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Evaluation of a Control Protocol for Testing an Automotive Ethernet TCP/IP Stack
Get PDFThe evolving of the networking application and electronic components are pushing the
bandwidth limits in the automotive domain [19]. Consequently, the car manufacturers
have begun to produce more complex Electronic Control Units (ECUs) to fulfil the
automotive technology evolution. Car manufacturers have used ECUs from different
vendors to get the most creative features in cars [19]. These ECUs requires a standard
network interface such as Ethernet which can bring significant features such as high
bandwidth, low weight and full duplex communication. Nowadays, Ethernet has
adapted to apply in the automotive application. Therefore, it has called for a high
degree of testing to ensure the safety and interoperability between these ECUs.
However, the testing of the Automotive Ethernet is facing many challenges such as
finding and solving the issues as early as possible in the development process.
Besides that, testing an Automotive Ethernet TCP/IP stack is a complex task, as it
required an upper tester to cause the implementation of the device under the test to
move to specific states. AUTOSAR has defined a standardised control protocol (Test
Stub) to use it as an upper tester for executing the AUTOSAR Acceptance Test (for
TCP/IP stack) [6]. This protocol has used for conducting the test cases of the TCP,
UDP and IP protocols in AUTOSAR [21] [22] [23]. OPEN Alliance has specified an
Automotive Ethernet ECU test specification which covers more protocols than
AUTOSAR such as ARP and DHCP [7]. Consequently, potential gaps and issues may
arise when using the Test Stub to conduct the test cases of the OPEN Alliance, as it
initially defined for conducting the AUTOSAR Acceptance Test.
This work presents the evaluation of the Test Stub in context of using it to conduct the
OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test. Furthermore, it will introduce a solution
to overcome the potential issues and gaps which may arise after using the Test Stub
(defined by AUTOSAR) to conduct the test cases of the OPEN Alliance
Evaluation of On-Machine Gap Measurement Strategies in Jet-Electrochemical Machining
No full textJet Electrochemical Machining (Jet-ECM) is a manufacturing technique that applies a free electrolyte jet to generate the desired shapes [1]. Since the principle of the technique is the same as other techniques of Electrochemical Machining where the material removal takes place based on the anodic dissolution of workpiece, the working distance, which is the distance between nozzle’s front surface and the workpiece surface, is one important parameter of the process. The working distance affects the current density and consequently the geometry removal.
The control of the working distance can be done based on the data gathered before and during machining by surface measurement [2]. This measurement usually is done by using electrostatic probing to detect a limited amount of points of the initial workpiece surface. Since electrostatic probing is comparatively slow, laser triangulation represents an alternative technique to detect a larger amount of points before machining within significantly shorter time [3]. In addition to electrostatic probing and laser triangulation, the actual working distance can be measured during the machining process to realize constant working distance. This can be done by detecting electrical signals like the actual total current. This method can be combined with pre-machining measurement by laser triangulation in order to ensure the prevention of any collision between the nozzle and the workpiece.
In this study, on-machine metrology techniques for measuring the working gap as well as current measurements will be compared. Besides, the advantages and disadvantages of these techniques will be systematized. In further studies, the possibility of combining the techniques will be investigated to enhance Jet-ECM with more accurate measurement techniques
On-Board Memory Extension on Reconfigurable Integrated Circuits using External DDR3 Memory: On-Board Memory Extension on Reconfigurable Integrated Circuits usingExternal DDR3 Memory
Get PDFUser-programmable, integrated circuits (ICs) e.g. Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) are increasingly popular for embedded, high-performance data exploitation. They combine the parallelization capability and processing power of application specific integrated circuits (ASICs) with the exibility, scalability and adaptability of software-based processing solutions. FPGAs provide powerful processing resources due to an optimal adaptation to the target application and a well-balanced ratio of performance, efficiency and parallelization.
One drawback of FPGA-based data exploitation is the limited memory capacity of reconfigurable integrated circuits. Large-scale Digital Signal Processor (DSP) FPGAs provide approximately 4MB on-board random access memory (RAM) which is not sufficient to buffer the broadband sensor and result data. Hence, additional external memory is connected to the FPGA to increase on-board storage capacities.
External memory devices like double data rate three synchronous dynamic random access memories (DDR3-SDRAM) provide very fast and wide bandwidth interfaces that represent a bottleneck when used in highly parallelized processing architectures. Independent processing modules are demanding concurrent read and write access.
Within the master thesis, a concept for the integration of an external DDR3- SDRAM into an FPGA-based parallelized processing architecture is developed and implemented. The solution realizes time division multiple access (TDMA) to the external memory and virtual, low-latency memory extension to the on-board buffer capabilities. The integration of the external RAM does not change the way how on-board buffers are used (control, data-fow)
Efficient Dynamic Alignment of Motions
No full textWe consider the computation of optimal alignments between sub-sequences of given motion clips based on dynamic programming. To avoid redundant computations in multiple alignment queries, we introduced the concept of a guideboard matrix. Using this data structure, the existence inquiry for an alignment is answered in O(1) time and the extraction of the alignment is done in O(n+m) time where n and m denote the numbers of frames in the considered motions
Identifying the effects of cognitive distraction on driving performance – Analysis of naturalistic driving data
No full textAbgelenktes Fahren gehört zu den Hauptursachen von Verkehrsunfällen und kann auf visuelle, manuelle oder kognitive Ablenkungsquellen zurückgeführt werden. Jede dieser Ablenkungsquellen wurde bereits mit negativen Effekten auf die Fahrerleistung in Zusammenhang gebracht. Obschon ein weitgehender Konsens über negative Auswirkungen von visueller/visuell-manueller Ablenkung besteht, sind die Wirkungen kognitiver Ablenkung auf Fahrfehler und Unfälle noch immer umstritten. Viele experimentelle Studien haben negative Auswirkungen kognitiver Ablenkung auf die Fahrerleistung berichtet. Demgegenüber stehen jedoch die Ergebnisse der Mehrzahl vorliegender „naturalistic driving studies“, die kein erhöhtes Unfallrisiko oder sogar protektive Effekte in diesem Zusammenhang fanden.
Die aktuelle Entwicklung hin zu Mensch-Fahrzeug-Schnittstellen, die die Bedienung diverser Anwendungen mittels Sprachsteuerung ermöglichen, führt zu einem Anstieg von kognitiver Beanspruchung beim Fahren. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen kognitiver Ablenkung auf die Fahrerleistung zu erfassen, um den Verantwortungsträgern in der Gesellschaft, den Regierungen und der Industrie eine Risikoabschätzung dieser Funktionen zu ermöglichen und die Sicherheit von Mensch-Fahrzeug-Schnittstellen zu erhöhen.
Das Hauptziel dieser Dissertation bestand darin, die Effekte von kognitiver Ablenkung auf die Fahrerleistung zu untersuchen. Verschiedene Arten kognitiver Ablenkung, die sich beim Fahren unter realen Bedingungen häufig auf die Fahrer auswirken, wurden in dieser Arbeit kodiert und analysiert: kognitiv ablenkende Nebenaufgaben (z.B. telefonieren, singen), Fahreremotionen (z.B. Freude, Wut/Frustration, Traurigkeit) und Kombinationen von Fahreremotionen und Nebenaufgaben (z.B. Streit mit dem Beifahrer oder am Telefon).
Bei der Untersuchung von Effekten kognitiver Ablenkung auf das Fahren sind Umwelt-, Situations- und Personenfaktoren zu berücksichtigen, da sie Mediator- und Moderatorvariablen bei der Erfassung des relativen Risikos von Ablenkung beim Fahren im Straßenverkehr darstellen. Daher folgte diese Dissertation dem ganzheitlichen Ansatz, so viele relevante Variablen wie möglich zu betrachten, die mit der Ausführung kognitiv ablenkender Tätigkeiten interagieren. Zu diesem Zweck wurden Daten der derzeit umfangreichsten „naturalistic driving study“ (the second Strategic Highway Research Program, SHRP 2) kodiert und analysiert, um möglichst viele Situationen, in denen eine kognitive Beanspruchung die Fahrerleistung potenziell beeinflusste, umfassend zu bewerten. Gleichzeitig wurde eine große Zahl von Mediator- und Moderatorvariablen betrachtet, die beim Fahren im realen Straßenverkehr auftreten (z.B. Einfluss von Kreuzungen, Wetter, etc.). Dieser Ansatz sollte das Verständnis und die externe Validität der Ergebnisse erhöhen und stellt einen wichtigen Schritt hin zu einem vollständigen Modell jener Variablen dar, die entweder zu unangemessen Verhaltensweisen und Unfällen beitragen oder sie reduzieren.
Im Rahmen der Dissertation wurden vier Studien durchgeführt, die auf der Grundlage von zwei SHRP 2 Datensätzen die Zusammenhänge zwischen kognitiven und anderen Ablenkungsquellen, Umwelt-, Situations- und Personenfaktoren und Fahrerleistung untersuchten. Weiterhin wurden Kausalfaktoren in 315 vom Fahrer verursachten Unfällen und Beinaheunfällen, die mit Fahrerablenkung, Fahrerbeeinträchtigung oder keinem dieser Faktoren assoziiert waren, analysiert.
Die erste Studie untersuchte die Auswirkungen von Wut beim Fahren und Streit mit dem Beifahrer oder jemandem am Telefon auf die Fahrerleistung. Wut beim Fahren ging mit einer Häufung aggressiver Verhaltensweisen einher, jedoch nicht mit einer Erhöhung von Fahrfehlern. Streitgespräche mit dem Beifahrer oder einer Person am Telefon (das heißt, wenn mutmaßlich das höchste Maß an kognitiver Ablenkung vorlag), schienen darüber hinaus mit keiner Form von unangemessenen Verhaltensweisen im Zusammenhang zu stehen.
Die zweite Studie untersuchte, wie sich kognitive, visuelle und manuelle Fahrerablenkung, emotionale Beeinträchtigung sowie Umwelt-, Situations- und Persönlichkeitsfaktoren auf die Fahrerleistung auswirken. Ein Zusammenhang zwischen kognitiver Ablenkung und einer Verschlechterung der Fahrerleistung konnte nicht festgestellt werden. Die dritte Studie replizierte und erweiterte Ergebnisse der zweiten Untersuchung auf der Grundlage eines größeren Datensatzes, bestehend aus Fahrsegmenten, die Unfällen, Beinaheunfällen und Baselines vorausgingen und weder emotionale noch andere Fahrerbeeinträchtigungen enthielten. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der ersten und zweiten Studie, wurde keine Assoziation zwischen kognitiver Ablenkung und einer verschlechterten Fahrerleistung festgestellt.
Bei der vierten Studie handelte es sich um eine vergleichende Analyse von Risikofaktoren für Unfälle/ Beinaheunfälle, die mit verschiedenen Arten von Ablenkung, Beeinträchtigung oder keinem von beiden, assoziiert waren. Unfälle, denen eine kognitive Ablenkung vorausgegangen war, waren vor allem mit von Ablenkung unabhängigen Fahrfehlern verbunden - genau wie die Unfälle, denen keine beobachtbare Nebentätigkeit vorausgegangen war. Dieses Ergebnis lässt vermuten, dass in früheren „naturalistic driving studies“, das Unfallrisiko von kognitiv ablenkenden Nebentätigkeiten eventuell sogar überschätzt wurde.
Zusammenfassend legen die Ergebnisse die Schlussfolgerung nahe, dass kognitive Ablenkung durch beobachtbare emotionale Beeinträchtigung, (überwiegend) kognitiv ablenkende Nebenaufgaben oder die Kombination dieser beiden Faktoren, nicht mit sichtbaren negativen Auswirkungen auf die Fahrerleistung im tatsächlichen Straßenverkehr assoziiert werden kann. Im Gegensatz dazu hatten ablenkende Tätigkeiten, die zu Blickabwendungen von der Straße führen, und solche, die mit einem besonders hohen Unfallrisiko assoziiert werden, die größte Wahrscheinlichkeit Fahrfehler und Unfälle zu verursachen.Driver distractions are among the leading causes of motor vehicle accidents. Such distractions can stem from competing visual, manual, or cognitive resources, all of which have been associated with detrimental effects on driving performance. Although the negative impacts of visual/visual-manual distraction are widely agreed upon, the effects of cognitive load on driving errors and crash risk are still debated. On the one hand, numerous experimental studies have shown adverse effects of cognitive distraction on driving performance. In contrast, most existing naturalistic driving studies have either not revealed increased crash/near-crash risk due to cognitive distraction, or have even reported a safety benefit.
The number of in-vehicle tasks placing cognitive load on the driver is increasing in recent years due to the development of auditory human–machine interfaces such as voice control for several functions. This has enhanced the need to assess how cognitive distraction affects driving performance. These results are necessary to provide society, government, and industry with valid risk estimates, which will affect decision making regarding how to enhance the safety of using in-vehicle human-machine interfaces while driving.
Therefore, the main objective of this thesis was to investigate how cognitive distraction affects driving performance. Different types of cognitive distraction that commonly affect most drivers in naturalistic conditions were coded and analyzed in the present thesis, including: cognitively distracting secondary tasks (e.g., talking on the phone, singing), driver emotion (e.g., happiness, anger/frustration, sadness), and combinations of driver emotion and secondary task demand (e.g., arguing with a passenger or with someone on the phone).
Environmental, situational, and individual factors cannot be ignored when investigating the effects of cognitive distraction on driving performance, as they are mediating and moderating variables for estimating distraction relative risk in naturalistic driving. Therefore, a holistic approach guided this thesis towards incorporating as many important variables as possible that interact with the engagement in cognitively distracting activities. Data from the largest naturalistic driving study ever conducted (the second Strategic Highway Research Program, SHRP 2) were coded and analyzed to comprehensively assess many situations in which cognitive load potentially affected driving performance. Further, the goal was to simultaneously consider many possible mediating and moderating variables existent in real-world traffic (such as intersection influences, weather, etc.). This approach should increase understanding and external validity of the results, as well as represent an important step towards building a complete model depicting variables that contribute to or mitigate aberrant driving behaviors and crash risk.
Four different analyses focused on two SHRP 2 data subsets to assess the relationship between cognitive and other distraction sources, environmental, situational, and individual factors, as well as driving performance. In addition, contributing factors in 315 at-fault crash and near-crash events associated with driver distraction, driver impairment, or neither of the two were analyzed.
The first study examined driving performance in relation to driving anger as well as arguing with a passenger or with someone on the phone. Results showed that driving anger was associated with more frequent aggressive driving behaviors without increasing driving error frequency. Furthermore, when a conflict arose with a passenger or with someone on the phone (i.e., when the level of cognitive distraction was expected to be highest), there did not appear to be a link to any type of aberrant driving behavior.
The second study analyzed driving performance based on cognitive, visual, and manual driver distraction, emotional impairment, as well as environmental, situational, and individual factors. Cognitive distraction was not associated with any decline in driving performance. The purpose of the third analysis was to replicate and extend the second study’s effects based on a larger data sample of driving segments preceding crashes, near-crashes, and matched baselines, of drivers not exhibiting emotional or other impairment types. Corroborating the first and second study’s results, there was no association between cognitive distractions and impaired driving performance.
Finally, the fourth study compared the risk factors of crashes/near-crashes associated with either different driver distraction types, impairment, or neither. Crashes preceded by cognitive distraction were mainly associated with driving errors unrelated to the secondary task demands, as were the crashes preceded by no observable secondary task. This finding suggests that previous studies analyzing naturalistic driving data may have even overestimated the crash risk of cognitively distracting secondary task engagement.
In summary, this thesis provides compelling evidence that cognitive distraction, either through observable emotional impairment, (mainly) cognitively distracting secondary tasks, or the combination of both, has no apparent relation with poorer driving performance observable in real-world traffic. On the contrary, distracting activities requiring the driver’s gaze to move away from the forward roadway and those associated with a particularly high crash risk had the highest chances of causing driving errors and crashes
Neuartige Co-Basislote zum Hochtemperaturlöten thermisch stark belasteter Bauteile
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit werden neuartige Co-Basislote entwickelt, welche zum Hochtemperaturlöten von Co-Basis-Superlegierungen eingesetzt werden können. Diese werden hinsichtlich ihres Schmelzverhaltens, ihrer Mikrostruktur und ihrer mechanischen Eigenschaften charakterisiert. Die wesentliche Herausforderung besteht in der Vermeidung von Sprödphasenbändern im Lötgut, welche die Eigenschaften der Verbindungen verschlechtern, auch bei großen Spaltbreiten. Hierzu wird ausgehend vom Stand der Wissenschaft und Technik wird ein Legierungskonzept erarbeitet und umgesetzt. Es werden Schmelztemperaturen im Bereich kommerzieller Co-Basislote erreicht ohne dass nachteilige Sprödphasenbänder gebildet werden. Bei den mit kommerziellen Loten besonders kritischen zu lötenden großen Spaltbreiten zeichnen sich die entwickelten Legierungen durch erhöhte Zugfestigkeit und Duktilität aus. Das Potenzial der Lote wird anhand von Zugversuchen bei geringen und großen Spaltbreiten aufgezeigt, deren Ergebnisse mit der Mikrostruktur und in-situ Analysen zum Rissfortschritt korreliert werden.This thesis deals with the development of novel Co-based brazing fillers, which can be employed for brazing of Co-based superalloys. The developed filler alloys are characterized with regard to their microstructure and their mechanical properties. The main challenge is the prevention of brittle intermetallic phase seams inside the braze metal, especially at high gap width. These phase seams deteriorate the mechanical properties of the joints significantly. For this purpose a new alloying concept is investigated. The melting temperatures of the developed filler alloys are similar to commercially available Co based fillers. Detrimental intermetallic phase seams do not occur. At high gap width, the developed filler alloys exhibit superior mechanical properties in comparison to commercially available fillers. The capability of the developed filler alloys is demonstrated using monotonic tensile tests at low and high gap width at different test temperatures. The results are correlated with the microstructure and in-situ analyses of the mechanisms of crack growth
Beziehungsstatus: Kompliziert Christian Gottlob Heyne (1729-1812) und Chemnitz
Get PDFChistopher Degelmann beschäftigt sich in seinem Artikel mit dem Verhältnis der Person Christian Gottlob Heynes mit Chemnitz
Haftmechanismen von Metallen (Cu, Al) appliziert durch Draht-Lichtbogenspritzen auf Polymeroberflächen (PEEK)
Get PDFDas Ziel dieser Arbeit ist die ganzheitliche Erfassung der Haftmechanismen zwischen Metallbeschichtungen (Kupfer, Aluminium) und Polymersubstraten (Polyetheretherketon) funktionalisiert durch Draht-Lichtbogenspritzen. Hierzu werden die Vorbehandlung sowie der Applikationsprozess erforscht. An den hergestellten Fügeverbindungen erfolgen unterschiedliche mechanische Versuche zur Ermittlung der Hafteigenschaften und der Auswirkungen des Beschichtungsvorgangs auf die Substrate. Zur Analyse des Interfaces kommen mikroskopische (REM, TEM, HR-TEM), spektroskopische (EDX) und diffraktometrische (SAED, XRD) Verfahren zum Einsatz.
Anhand der Ergebnisse erfolgt die Durchdringung des Anbindungsprozesses. Die thermisch und mechanisch bedingten Einflüsse auf das Substrat sowie dessen Eigenschaftsprofil sind in ihrer geometrischen Ausdehnung (mikroskopisch) begrenzt. Die Bestätigung für die mechanische Verklammerung wird erbracht. Durch eine HR-TEM-Untersuchung des Interfaces erfolgt der Nachweis von Oxiden und Hydroxiden. Diese stellen die Voraussetzung für physikalisch und chemisch bedingte Haftmechanismen dar.:1 Einleitung und Problemstellung 19
2 Stand von Wissenschaft und Technik 21
2.1 Hochpolymere Werkstoffe 21
2.1.1 Bildungsreaktionen 21
2.1.2 Einteilung der Polymere 24
2.1.3 Mechanische und thermische Eigenschaften 28
2.2 Thermisches Spritzen nach DIN EN 657 28
2.2.1 Draht-Lichtbogenspritzen 30
2.2.2 Substratvorbehandlung nach DIN EN 13507 31
2.2.3 Analyse von thermisch applizierten Schichten 33
2.2.3.1 Haftzugfestigkeit (DIN EN 582) 33
2.2.3.2 Eigenspannungen 37
2.3 Polyetheretherketon als Konstruktions- und Substratwerkstoff 41
2.4 Haftmechanismen zwischen Polymer und Metall 47
2.4.1 Haftungstheorien 47
2.4.2 Resultierende Gesamthaftung 55
2.4.3 Metalloxid-Polymer-Komplexe 56
3 Zielstellung und methodische Vorgehensweise 59
4 Metallisierung von Polyetheretherketon 62
4.1 Analyse der Substratwerkstoffe 62
4.2 Auswahl der Spritzzusatzwerkstoffe 67
4.3 Substratvorbehandlung 68
4.4 Applikation metallischer Schichten durch Draht-Lichtbogenspritzen 77
5 Ergebnisse und Diskussion 85
5.1 Metallographische Analyse 85
5.2 Mechanische Charakterisierung des funktionalisierten Polyetheretherketon 90
5.2.1 Nano-Eindringprüfung 90
5.2.2 Haftzugversuch 95
5.2.3 Zugversuch und Grauwertanalyse 102
5.2.4 Scratch-Test 109
5.2.5 Biegeversuch 115
5.2.6 Schlagbiegeversuch (CHARPY) 119
5.2.7 Fazit der mechanischen Charakterisierung 122
5.3 Eigenspannungsanalyse (Krümmungsmethode) 124
5.4 Analyse des Interfaces 129
5.4.1 Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenspektroskopie 129
5.4.2 Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HR-TEM) 134
6 Fazit 142
7 Zusammenfassung 144
8 Ausblick 147
9 Literaturverzeichnis 148
10 Anhang 156The aim of this work is the holistic detection of the adhesion mechanisms between metal coatings (copper, aluminum) and polymer substrates (polyetheretherketone) functionalized by wire arc spraying. For this purpose, the pretreatment and the application process are researched. Different mechanical tests are carried out on the manufactured joints to determine the adhesive properties and the effects of the coating process on the substrates. For the analysis of the interface, microscopic (SEM, TEM, HR-TEM), spectroscopic (EDX) and diffractometric (SAED, XRD) methods are used.
Based on the results, the investigation of the connection process is carried out. The ther-mally and mechanically conditioned influences on the substrate as well as its property profile are limited in their geometrical extent (microscopically). The confirmation for the mechanical clamping is provided. An HR-TEM examination of the interface reveals the presence of oxides and hydroxides. These are the requirements for physically and chemically induced adhesive mechanisms.:1 Einleitung und Problemstellung 19
2 Stand von Wissenschaft und Technik 21
2.1 Hochpolymere Werkstoffe 21
2.1.1 Bildungsreaktionen 21
2.1.2 Einteilung der Polymere 24
2.1.3 Mechanische und thermische Eigenschaften 28
2.2 Thermisches Spritzen nach DIN EN 657 28
2.2.1 Draht-Lichtbogenspritzen 30
2.2.2 Substratvorbehandlung nach DIN EN 13507 31
2.2.3 Analyse von thermisch applizierten Schichten 33
2.2.3.1 Haftzugfestigkeit (DIN EN 582) 33
2.2.3.2 Eigenspannungen 37
2.3 Polyetheretherketon als Konstruktions- und Substratwerkstoff 41
2.4 Haftmechanismen zwischen Polymer und Metall 47
2.4.1 Haftungstheorien 47
2.4.2 Resultierende Gesamthaftung 55
2.4.3 Metalloxid-Polymer-Komplexe 56
3 Zielstellung und methodische Vorgehensweise 59
4 Metallisierung von Polyetheretherketon 62
4.1 Analyse der Substratwerkstoffe 62
4.2 Auswahl der Spritzzusatzwerkstoffe 67
4.3 Substratvorbehandlung 68
4.4 Applikation metallischer Schichten durch Draht-Lichtbogenspritzen 77
5 Ergebnisse und Diskussion 85
5.1 Metallographische Analyse 85
5.2 Mechanische Charakterisierung des funktionalisierten Polyetheretherketon 90
5.2.1 Nano-Eindringprüfung 90
5.2.2 Haftzugversuch 95
5.2.3 Zugversuch und Grauwertanalyse 102
5.2.4 Scratch-Test 109
5.2.5 Biegeversuch 115
5.2.6 Schlagbiegeversuch (CHARPY) 119
5.2.7 Fazit der mechanischen Charakterisierung 122
5.3 Eigenspannungsanalyse (Krümmungsmethode) 124
5.4 Analyse des Interfaces 129
5.4.1 Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenspektroskopie 129
5.4.2 Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HR-TEM) 134
6 Fazit 142
7 Zusammenfassung 144
8 Ausblick 147
9 Literaturverzeichnis 148
10 Anhang 15
Graphen – Möglichkeiten und Grenzen in polymeren Kompositen
Get PDFGraphen, eine zweidimensionale Kohlenstoffstruktur, ist ein junger Füllstoff im Nanometerbereich und besitzt ausgezeichnete physikalische Eigenschaften. Da typische Füllstoffe im Mikrometerbereich, wie z. B. Glasfasern oder Ruße, an ihre Grenzen stoßen, werden zunehmend Nanofüllstoffe in polymeren Kompositen eingesetzt. Grund dafür ist ihre große spezifische Oberfläche und die daraus resultierenden Polymer-Füllstoff-Wechselwirkungen. Das große Potential von graphenbasierten Kompositen wurde bereits in vielen Studien nachgewiesen. Diese erfolgten jedoch vielmals im Labormaßstab und es existieren keine bekannten skalierbaren Prozesse zur Herstellung und Weiterverarbeitung dieser Materialien. Aus diesem Grund wurde in dieser Studie die gesamte Prozesskette von der Materialherstellung über die Verarbeitung bis zum Endprodukt im industriellen Maßstab berücksichtigt. Die Untersuchungen zeigen, dass die handelsüblichen Graphen-Typen keinem idealen Graphen entsprechen, da sie eine mehrschichtige und somit graphitartige Struktur aufweisen. Aufgrund der geringen Bindungskräfte zwischen den einzelnen Graphenschichten bilden die Agglomerate des Graphens eher eine Schwachstelle im Bauteil, so dass keine überproportionale Erhöhung der mechanischen Eigenschaften zu beobachten ist. Die elektrischen und thermischen Eigenschaften der graphenbasierten Verbindungen bleiben weit unter den Erwartungen. Das Forschungsprojekt zeigt die Möglichkeiten und Grenzen von graphenbasierten Kompositen. Derzeit ist mit den aktuell verfügbaren kommerziellen Graphen-Typen eine signifikante Verbesserung der Eigenschaften nicht zu erreichen. Daher ist die Übertragung der Ergebnisse aus Experimenten im Labormaßstab hin zu industriellen Anwendungen derzeit nicht möglich
10. SAXON SIMULATION MEETING : Präsentationen und Vorträge des 10. Anwendertreffens am 22. März 2018 an der Technischen Universität Chemnitz
No full textVon der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 10. Anwendertreffen SAXSIM fand am 22.03.2018 an der TU Chemnitz statt.The Chair of Assembly and Handling Technology, which belongs to the Faculty of Mechanical Engineering, has organized the annual simulation user meeting SAXSIM since 2009. Select contributions will be published in conference proceedings. The 10th SAXSIM user meeting took place at Technische Universität Chemnitz on March 22, 2018