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AutoCrear v2.0: automatische Luft- und Kriechstrecken Analyse auf 3D-CAD-Daten
Elektrische Baugruppen enthalten Netze unterschiedlicher Spannung, zwischen denen sich Kurzschlüsse entweder durch Funkenüberschlag durch die Luft (Luftstrecke) oder über die Oberflächen von Isolatoren (Kriechstrecke) bilden können.
AutoCrear bietet eine robuste und effiziente softwarebasierte Analyse aller Luft- und Kriechstrecken auf CAD Daten elektrischer Baugruppen. Entwickler von elektrischen Baugruppen steht damit erstmals ein robustes Werkzeug zur Verfügung, um sämtliche Normverletzung bereits in der Designphase zu erkennen und gezielt zu beseitigen, sowie eine umfassende und einheitliche Dokumentation hinsichtlich Luft- und Kriechstrecken zu erstellen und damit den Produktionsprozess massiv zu optimieren. AutoCrear ist eine Standalone-Lösung, die den kompletten Workflow einer Luft- und Kriechstreckenanalyse in einem einzigen Programm vereint
Spritzgießsimulation mit der kommerziellen Simulations-Software Cadmould®
Der Vortrag erläutert die Anwendung der Spritzgießsimulation mit der kommerziellen Simulations-Software Cadmould®. Zu Beginn wird der Hintergrund der Arbeitsweise der Software erläutert und die möglichen Restriktionen aufgezeigt. Es wird auf die Besonderheit des patentierten 3D-F Verfahrens der Firma Simcon eingegangen. Im Anschluss erfolgt die Betrachtung der Anwendung von Cadmould® an einem konkreten Produktbeispiel
Strategische Effizienzpotentiale in Banken: Eine Wirkungsanalyse von Industrialisierungsfaktoren im Transformations-, Abwicklungs- und Vertriebsprozess von Banken mit unterschiedlichen Entscheidern
Die Arbeit gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Industrialisierungsbestrebungen der Banken. Darauf aufbauend erfolgt eine Analyse der Wertschöpfungspotentiale entlang des Leistungserstellungsprozesses (Transformation, Abwicklung und Vertrieb). Um die Wirkungsweise und Effizienzpotentiale von Industrialisierungsfaktoren einzuschätzen wird mittels eines Simulationsmodells zum einen das Verhalten von unterschiedlichen Entscheidern (Markowitz-Entscheider, CVaR-Entscheider) und zum anderen die strategische Ausrichtung der Bank mit ihrer Struktur (Geschäftsfelder, Prozesse) und der sie umgebenden Umwelt simuliert. Daraus werden für unterschiedliche Marktumfelder Implikationen zur Effizienz im Sinne einer Nutzenüberlegung oder auch RAROC-Betrachtung für Banken abgeleitet und Aussagen zur Zyklusverstärkung der Märkte durch die Bank getroffen.:ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS
ANLAGENVERZEICHNIS
ABKÜRZUNGS- UND SYMBOLVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG
2 GRUNDLAGEN ZUR INDUSTRIALISIERUNG IN BANKEN
3 AUFBAU DES SIMULATIONSMODELLS
4 AUSWERTUNG DER WIRKUNGSWEISEN DER INDUSTRIALISIERUNG
5 SCHLUSSBETRACHTUNG
ANHANG
LITERATURVERZEICHNI
Energieeffiziente Abstützung von Ketten und Zahnriemen in der Fördertechnik
In Stetigfördersystemen werden das Fördergut tragende Ketten, Zahnriemen oder Bänder in der Regel auf Gleitschienen aus Kunststoff oder Stahl abgestützt. Die Reibwerte zwischen diesen Zugmitteln und der Abstützung betragen ca. 0,2 bis 0,5. Mit einer rollenden Abstützung, bei der Kunststoffröllchen ähnlich einem Wälzlager um einen flachen Stützkörper geführt werden, kann der Bewegungswiderstand auf ca. 0,02 bis 0,05 reduziert werden. Diese sogenannte Rollende Fördertechnik wurde bereits erfolgreich in Modulbandförderern unter anderem in der Automobilproduktion eingesetzt und ermöglicht zum Beispiel kleinere Antriebe, höhere Transportleistungen oder den Bau sehr langer und kompakter Förderstrecken. Eine neue Entwicklung sieht die Anwendung bei Zahnriemenförderern vor. Hierfür wurde ein spezieller Leistenzahnriemen entwickelt, welcher insbesondere für eine hohe Laufruhe sorgt. Im Beitrag werden dafür Dimensionierungsansätze vorgestellt, welche unter anderem die Temperatur sowie die statische Belastungsdauer der Kontaktpaarung Rolle – Zahnriemen berücksichtigen
Tribologische Analyse eines Phenolharzes unter Zugabe von PTFE: Grundlagenuntersuchung der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehung
Duroplastische Materialien zeichnen sich durch eine sehr gute chemische und thermische Beständigkeit aus. Belastbare Informationen über das tribologische Materialverhalten von Duroplasten bei erhöhten Temperaturen und erhöhter mechanischer Beanspruchung sind nur teilweise vorhanden und sollen im Rahmen der Untersuchungen ermittelt und verifiziert werden. Das Ziel ist die Untersuchung der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehung bezüglich der Einbringung von PTFE in einem phenolharzbasierten Duroplast zur Verbesserung der tribologischen Materialeigenschaften und die Detektion der in der Grenzfläche wirkenden Effekte. Weiterführend soll eine fundierte wissenschaftliche Basis zur Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf mögliche großserientaugliche Anwendungen geschaffen werden
Untersuchungen zum mechanischen Verhalten von Aluminium/Magnesium-Werkstoffverbunden und deren Grenzschicht bei der weiteren Umformung
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Grenzschichtverhalten von Aluminium-Magnesium-Werkstoffverbunden während der Weiterverarbeitung durch Warmumformverfahren. Die Herstellung der Verbunde erfolgt mittels hydrostatischem Strangpressen, was zu einer stoffschlüssigen Verbindung in Form von intermetallischen Phasen führt.Während der weiteren Umformung zerbricht diese Grenzschicht in Fragmente ohne die stoffschlüssige Verbindung zu den Grundwerkstoffen aufzugeben. Die Auswirkungen dieser Fragmentierung auf die Grenzschichtfestigkeit wird mittels verschiedener Biegeversuche untersucht. Eine Eigenspannungsanalyse basierend auf dem Bohrlochverfahren und einer speziellen numerischenAuswertemethode ist ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit. Es folgt die Aufstellung eines Fragmentierungskriteriums, das die kritische Streckung für das Einsetzen der Grenzschichtfragmentierung anzeigt. Grundlage bildet eine Vielzahl von Rinnenstauchversuchen mit einer neu entwickelten Probenform. Die nach der Fragmentierung zu beobachtende Grenzschichtkinematik wird mittels numerischer Simulation nachempfunden und so Beanspruchungszustände auf mikroskopischer Ebene zugänglich gemacht
Neuartige Syntheserouten für poröse Kohlenstoffmaterialien – Von der Mikropore bis zum Schaum –
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese von porösen Kohlenstoffmaterialien. Zum einen werden poröse Kohlenstoffe (C) für die Anwendung in Siliziumcarbid (SiC) faserverstärkten Verbundwerkstoffen (SiC/C) untersucht, deren Kohlenstoffmatrix definierte Porengrößen im einstelligen Mikrometerbereich aufweisen sollen, um anschließend über das Flüssigsilizierverfahren (LSI) eine stöchiometrische Umsetzung dieser mit flüssigen Silizium zu einer Siliziumcarbid-Matrix zu gewährleisten. Erhalten wird ein keramischer SiC/SiC-Faserverbundwerkstoff, der aufgrund seiner Beständigkeit in Hochtemperatur-Sauerstoffatmosphäre, für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt geeignet ist. Für dieses Ziel wurden verschiedene Kohlenstoffprecursoren, die Resole, Novolake und stickstoffhaltigen Phenolharze unter Zugabe von β-Naphthol, entwickelt.
Darüber hinaus lag der Schwerpunkt dieser Arbeit in der Herstellung von porösen Kohlenstoffschäumen. Dafür wurden organische Carbonate dargestellt, deren Substituenten einer Stufenwachstumspolymerisation befähigt sind. In der Schmelze polymerisieren diese Säure-katalysiert und setzen dabei Kohlenstoffdioxid frei, welches gleichzeitig das Polymer schäumt. Die Zugabe eines geeigneten Tensides stabilisiert die Kohlenstoffdioxidblasen und generiert Schäume unter einer hohen Volumenexpansion.
Die organischen Carbonate wurden zudem simultan mit Zwillingsmonomeren kationisch polymerisiert um einen Hybridmaterialschaum zu synthetisieren, der anschließend in hierarchisch strukturierte poröse Kohlenstoff- und Siliziumdioxidschäume umgewandelt werden kann.
Neben klassischen Methoden zur Aufklärung der molekularen Strukturen, wie der Kernspinresonanz- (NMR) und Infrarot (IR)-Spektroskopie, wurden Morphologie und Porosität mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie (REM) beziehungsweise Stickstoffsorption und Quecksilberporosimetrie untersucht. Überdies kamen DSC (Dynamische Differenzkalorimetrie) und TGA (Thermogravimetrische Analyse) zur Untersuchung des thermischen Verhaltens der Monomere und Polymere zum Einsatz.:1 Einleitung
2 Motivation und Zielsetzung
3 Theoretische Grundlagen
3.1 Poröse Materialien und deren Charakterisierung
3.1.1 Einteilung nach der Porengröße
3.1.2 Einteilung nach der Porenmorphologie
3.1.3 Beschreibung und Bestimmung von der Porosität
3.1.4 Charakterisierung von Mikro- und Mesoporen
3.2 Herstellung von porösen Kohlenstoff- und Siliziumdioxidmaterialien
3.2.1 Harttemplatsynthesen
3.2.2 Weichtemplatsynthesen
3.2.3 Gelsynthesen und Emulsionstechniken
3.2.4 Schäumungsprozesse
3.2.5 Hybridmaterialien
3.2.6 Zwillingspolymerisation
3.2.7 Hierarchisch strukturierte Kohlenstoffmaterialien mittels Zwillingspolymerisation
3.3 Verwendung von porösen Kohlenstoffmaterialien
3.3.1 SiC/SiC-Faserverbundwerkstoffe
4 Ergebnisse und Diskussion
4.1 Synthese von Phenolharzen als Kohlenstoffprecursoren für SiC/C Faserverbundwerkstoffe
4.1.1 Anforderungen an die Kohlenstoffprecursoren für eine SiC-Matrix
4.1.2 Resole
4.1.3 Novolake und stickstoffhaltige Phenolharze
4.1.4 Molmassen
4.1.1 DSC- und Rheologie-Untersuchungen
4.1.2 Aushärtung der flüssigen Harzformulierungen
4.1.2.1 13C-{1H}-CP-MAS-NMR-Spektroskopie
4.1.3 Herstellung von Kohlenstoffen
4.1.4 Untersuchung der Morphologie und Porosität
4.1.4.1 Ausgehärtete Harze
4.1.4.2 Kohlenstoff
4.1.5 Herstellung und Charakterisierung der SiC/C-Faserverbundwerkstoffe
4.1.6 Untersuchung zur Struktur des Kohlenstoffs
4.1.7 Silizierung der Kohlenstoffe
4.1.8 Porosität durch Catecholoxalat
4.2 Kationische Polymerisation von organischen Carbonaten
4.2.1 Synthese organischer Carbonate
4.2.2 Polymerisationsverhalten organischer Carbonate
4.2.3 Kationische Polymerisation organischer Carbonate
4.2.4 Molmassen und thermisches Verhalten
4.2.5 Morphologie der Polymerschäume
4.2.6 Molekulare Struktur
4.2.7 Poröse Kohlenstoffe
4.3 Simultane Polymerisation von organischen Carbonaten und Zwillingsmonomeren
4.3.1 Theoretische Betrachtungen
4.3.2 Polymerisationsverhalten der Monomermischungen
4.3.3 Variation der Reaktionsbedingungen
4.3.4 Morphologie der Organik/SiO2-Hybridmaterialschäume
4.3.5 Molekulare Struktur der Organik/SiO2-Hybridmaterialschäume
4.3.5.1 13C {1H} CP-MAS-NMR-Spektroskopie
4.3.5.2 29Si-{1H}-CP-MAS-NMR-Spektroskopie
4.3.5.3 ATR-FTIR-Spektroskopie
4.3.5.4 Extraktionsversuche der Hybridmaterialien
4.3.5.5 Elementverteilung mittels Energiedispersiver Röntgenspektroskopie
4.3.6 Herstellung poröser Kohlenstoff- und SiO2-Schäume aus Hybridmaterialschäumen
4.3.6.1 Zusammensetzung des Hybridmaterial- und C/SiO2-Schaums
4.3.6.2 Morphologie der Kohlenstoff- und SiO2-Schäume
4.3.7 Porositätsuntersuchungen an porösen Kohlenstoff- und SiO2-Schäumen
4.3.7.1 Stickstoffsorption
4.3.7.2 Quecksilberporosimetrie
5 Zusammenfassung und Ausblick
6 Experimenteller Teil
6.1 Chemikalien
6.2 Charakterisierungsmethoden
6.3 Synthesen
6.3.1 Herstellung von Resolen
6.3.2 Herstellung eines Novolaks
6.3.3 Herstellung eines stickstoffhaltigen Phenolharzes
6.3.4 Herstellung einer flüssigen Harzmischung
6.3.5 Aushärtung der flüssigen Harze und Harzmischungen
6.3.6 Pyrolyse der ausgehärteten Phenolharze und Harzmischungen
6.3.7 Herstellung von SiC-faserverstärkten Kohlenstoffen (SiC/C)
6.3.8 Silizierung von Kohlenstoffen
6.3.9 1,1'-methylenebis(naphthalen-2-ol)
6.3.10 Catecholoxalat
6.3.11 Bis(furan-2-ylmethyl) carbonat (Difurfurylcarbonat DFC)
6.3.12 Bis(p-methoxybenzyl) carbonat (pC)
6.3.13 Bis(m-methoxybenzyl) carbonat (mC)
6.3.14 Tetrafurfuryloxysilan (TFOS)
6.3.15 2,2’-Spirobi[4H-1,3,2-benzodioxasilin] (Spiro)
6.3.16 Polymerisation von mC, pC und DFC
6.3.17 Simultane Polymerisation von Carbonaten mit Zwillingsmonomeren
6.3.18 Extraktion
6.3.19 Pyrolyse der Organik/SiO2-Hybridmaterialien
6.3.20 Siliziumdioxid-Ätzen
6.3.21 Oxidation der Organik/SiO2-Hybridmaterialien
6.3.22 Oxidation der Kohlenstoff/SiO2-Materialien
Anhang
Literaturverzeichnis
Danksagung
Selbstständigkeitserklärung
Lebenslauf
Persönliche Daten
Ausbildung und beruflicher Werdegang
Liste der Publikationen, Vorträge und Posterpräsentatione
Bridging the gap between embodied cognition and cognitive load theory
Diese Dissertation enthält eine theoretische und empirische Untersuchung der Gestaltung interaktiver Lernmedien. Interaktivität wird hierbei breit definiert und umfasst sowohl minimal interaktive Benutzersteuerungen, die Lernenden eine Änderung der Darstellung von Lerninhalten erlauben, bis hin zu voll immersiven Umgebungen in der virtuellen Realität. Theoretisch ist die Dissertation auf den Modellen der Cognitive Load Theory und dem Ansatz der Embodied Cognition verankert. Der Ansatz der Cognitive Load Theory rät zu einem Instruktionsdesign bei dem die kognitive Belastung innerhalb einer Lernaufgabe begrenzt wird, jedoch stellt Forschung im Paradigma der Embodied Cognition zumeist die Vorteile von Aktivität für kognitive Prozesse heraus. Die Kapitel dieser Dissertation zielen darauf ab, diese zwei scheinbar widersprüchlichen Ansätze miteinander zu versöhnen. Kapitel 1 bietet einen Überblick über die Inhalte dieser Dissertation und beschreibt die Implikationen der Resultate. In Kapitel 2 wird ein weitreichender Überblick über Forschung zu Embodied Cognition im Bereich des Lernens (auch bekannt als Embodied Learning) präsentiert und eine Taxonomie des Embodied Learning wird beschrieben. Ein wichtiger Beitrag von Kapitel 2 ist die Betrachtung, dass eine Gestaltung von interaktiven Lernumgebungen, die nicht gegen die Grundsätze der Cognitive Load Theory verstoßen, möglich ist. Kapitel 3 leistet eine Reflexion über Detailfragen zur Messung der kognitiven Belastung bei Aufgaben, in denen körperliche Faktoren oder Interaktivität eine Rolle spielen. Eine wichtige Behauptung aus Kapitel 3 besteht darin, dass es Unterschiede hinsichtlich der Passung verschiedener Messinstrumente der kognitiven Belastung für Aufgaben mit einem unterschiedlichen Lehransatz geben könnte. Die Passung verschiedener Fragebogeninstrumente zur Erfassung der (extrinsischen) kognitiven Belastung wird in Kapitel 4 empirisch evaluiert. In zwei Experimenten wurde die extrinsische Belastung (d.h. jene kognitive Belastung, die aus der Umsetzung einer Lernaufgabe herrührt) mit zwei verschiedenen Fragebogeninstrumenten gemessen. Die Versuchspersonen nutzten dabei entweder eine nicht-interaktive oder eine interaktive Implementation von Lernaufgaben zur Anatomie. Bei einem der Experimente stellte sich heraus, dass der gemessene Unterschied in der extrinsischen Belastung zwischen den beiden Versionen bei einem der Fragebögen hoch und bei dem anderen gering ausfiel. Basierend auf diesem Ergebnis wird in dem Kapitel empfohlen, die extrinsische Belastung nicht als einen einheitlichen Begriff, sondern als eine Ansammlung unterschiedlicher Belastungsarten zu betrachten. Darüber hinaus werden in den drei Experimenten in Kapitel 4 Hypothesen hinsichtlich der Gestaltung von Lerntests für Medien aufgestellt, die interaktive Komponenten verwenden. Zum Abschluss zielt Kapitel 5 darauf ab, allgemeine Empfehlungen zur Verbesserung von Forschung im Paradigma der Embodied Cognition zu formulieren und greift dabei auf die Taxonomie aus Kapitel 2 zurück. Insgesamt betrachtet verwendet diese Dissertation die Ansätze der Embodied Cognition und der Cognitive Load Theory um die Theorien gegenseitig anzuregen und um Ansätze zur Überarbeitung beider Theorien zu bieten.This dissertation presents a theoretical and empirical investigation of the design of interactive learning media. Interactivity is understood in a broad sense, ranging from minimally interactive user controls allowing learners to change the display of learning contents up to fully immersive virtual reality environments. Theoretically, this dissertation is grounded in the models of cognitive load theory and embodied cognition. Cognitive load theory advises instructional designers to limit the cognitive load involved in a learning task, but embodied cognition research usually focuses on the benefits of activity for cognitive processes. The chapters in this dissertation aim to bridge the gap between these two seemingly contradicting approaches. Chapter 1 offers an overview of the contents of this dissertation and describes the implications of the results. In Chapter 2, an extended overview of embodiment research in the field of learning (also referred to as embodied learning) is presented and a taxonomy of embodied learning is outlined. Chapter 2 highlights that there may be ways of designing interactive learning settings while not infringing upon the principles of cognitive load theory. Chapter 3 affords a reflection on the intricacies of measuring cognitive load in tasks that involve embodiment or interactivity. An important assertion of Chapter 3 is that there may be differences in the suitability of different cognitive load measurement instruments for tasks differing in their instructional approach. The suitability of different cognitive load survey instruments for measuring (extraneous) cognitive load is empirically evaluated in Chapter 4. In two experiments, extraneous load (i.e., cognitive load brought about by the implementation of a learning task) was measured using two different cognitive load surveys. Participants either used a noninteractive or an interactive implementation of anatomy learning tasks. In one experiment, the difference in extraneous load between the two versions was high for one survey and low for another survey. Based on this result, the chapter recommends to view extraneous load not as a uniform concept, but rather as a collection of different load types. Moreover, the three studies in Chapter 4 test hypotheses concerning the design of tests for media using interactive learning components. Finally, Chapter 5 intends to formulate general recommendations for advancing embodied cognition research, thereby drawing on the taxonomy of Chapter 2. In sum, this dissertation uses embodied cognition and cognitive load theory to inform each other and to provide a starting point for upgrades for both theories
Quasi-Freestanding Graphene on SiC(0001) by Ar-Mediated Intercalation of Antimony: A Route Toward Intercalation of High-Vapor-Pressure Elements
A novel strategy for the intercalation of antimony (Sb) under the (6√3 × 6√3)R30° reconstruction, also known as buffer layer, on SiC(0001) is reported. Using X-ray photoelectron spectroscopy, low-energy electron diffraction, and angle-resolved photoelectron spectroscopy, it is demonstrated that, while the intercalation of the volatile Sb is not possible by annealing the Sb-coated buffer layer in ultrahigh vacuum, it can be achieved by annealing the sample in an atmosphere of Ar, which suppresses Sb desorption. The intercalation leads to a decoupling of the buffer layer from the SiC(0001) surface and the formation of quasi-freestanding graphene. The intercalation process paves the way for future studies of the formation of quasi-freestanding graphene by intercalation of high-vapor-pressure elements, which are not accessible by previously known intercalation techniques, and thus provides new avenues for the manipulation of epitaxial graphene on SiC
Experimental Derivation of Process Input Parameters for Electrochemical Machining with Differentially Switched Currents
The manufacturing of components with complex internal features, e.g. for automobile industry, aeronautics or medical applications, is a significant challenge. Such components are often machined in temporarily and locally separated stages of production. Due to these separated stages, the form deviations and positioning errors increase, which leads to additional efforts for the quality assurance. The technology that shall be developed within the project SwitchECM is supposed to enable machining of components with differing complex features in one single production stage and shall simultaneously allow for high precision. For this purpose, a multi-cathode system will be developed, in which every single cathode can be switched with specific parameters. The specific switching parameters shall be adjusted according to the requirements of the pre-defined features.
For the manufacturing of different pre-defined features with one multi-cathode system the usage of pulsed direct current as well as continuous direct current shall be possible. Hence, removal experiments were carried out on 1.4301 stainless steel using a PEMCenter 8000 with varying feed rates and voltages at a pulsation frequency of 200 Hz. With this comparatively high frequency and a pulse duration of 4 ms pseudo direct current experiments are realized.
The results are compared to experiments with a more common pulse frequency of 50 Hz. The mass removal analyses show, in which degree the transferability of experimental results from pulsed current to pseudo direct current or rather direct current is feasible