methods, as well as the outputs of the finite elements approach using ABAQUS, revealed a different percentage in the ultimate moment for bolt-extended end-plate connections. Specifically, the difference percentages were -31.56%, 2.46%, and 9.84%, respectively. Another aim of this research was to determine the optimal dimensions of the end plate joint to reduce costs without letting the mechanical constraints related to the bending moment and the resulting initial stiffness, are not compromised as well as the safety and integrity of the connection. In this research, the thickness and dimensions of the end plate and the location and diameter of the bolts were the design variables, which were optimized using Particle Swarm Optimization (PSO), Snake Optimization (SO), and Teaching Learning-Based Optimization (TLBO) to minimization the connection cost of the end plate connection. According to the results, the TLBO method yielded better solutions than others, reducing the connection costs from 43.97 to 17.45€ (60.3%), which shows the method's proper efficiency.
본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 탄성, 비탄성, 극한영역등 모든 응력상태에 대한 재료적(材料的), 기하학적(幾何學的) 비선형(非線形) 해석(解析)을 위해서 유한요소법에 의한 수치해법(數値解法)을 개발하였다. 유한요소로서는 면회전단변형을 고려하여 Degeneration 방법에 의해 유도된 8절점 Serendipity 등매개변수 요소를 사용하였으며, 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법(層狀化技法)을 도입하였다. 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며, 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용했으며, 철근에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근량으로 모델화하였다. 차후 논문( )의 수치예제를 통하여 본 논문의 해석방법이 기하학적(幾何學的), 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)을 고려한 임의형상의 철근콘크리트 쉘구조의 해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.
In this work, the buckling analysis of material sandwich plates based on a two-parameter elastic foundation under various boundary conditions is investigated on the basis of a new theory of refined trigonometric shear deformation. This theory includes indeterminate integral variables and contains only four unknowns in which any shear correction factor not used, with even less than the conventional theory of first shear strain (FSDT). Applying the principle of virtual displacements, the governing equations and boundary conditions are obtained. To solve the buckling problem for different boundary conditions, Galerkin's approach is utilized for symmetric EGM sandwich plates with six different boundary conditions. A detailed numerical study is carried out to examine the influence of plate aspect ratio, elastic foundation coefficients, ratio, side-to-thickness ratio and boundary conditions on the buckling response of FGM sandwich plates. A good agreement between the results obtained and the available solutions of existing shear deformation theories that have a greater number of unknowns proves to demonstrate the precision of the proposed theory.
초록 The validity, of a single parameter such as stress intensity, factor K or J-integral in traditional fracture mechanics depends strongly on the geometry, and loading condition. Therefore the second parameter like T-stress measuring the stress constraint is additionally needed to characterize the general crack-tip fields. While many, research works have been done to verify, the J-T description of elastic-plastic crack-tip stress fields in plane strain specimens, limited works (especially. for bimaterials) have been performed to describe the structural surface crack-front stress fields with the two parameters. On this background, via detailed three dimensional finite element analyses for surface-cracked plates and straight pipes of homogeneous materials and bimaterials under various loadings, we investigate the extended validity or limitation of the two parameter approach. We here first develop a full 3D mesh generating program for semi-elliptical surface cracks, and calculate elastic T-stress from the obtained finite element stress field. Comparing the J-T predictions to the elastic-plastic stresses from 3D finite element analyses. we then confirm the extended validity of fracture mechanics methodology based on the J-T two parameters in characterizing the surface crack-front fields of welded plates and pipes under various loadings.
A coupled variational equation for fluid-structure interaction (FSI) problems is derived from a steady state Navier-Stokes equation for incompressible Newtonian fluid and an equilibrium equation for geometrically nonlinear structures. For a fully coupled FSI formulation, between fluid and structures, a traction continuity condition is considered at interfaces where a no-slip condition is imposed. Under total Lagrange formulation in the structural domain, finite rotations are well described by using the second Piola-Kirchhoff stress and Green-Lagrange strain tensors. An adjoint shape design sensitivity analysis (DSA) method based on material derivative approach is applied to the FSI problem to develop a shape design optimization method. Demonstrating some numerical examples, the accuracy and efficiency of the developed DSA method is verified in comparison with finite difference sensitivity. Also, for the FSI problems, a shape design optimization is performed to obtain a maximal stiffness structure satisfying an allowable volume constraint.
TMC (Tautomycetin) is a liner polyketide immunosuppressive antifungal compound produced by Streptomyces spp. Inhibition of T cell proliferation with TMC was observed highly efficient at 100-fold lower than those needed to achieve maximal inhibition with cyclosporin A. To elucidate the biosynthetic pathway of TMC, a genomic DNA library was constructed using a E. coil-Streptomyces shuttle cosmid vector, pOJ446. The DNA libraries were screened by colony blot hybridization using several polyketide ${\beta}-ketosynthase$ (KS) probes amplified from TMC-producing Streptomyces genomic DNA using polymerase chain reaction (PCR), of which the degenerate primers were designed based on the highly conserved sequences present in KS domains of various type I polyketide synthase genes in Streptomyces species. This library construction and screening approach led to the isolation of several positive cosmid clones representing type I polyketide biosynthetic gene clusters. In addition, a Streptomyces regulatory gene called afsR2 (a global regulatory gene stimulating antibiotic production in both S. coelicolor and S. lividans) was successfully integrated into the TMC-producing Streptomyces chromosome via E. coil-Streptomyces heterologous conjugation mehtod. The more detailed results of production improvement and genetic characterization of TMC-producing Streptomyces spp. will be discussed.
Prestressed ground anchors are important structural elements in geotechnical engineering. Despite their widespread usage, the design process is often significantly simplified. One of the major drawbacks of commonly used design methods is the assumption that skin friction is mobilized uniformly along an anchor's fixed length, one consequence of which is that a progressive failure phenomenon is neglected. The following paper introduces an alternative design approach - a computer algorithm employing the load-transfer method. The method is modified for the analysis of anchors and combined with a procedure for the derivation of load-transfer functions based on commonly available laboratory tests. The load-transfer function is divided into a pre-failure (hardening) and a post-failure (softening) segment. In this way, an aspect of non-linear stress-strain soil behavior is incorporated into the algorithm. The influence of post-grouting in terms of radial stress update, diameter enlargement, and grout consolidation is included. The axial stiffness of the anchor body is not held constant. Instead, it gradually decreases as a direct consequence of tensile cracks spreading in the grout material. An analysis of the program's operation is performed via a series of parametric studies in which the influence of governing parameters is investigated. Finally, two case studies concerning three investigation anchor load tests are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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