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Ermittlung verzahnungsbedingter Erregerkräfte von Antriebssträngen
Get PDFIm Zuge eines Forschungsprojektes werden Möglichkeiten untersucht, die Schallemissionen eines Bühnenpodiums unter einen für Zuschauer wahrnehmbaren Schalldruckegel zu reduzieren. Daraus ergibt sich u.a. die Motivation, die Schalleistung für spezifische Antriebe zu bestimmen um bühnen- und antriebsspezifische Lösungskonzepte zur Schallemissionsreduzierung zu entwickeln.
Zur Ermittlung entsprechender Lösungen werden an erster Stelle die Geometrien der antriebsspezifischen Zahnradpaarungen in einem CAD-Modell dargestellt. Erlauben die Flankengeometrien die Abbildung eines Überrollvorganges mit ununterbrochenem Zahnflankenkontakt, können die Zahnradmodelle weiterführend in einer nichtlinearen FEM-Simulation verwendet werden. Ziel dieser nichtlinearen Simulation ist die Bestimmung der aus dem Überrollvorgang resultierenden Erregerkräfte im Zeitbereich. Anschließend ist die Übertragung dieser Kräfte in den Frequenzbereich möglich, was nachfolgend eine harmonische Simulation sowie final die Feststellung der antriebsspezifischen Schallleistung erlaubt
ANSYS Simulation und Additive Fertigung
No full textDie additiven Fertigungsverfahren eröffnen durch ihre größere Designfreiheit viele
Möglichkeiten um neues Leichtbaupotential in der Bauteilauslegung zu erschließen.
Dabei wächst das Bewusstsein der Ingenieure für die Synergien der Physik-
getriebenen Topologieoptimierung mit den freien Gestaltungsmöglichkeiten der
additiven Fertigung. Diverse Anwendungsbeispiele aus verschiedenen
Industriezweigen zeigen, dass dieses Potential branchenübergreifend einsetzbar ist.
Durch Topologieoptimierung alleine wird das Potential der Additiven Fertigung
jedoch noch nicht ausgeschöpft.
Zusätzliches großes Leichtbaupotential bietet auch die Verwendung von
gleichmäßigen oder adaptiven Gitterstrukturen. Durch diese kann eine
Gewichtsreduktion am Bauteil realisiert werden ohne das ursprüngliche Design
optisch zu verändern. Für die Validierung dieser hochkomplexen Gitterstrukturen
kann heute dank der neuen Technologie ANSYS Discovery Live auf ein aufwendiges
Vernetzen verzichtet und damit eine Bewertung des Designs ‚on the fly‘ erreicht
werden.
Des Weiteren ermöglichen neue Werkzeuge in ANSYS eine a priori Bewertung von
prozessbedingten Formabweichungen der Geometrie bei additiver Fertigung.
Verformungen während des Bauprozesses können zu einem Abbruch desselben
führen, während Verformungen und Eigenspannungen im fertigen Bauteil zu
Abweichungen von der gewünschten Geometrie und Funktionalität führen können.
Hier hilft die AF-Prozesssimulation das Verständnis der Prozesse zu erweitern und
entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen.
In diesem Vortrag werden die genannten Aspekte an praktischen Beispielen gezeigt
und diskutiert
Analyse von Strömungseffekten in Schichtenladersystemen
Get PDFSolarthermie trägt wesentlich zur Verbrauchsreduzierung fossiler Energieträger bei. Die für eine thermische Zwischenspeicherung verwendeten Warmwasserspeicher werden häufig mittels schwerkraftbasierten Schichtenladern beladen. Bisher sind die komplexen Strömungsvorgänge im Beladesystem und deren Auswirkungen auf die Speichereffizienz begrenzt bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt daher eine detaillierte Auseinandersetzung mit den hydrodynamischen Effekten in einem Schichtenlader.
Dreidimensionale CFD-Untersuchungen zeigen, dass im Belader Strömungsschwankungen auftreten, welche mit dem Ausströmverhalten korrelieren und den Schichtungsaufbau negativ beeinflussen. Variationen der Betriebsparameter und Beladergeometrie verdeutlichen deren Einflussnahme auf die Strömungseffekte im Beladesystem. Experimentelle PIV/PLIF-Untersuchungen bestätigen die mit der CFD gewonnenen Erkenntnisse wie z. B. Strömungsasymmetrien im Beladerrohr und ein teilweise periodisches Ausströmen. Zusätzlich identifizieren die experimentellen Messungen starke Instationaritäten der Strömung.Solar thermal energy makes a significant contribution to reducing the consumption of fossil fuels. Hot water storage tanks are often equipped with gravity-based stratification devices. Up to now, the complex flow in the loading system and the effects on storage efficiency are only been rudimentarily known. In this Phd thesis, therefore, detailed examination of the hydrodynamic effects in a stratification device is conducted.
3D-CFD investigations show that a fluctuating flow exists in the device which correlate with the outflow behaviour and has a negative influence on the thermal stratification in the storages. Variations of the operating parameters and device geometry illustrates their influence on flow effects in the loading system.
Experimental PIV/PLIF investigations confirm the results obtained from the CFD, such as flow asymmetries in the stratification device and a temporally periodic outflow. In addition, the experimental measurements identify strong instationarities of the flow
Polymere Imidazolin-Isocyanat-Addukte und radikalische Polymerisation von Vinylmonomeren co-initiiert durch 3-substituierte 5-Isoxazolone
No full textDie Arbeit beschreibt neuartige Isocyanat- und Initiierungsreaktionen von speziellen Basen mit dem Imin-Strukturinkrement. Gegenstand des ersten Teils ist die Synthese und Charakterisierung neuer Imidazolin-Isocyanat-Adduksysteme, welche genutzt werden um organische Netzwerke auf der Basis von 1-Ethylimidazolin und diversen Diisocyanaten aufzubauen. Ferner wurden die unterschiedlichen Adduktsysteme hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit als blockierte Isocyanate untersucht. Hierzu wurden thermische Analysen wie DSC- und TG-MS-Messungen durchgeführt. Durch experimentelle Ergebnisse und quantenchemische Rechnungen konnte ein neuartiger Reaktionsmechanismus einer Adduktbildung gefunden werden. Die Imidazolin-Isocyanat-Adduktnetzwerke wurden als Macroinitiatoren für die radikalische Polymerisation von Methylmethacrylat (MMA) verwendet, wodurch Adduktnetzwerk-PMMA-Kompositmaterialien erhalten wurden.
Gegenstand des zweiten Teils dieser Arbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Initiatorsystems für die radikalische Polymerisation von MMA und Styrol, auf der Grundlage der Iminbase-(Meth-)Acrylat-induzierten Polymerisation (IBA-Polymerisation). Hierzu wurden unterschiedlich substituierte Isoxazolone synthetisiert und als Starter für die Polymerisation eingesetzt. Der radikalische Charakter der Polymerisation wurde mittels Copolymerisationsexperimenten belegt.:Abkürzungsverzeichnis
1. Einleitung und Zielsetzung
1.1. Einleitung
1.2. Zielsetzung und Motivation
2. Theoretische Grundlagen
2.1. Isocyanat-Imidazolin-Adduktsysteme als blockierte Isocyanate
2.1.1. Blockierte Isocyanate
2.1.2. Iminbasen-Isocyanat-Addukte
2.2. Radikalische Polymerisation
2.2.2. Autoinitiierung von Styrol und Methylmethacrylat
2.2.3. Definition der IBA- und IBI-Polymerisation
3. Ergebnisse und Diskussion
3.1. Isocyanat-Imidazolin-Adduktsysteme als blockierte Isocyanate
3.1.1. 3 : 1-Isocyanat-Imidazolin-Addukte basierend auf 1-Ethylimidazolin
3.1.2. Organische Netzwerke basierend auf 3 : 1-Isocyanat-Imidazolin-Addukten
3.1.3. 2 : 1-Isocyanat-Imidazolin-Addukte basierend auf 1-Ethyl-2-iso-propyl-imidazolin
3.1.4. 2 : 1-Isocyanat-Imidazolin-Addukte basierend auf 1-Ethyl-2-methyl-imidazolin
3.2. IBA-Polymerisation mittels Isoxazolonen
3.2.1. Tautormerie und thermische Analysen von Isoxazolonderivaten
3.2.2. Polymerisation von Acrylatmonomeren mit Isoxazolonen
3.2.3. Kinetik der IBA-Polymerisation mit Isoxazolonen
3.2.4. IBA-Polymerisation von Styrol mit 3-Phenyl-5-isoxazolon
3.2.5. Mechanistische Studien der IBA-Polymerisation initiiert durch Isoxazolone
4. Zusammenfassung und Ausblick
5. Experimenteller Teil
5.1. Geräte und Chemikalien
5.2. Synthese der Iminbasen
5.3. Synthese der Iminbase–Isocyanat–Addukte
5.4. Synthese der 3 : 1 Adduktnetzwerke
5.5. Synthese von Isoxazolonderivaten
5.6. Polymerisationen von MMA und Styrol mit Isoxazolonen
6. Literatur
7. Anhang
Danksagung
Lebenslauf
Liste an Veröffentlichungen
Selbstständigkeitserklärun
Influence of defect-induced deformations on electron transport in carbon nanotubes
Get PDFWe theoretically investigate the influence of defect-induced long-range deformations in carbon nanotubes on their electronic transport properties. To this end we perform numerical ab-initio calculations using a density-functional-based tight-binding model for various tubes with vacancies. The geometry optimization leads to a change of the atomic positions. There is a strong reconstruction of the atoms near the defect (called 'distortion') and there is an additional long-range deformation. The impact of both structural features on the conductance is systematically investigated. We compare short and long CNTs of different kinds with and without long-range deformation. We find for the very thin (9, 0)-CNT that the long-range deformation additionally affects the transmission spectrum and the conductance compared to the short-range lattice distortion. The conductance of the larger (11, 0)-or the (14, 0)-CNT is overall less affected implying that the influence of the long-range deformation decreases with increasing tube diameter. Furthermore, the effect can be either positive or negative depending on the CNT type and the defect type. Our results indicate that the long-range deformation must be included in order to reliably describe the electronic structure of defective, small-diameter zigzag tubes
Erfassung des subjektiven Erlebens jüngerer und älterer Autofahrer zur Ableitung von Unterstützungsbedürfnissen im Fahralltag
No full textErkenntnisse über das Fahrerleben, also die subjektive Sicht von Fahrern auf Ereignisse im Fahralltag, wurden bisher vor allem retrospektiv gewonnen und sind damit anfällig für mitunter weitreichende Verfälschungen. Diese Dissertation verfolgte den Ansatz, das subjektive Fahrerleben auf alltäglichen Fahrten so situationsnah wie möglich zu erfassen. Ziel der Untersuchung war es, eine breite Datenbasis von subjektiv beanspruchenden Situationen für jüngere und ältere Fahrer zu generieren, um auch unbewusst vorhandene Unterstützungsbedürfnisse zu erfassen und damit eine bedarfsgerechte Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen zu unterstützen.
Es wurden 40 jüngere (M = 32,35 Jahre; SD = 3,58) und 40 ältere (M = 66,05 Jahre; SD = 4,13) Fahrer, je 20 Männer und Frauen, in ihrem Fahralltag über einen Zeitraum von jeweils 10 Tagen untersucht. Die Probanden hielten für sie relevante Situationen in kurzen Sprachprotokollen während der Fahrt über die Aufnahmefunktion in einem Smartphone fest. Unterstützt wurde die Situationsbetrachtung durch eine Videoaufnahme der Fahrsituation, sowie im Smartphone erfasste Geschwindigkeits-, Beschleunigungsdaten und GPS.
Im Versuchszeitraum wurden insgesamt 1074 für die Auswertung relevante Sprachprotokolle während der Fahrt aufgezeichnet. Es ließen sich dabei 301 verschiedene Auslöser für die Aufnahme eines Sprachprotokolls unterscheiden. Ausgehend von den Ergebnissen und den geäußerten Unterstützungswünschen der Probanden wurden fünf verschiedene Unterstützungsbedürfnisse identifiziert, aus denen sich Anforderungen für Fahrerassistenzsysteme und Mensch-Maschine-Schnittstellen ableiten lassen.Insights into driver experience, i.e. the driver's subjective view on events in everyday driving, have so far been gained mainly retrospectively (e.g. through interviews or online surveys). From a methodic perspective this means that reports and judgment are provided somewhat later after the event and therefore can be biased. In recent years, research in the field of driver-vehicle interaction has increasingly been enriched by natural driving studies (NDS). Since this method captures driving behavior in the natural driving context, it provides very realistic insights into events that drivers experience on a daily basis. So far, however, the focus has been on an objective view of driving behavior and environmental conditions with the aim of capturing parameters that provide an indication of future safety-critical situations. The subjective view of the driver, e.g. which situations he assesses as demanding, was hardly considered. The idea of the dissertation thesis was to capture subjective driver experience and support wishes of drivers in a NDS-like study. The aim of the study was to generate a broad database of subjectively demanding situations for younger and elder drivers, in order to detect unconsciously existing support needs and thus to support the user-centered development of driver assistance systems.
Participants were 40 younger (M = 32.35 years, SD = 3.58) and 40 elder (M = 66.05 years, SD = 4.13) drivers, 20 men and 20 women each. Over the period of 10 days they documented each journey by questionnaires before and after each ride. Furthermore a smartphone with a specially programmed application was used as a recording device. Through short speech protocols the participants commented on every relevant driving situation. Considered as relevant - beyond critical events - were all special incidents or situations that were notable for the drivers or in which they wished for support in whatever form. The application also recorded GPS, speed and acceleration data as well as a video of the driving situation during relevant situations. A personal interview took place at the end of each trial period.
As a result, a total of 1074 speech protocols were recorded while driving. They showed a very high range of situations that were notable for the participants. A total of 301 different triggers for recording a speech protocol could be distinguished. In addition, the consideration of the verbalized reaction of the drivers in the situations was important. The results were examined with regard to possible differences in age and gender groups. On the basis of the results and the expressed support wishes of the participants, five different support needs were identified, from which requirements for future driver assistance systems and human-machine interfaces can be derived
Experimental Study on Jet Electrochemical Machining of Intersecting Single Grooves
Get PDFDue to unique advantages of Jet Electrochemical Machining (Jet‐ECM) such as the absence of mechanical and thermal effects, there is an increasing demand for the implementation of the technology in industrial sectors. However, meeting the stringent quality requirements of the current technological level is a challenge in Jet‐ECM especially for complicated microstructures. Hence, the implementation of an adequate metrology system is necessary to minimise deviations and to enhance the process towards zero‐defect‐manufacturing. The metrology system should be capable of measuring the workpiece before machining in order to enable the machine to adjust the process parameters and to reach the desired micro‐structure. Post‐machining measurements to compare the machined part with the desired shape should be possible as well. This will enhance the machine to make corrections on the workpiece before delivery to the next section in a process chain. However, in order to reach the desired microstructures, the characteristics of workpiece like material properties and previously machined structures on the size and shape of the machined microstructure should be taken into consideration. This is done through the implementation of results of the fingerprint study into the process control. In this study the effects of previously machined single grooves which intersect the secondly machined groove on the size, shape and surface roughness are investigated. The previously machined groove was generated by milling or Jet‐ECM. Since at the intersections the
gap size changes and this lead to changes in current and current density, it is expected to observe changes in size and surface roughness. This investigation will show how grooves change at the intersections and whether the mentioned changes are significant. Besides, some suggestions will be provided in order to minimise the effects in Jet‐ECM of intersecting single grooves
Der Zusammenhang von Social-Media-Nutzung und psychischer Gesundheit bei Silver Surfern: - Konzept, Fragebogenkonstruktion und Pretest -
Get PDFInnerhalb der letzten Jahre nahm der Anteil aktiver Internetnutzer über 50 Jahre rapide zu. Auch die damit verbundene Präsenz derer in sozialen Online-Medien erfuhr einen Zuwachs. Die Risiken und Potenziale der Aktivitäten auf diesen Plattformen wurden bisher
nahezu ausschließlich altersunabhängig oder nur in Bezug auf eine recht junge Altersgruppe untersucht. Um auf den daraus ergehenden Forschungsbedarf zu reagieren, wurde auf Basis umfassender Literaturrecherche ein entsprechendes Messinstrument in Form eines Online-Fragebogens entwickelt. Hauptelemente sind dabei die Art und Weise der Social-Media-Nutzung, die durch den Grad der Depression repräsentierte psychische Gesundheit, sowie diese beeinflussende Faktoren. Zu Erfassung der depressiven Ausprägung wurde das verkürzte Beck-Depressions-Inventar implementiert und für einen Korrekturversuch des vermuteten Gender Bias angepasst. Der Feldzugang wurde durch das Respondent Driven Sampling in Kombination mit der Vorgehensweise des viralen Marketings geschaffen. Der Fragebogen sowie dessen geplante Verbreitung wurde mit Hilfe eines Pretest auf seine Güte und etwaige Probleme geprüft. Um die ermittelten Effekte der Zielgruppe (N=25) verlässlich zuschreiben zu können, wurde in gleichem Maß eine Refrenzgruppe (N=26) befragt. Die ermittelten Ergebnisse konnten einen Optimierungsbedarf am Erhebungsinstrument und der Umsetzung der gewählten Verbreitungsmethode aufzeigen. Zudem wurden erste Erfolge für den Ausgleichsversuch des Gender Bias verzeichnet. Die Zusammenhänge von Art und Weise der Social-Media-Nutzung und dem Grad der Depressionen wurden in Anlehnung an bestehende theoretische Ansätze untersucht. Neben der persönlichen Relevanz einzelner Grundfunktionen konnten bei den Silver Surfern vor allem die Motive sozialer Interaktion innerhalb sozialer Online-Medien die Ausprägung von Depressionen erklären
Lösungsoperatoren für Delaysysteme und Nutzung zur Stabilitätsanalyse
Get PDFIn diese Dissertation werden lineare retardierte Differentialgleichungen (DDEs) und deren Lösungsoperatoren untersucht. Wir stellen eine neue Methode vor, mit der die Lösungsoperatoren für autonome und nicht-autonome DDEs bestimmt werden. Die neue Methode basiert auf dem Pfadintegralformalismus, der aus der Quantenmechanik und von der Analyse stochastischer Differentialgleichungen bekannt ist. Es zeigt sich, dass die Lösung eines Delaysystems zum Zeitpunkt t durch die Integration aller möglicher Pfade von der Anfangsbedingung bis zur Zeit t gebildet werden kann. Die Pfade bestehen dabei aus verschiedenen Schritten unterschiedlicher Längen und Gewichte. Für skalare autonome DDEs können analytische Ausdrücke des Lösungsoperators in der Literatur gefunden werden, allerdings existieren keine für nicht-autonome oder höherdimensionale DDEs. Mithilfe der neuen Methode werden wir die Lösungsoperatoren der genannten DDEs aufstellen und zusätzlich auf Delaysysteme mit mehreren Delaytermen erweitern. Dabei bestätigen wir unsere Ergebnisse sowohl analytisch wie auch numerisch.
Die gewonnenen Lösungsoperatoren verwenden wir anschließend zur Stabilitätsanalyse periodischer Delaysysteme. Es werden zwei neue Verfahren präsentiert, die mithilfe des Lösungsoperators den transformierten Monodromieoperator des Delaysystems nähern und daraus die Stabilität bestimmen können. Beide neue Verfahren sind spektrale Methoden für autonome sowie nicht-autonome Delaysysteme und haben keine Einschränkungen wie bei der bekannten Chebyshev-Kollokationsmethode oder der Chebyshev-Polynomentwicklung. Die beiden bisherigen Verfahren beschränken sich auf Delaysysteme mit rationalem Verhältnis zwischen Periode und Delay. Außerdem werden wir eine bereits bekannte Methode erweitern und zu einer spektralen Methode für periodische nicht-autonome Delaysysteme entwickeln. Wir bestätigen alle drei neue Verfahren numerisch. Damit werden in dieser Dissertation drei neue spektrale Verfahren zur Stabilitätsanalyse periodischer Delaysysteme vorgestellt.In this thesis linear delay differential equations (DDEs) and its solutions operators are studied. We present a new method to calculate the solution operators for autonomous and non-autonomous DDEs. The new method is related to the path integral formalism, which is known from quantum mechanics and the analysis of stochastic differential equations. It will be shown that the solution of a time delay system at time t can be constructed by integrating over all paths from the initial condition to time t. The paths consist of several steps with different lengths and weights. Analytic expressions for the solution operator for scalar autonomous DDEs can be found in the literature but no results exist for non-autonomous or high dimensional DDEs. With the help of the new method we can calculate the solution operators for such DDEs and for time delay systems with several delay terms. We verify our results analytically and numerically.
We use the obtained solution operators for the stability analysis of periodic time delay systems. Two new methods will be presented to approximate the transformed monodromy operator with the help of the solution operator and to get the stability. Both new methods are spectral methods for autonomous and non-autonomous delay systems and have no limitations like the known Chebyshev collocation method or Chebyshev polynomial expansion. Both previously known methods are limited to time delay systems with a rational relation between period and delay. Furthermore we will extend a known method to a spectral method for non-autonomous time delay systems. We verify all three new methods numerically. Hence, in this thesis three new spectral methods for the stability analysis of periodic time delay systems are presented
Non-Performing-Loans, Korruption und die Europäische Union
Get PDFDie europäische Union hat Programme installiert (EFSF, EFSM, ESM) oder ist dabei dies zu tun (Europäische Einlagensicherung EDIS), die darauf hinauslaufen, dass Kapital von weniger korrupten Ländern in Länder mit höherem Korruptionsgrad transferiert wird. Die Literatur deckt einen deutlichen Zusammenhang zwischen Kreditgeschäft und Korruption auf. In korrupteren Regionen verzeichnen Banken mehr Kreditausfälle und verbuchen mehr Non-Performing-Loans. Korruption im Kreditgeschäft ist sowohl auf der Schuldnerseite (i), wie auch auf der (ii) Gläubigerseite wie auch auf der (iii) Seite der Regierung bzw. Regulatorik anzutreffen. Korrupte Länder zeichnen sich durch schwache Rechtssysteme aus, die es Gläubigern erschweren, ihre Rechte durchzusetzen. In Griechenland spricht man von „strategischen“ Kreditnehmern, die es von vornherein darauf anlegen, Kredite nicht ordnungsgemäß zu bedienen. Außer privaten Schuldnern zeigen auch öffentliche Schuldner in korrupteren Ländern eine höhere Ausfallquote ihrer Kredite („Moratorium“).
Im Ergebnis bedeutet dies, dass es für Kapitalgeber ein großes Risiko darstellt, finanzielle Hilfen an korrupte Länder zu leisten. In Zukunft sollten bei allen europäischen Projekten, die mit rückzahlbaren Geldtransfers in Länder mit hohem Korruptionsgrad verbunden sind oder sein können, eine Korruptionsauswirkungsanalyse („corruption impact assessment“) angefertigt werden, welche die voraussichtlichen Folgen der Korruption für das Projekt darlegt. Außerdem sollten Banken in korrupteren Ländern mehr Eigenkapital halten. Die Europäische Einlagensicherung sollte aufgeschoben werden.The European Union installed financial programs that enable the transfer of money from less corrupt countries into countries with higher corruption grades (EFSF, EFSM, ESM, European deposit insurance EDIS). This is a risk for lenders in less corrupt countries. The scientific literature proofs that there is a significant correlation between the corruption grade of a country and the Non-Performing-Loan-quota (i) and loan losses (ii). Corruption can be traced back to actions of debtors, of lenders and of regulators. The latter refuse to install strong legal systems that would enable it lenders to enforce their rights. In corrupt countries a collaboration of many parties at the expense of outsiders and especially foreigners can be observed. In Greece the term “strategic borrower” has been established to describe the phenomenon that borrowers systematically try to evade the redemption of their loans with the help of the weak legal system.
Taken altogether it is risky for European lenders to transfer money into corrupt jurisdictions. It seems to be necessary to complement European financial projects with detailed impact assessments of the corruption-problem. Banks in corrupt countries should hold higher equity ratios. The European deposit insurance should be suspended