Multimedia ONline ARchiv CHemnitz
Not a member yet
4978 research outputs found
Sort by
Grundlagenuntersuchungen zur Prozess- und Struktursimulation von Phenolharzformmassen mit Kurz- und Langglasfaserverstärkung
Get PDFThermisch und mechanisch hoch beanspruchte Bauteile im Automobil erfordern den Einsatz hochbeständiger Werkstoffe, bei gleichzeitig niedrigen Materialkosten und effizienter Verarbeitung. Rieselfähige Phenolharzformmassen zeichnen dabei eine Werkstoffklasse aus, die aufgrund ihres Eigenschaftsprofils neue Anwendungsbereiche für einen polymeren Werkstoffeinsatz ermöglichen können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden im Hinblick auf eine Bauteilentwicklung mithilfe der integrativen Simulation die Grundlagen einer ganzheitlichen Simulationskette der Prozess- und Struktursimulation von rieselfähigen Phenolharzen mit Kurz- und Langglasfaserverstärkung erarbeitet. Das auf Basis umfangreicher Prozessuntersuchungen abgeleitete Strömungsverhalten kann mithilfe des Block-/Scherströmungsmodells beschrieben werden. Die Ergebnisse der Mikrostrukturanalyse zeigen jedoch eine Orientierungsdynamik der Fasern, welche zum gegenwärtigen Zeitpunkt mithilfe der empirischen Modelle der klassischen Spritzgießsolver nicht abgebildet werden kann. Die mikromechanische Materialmodellierung erfolgt entsprechend an der experimentell ermittelten Mikrostruktur, welche die Berücksichtigung von Faserbündelungen und -krümmungen in der mechanischen Strukturanalyse erlaubt. Das abgeleitete elastoplastische Materialmodell wird zur Vorhersage des Ermüdungsverhaltens unter harmonischer und nichtharmonischer Schwingbeanspruchung um ein zyklisches Versagensmodell erweitert, welches eine mittellast- und temperaturunabhängige Berechnung unter Berücksichtigung der Anisotropie ermöglicht. Die Validierung der statischen und schwingenden Beanspruchung erfolgt an einer einfachen Probestabgeometrie sowie einem Strukturbauteil, einem PKW-Motorträger.Thermally and mechanically highly stressed automotive components require the use of highly resistant materials, with low material costs and efficient processing. Phenolic resin molding compounds represent a class of materials, which can open up new applications for a polymeric material use due to their property profile. In the present work, the fundamentals of a simulation chain of fluid mechanical and structural simulation of phenolic resins with short and long glass fiber reinforcement are developed, with a view to component development using integrative simulation. Based on extensive process investigations the derived flow behavior can be described using the block/ shear flow model. However, the results of microstructure analysis show a dynamic of fiber orientation, which can not be predicted at the present time using the empirical models of classical injection molding simulation. Accordingly, the micromechanical modeling is carried out at the experimentally determined microstructure. That allows the inclusion of fiber bundling and bending in the mechanical structure analysis. The derived elastoplastic material model is extended by a fatigue failure model to predict the fatigue behavior under harmonic and non-harmonic cyclic stress which allows a calculation taking into account the anisotropy, the stress ratio and the temperature. The validation of the static stress and fatigue is performed both on a simple test bar geometry and a structural component, an automotive engine bracket
Using binocular rivalry to tag foreground sounds: Towards an objective visual measure for auditory multistability
Get PDFIn binocular rivalry, paradigms have been proposed for unobtrusive moment-by-moment readout of observers' perceptual experience (“no-report paradigms”). Here, we take a first step to extend this concept to auditory multistability. Observers continuously reported which of two concurrent tone sequences they perceived in the foreground: high-pitch (1008 Hz) or low-pitch (400 Hz) tones. Interstimulus intervals were either fixed per sequence (Experiments 1 and 2) or random with tones alternating (Experiment 3). A horizontally drifting grating was presented to each eye; to induce binocular rivalry, gratings had distinct colors and motion directions. To associate each grating with one tone sequence, a pattern on the grating jumped vertically whenever the respective tone occurred. We found that the direction of the optokinetic nystagmus (OKN)—induced by the visually dominant grating—could be used to decode the tone (high/low) that was perceived in the foreground well above chance. This OKN-based readout improved after observers had gained experience with the auditory task (Experiments 1 and 2) and for simpler auditory tasks (Experiment 3). We found no evidence that the visual stimulus affected auditory multistability. Although decoding performance is still far from perfect, our paradigm may eventually provide a continuous estimate of the currently dominant percept in auditory multistability
Evaluation of an Adaptive AUTOSAR System in Context of Functional Safety Environments
Get PDFThe rapidly evolving technologies in the automotive industry have been defining new challenges, setting new goals and consenting to more complex systems. This steered the AUTOSAR community toward the independent development of the AUTOSAR Adaptive Platform with the intention of addressing and serving the demands defined by the new technology drivers.
The use of an already existing software based on an open-source development - specifically GNU/Linux - was recognized as a matching candidate fulfilling the requirements defined by AUTOSAR Adaptive Platform as its operating system. However, this raises new challenges in addressing the safety aspect and the suitability of its implementation in safety-critical environments.
As safety standards do not explicitly handle the use of open-source software development, this thesis proposes a tailoring procedure that aims to match the requirements defined by ISO 26262 for a possible qualification of GNU/Linux. And while very little is known about the behavior specification of GNU/Linux to appropriate its use in safety-critical environments, the outlined methodology seeks to verify the specification requirements of GNU/Linux leveraging its claimed compliance to the POSIX standard.
In order to further use GNU/Linux with high pedigree of certainty in safety-critical applications, a software partitioning mechanism is implemented to provide control over the resource consumption of the operating system –specifically computation time and memory usage- between different criticality applications in order to achieve Freedom from Interference. The implementation demonstrates the ability to avoid interference concerning required resources of safety-critical applications
Produktionsforschung zu Hochvoltspeichersystemen für die Elektromobilität (eProduction): Arbeitsschutz, Qualifikation und virtuelle Absicherung
Get PDFMit dem Förderprojekt „eProduction“ wurde das Ziel verfolgt, eine sichere, robuste und nachhaltige Produktion von Elektrofahrzeugen in hohen Stückzahlen zu ermöglichen.
Der Schwerpunkt lag dabei auf der Fertigung von Hochvoltbatterien als Energiespeicher für den Elektroantrieb.
Auf Grund der interdisziplinären Zusammensetzung der Projektpartner und des ganzheitlichen Ansatzes bei der Entwicklung optimaler Produktionstechnologien und -prozesse leistete das Vorhaben „eProduction“ einen Beitrag zu mehreren in der Förderbekanntmachung „STROM 2010“ als bedeutend erachteten Themengebiete.
Zu nennen sind hierbei die Erforschung von werkstoff- und verfahrensorientierten Schlüsseltechnologien im Bereich der Elektromobilität, die Erstellung realitätsnaher Modelle oder Demonstratoren für die praktische Erprobung von elektrischen Teilsystemen, die Sicherstellung von Zuverlässigkeit und Robustheit elektronischer Komponenten sowie primär sicherzustellenden Schutz des Lebens und der Gesundheit der Beschäftigten während des Montageprozesses von Hochvoltbatterien.
Im AP 2 und 3 konnten neuartige Konzepte für Gefährdungsbeurteilungen, Qualifikationsmodelle und die virtuelle Absicherung
der Aufgabenstellungen in der Montage erstellt und evaluiert werden.:1. Inhalt- und Ergebnisdarstellung
AP 2 Hochvoltsicherheit
AP 3 Virtuelle Absicherung
2. Veröffentlichunge
Emitter - Material – A complex system
Get PDFDer Vortrag zeigt die Komplexität der Wechselwirkungen zwischen Infrarotstrahler und Werkstoff beim Infrarotschweißen von Kunststoffen auf. Hierfür werden die Haupteinflüsse auf die Strahler-Werkstoff-Wechselwirkungen beschrieben. Diese sind das Emissionsverhalten des Infrarotstrahlers und das Absorptionsverhalten des Kunststoffs. Der Einfluss der Infrarotstrahlerart (Quarzglasstrahler, Metallfolienstrahler) und von Füllstoffen (Ruß, Glasfasern) im Kunststoff wird näher betrachtet. Zudem enthält der Vortrag eine Empfehlung für die Vorgehensweise beim Infrarotschweißen von Kunststoffen, die Vor- und Nachteile des Fügeverfahrens und einen Einblick in aktuelle Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet des Infrarotschweißens von Kunststoffen
Matrix- und Interfacedesign bei faserverstärkter Keramik auf Basis des Flüssigsilicierverfahrens
Get PDFDas dreistufige Flüssigsilicierverfahren (LSI) stellt eine Methode dar, siliciumcarbidbasierte faserverstärkte Keramiken herzustellen. Ausgangspunkt ist ein faserverstärkter Kunststoff, der über Pyrolyse (Konvertierung des Matrixpolymers in Kohlenstoff) und Silicierung (Siliciuminfiltration und Reaktion zu Siliciumcarbid) keramisiert wird. In der vorliegenden Arbeit werden die Matrix mittels der verwendeten Matrixpolymere (Matrixdesign) und das Faser/Matrix-Interface durch das Aufbringen von Faserbeschichtungen (Interfacedesign) definiert gestaltet. Die in der Arbeit eingesetzten Matrixpolymere beeinflussen durch eine unterschiedliche Poren- und Rissbildung in der Kohlenstoffmatrix die Siliciuminfiltration und die damit verbundene Siliciumcarbidbildung. Die Matrixpolymere erzeugen einerseits eine C-SiC-Dualphasenmatrix, wie diese bei den C/C-SiC-Verbunden angestrebt wird. Andererseits kann eine weitestgehend einphasige SiC-Matrix eingestellt werden, welche für die Herstellung von SiC/SiC-Verbunden interessant ist. Bei diesen Verbundwerkstoffen ist eine zusätzliche Faserbeschichtung entscheidend, um die Faser/Matrix-Bindung zu reduzieren und die Fasern vor dem Siliciumangriff während der Herstellung zu schützen. Als Faserbeschichtung werden eine BNx-Schicht und eine SiNx-Schicht entwickelt, die in einer BNx/SiNx-Doppelschicht kombiniert werden. Die Schichtherstellung erfolgt mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) auf einem kommerziellen SiC-Fasergarn (Tyranno SA3). Die amorphe BNx-Schicht ist innerhalb des Fasergarnes sehr homogen. Dahingegen besitzt die amorphe SiNx-Schicht einen Gradient in der Schichtdicke sowie in der chemischen Zusammensetzung. Bei der thermischen Auslagerung bleibt die BNx-Schicht stabil. Die SiNx-Schicht kristallisiert und es bilden sich Poren und Siliciumausscheidungen innerhalb der Schicht. Zudem entstehen teilweise Risse und Schichtabplatzungen. Weitere alternative Schichtkonzepte werden vorgeschlagen.The liquid silicon infiltration (LSI) process is used to produce silicon carbide (SiC) based fiber reinforced ceramics and consists of three stages. Starting point is a fiber reinforced plastic, which is ceramized by means of pyrolysis (conversion of the matrix polymer to carbon) and siliconization (silicon infiltration and reaction to form silicon carbide). In the present work, the matrix and the fiber/matrix interface are designed by utilizing special matrix polymers and fiber coatings, respectively. The used matrix polymers lead to different pore and crack formation in the carbon matrix affecting the liquid silicon infiltration and the silicon carbide formation. The polymers not only create a dual phase C-SiC matrix, which is aspired for the production of C/C-SiC composites, but also form a single phase SiC matrix favorable for the SiC/SiC composite production. An additional coating of the fibers for these composite materials is crucial to reduce the fiber/matrix bonding and to protect the fibers from corrosive silicon attack. Separate BNx and SiNx single coatings are developed, which are combined to a double coating. The coating process is realized by chemical vapor deposition (CVD) on a commercial SiC fiber yarn (Tyranno SA3). The amorphous BNx coating is very uniform within the yarn, whereas the amorphous SiNx coating is characterized by a gradient regarding the layer thickness as well as the chemical composition. During the high temperature heat treatment the BNx coating remains stable. The SiNx coating crystallizes and pores as well as silicon precipitations are formed. Moreover, the coating partially ruptures. In this work, some additional alternative coating concepts are also proposed
Mikromechanischer Körperschall-Sensor zur Strukturüberwachung
Get PDFStrukturüberwachung und Condition Monitoring spielen in vielen Gebieten der Technik eine große Rolle. Zur Überwachung von Leichtbaustrukturen aus faserverstärkten Kunststoffen bietet sich hierfür besonders die Körperschall-Analyse an. Am Markt etabliert sind hierfür piezoelektrische Signalaufnehmer. Diese Arbeit stellt eine kostengünstige Alternative
in Form von mikromechanischen Körperschall-Sensoren vor. Eine Besonderheit stellt hierbei das Prinzip des mechanischen Bandpasses dar. Es wird die Elektronik- und Gehäuseentwicklung sowie die experimentelle Untersuchung dargelegt.Structural health monitoring is of vital importance in many technical fields. For monitoring of lightweight structures made from fiber reinforced plastics especially acoustic emission testing is used. Commercially available transducers utilize the piezoelectric effect. This thesis introduces a cost efficient alternative in form of micromechanical sensors, in particular sensors using the principle of a mechanical bandpass. The design of electronics and the packaging as well as experimental investigations are provided
Co-Simulation von LIGGGHTS® und SimulationX® zur Simulation des Zerkleinerungsprozesses in Brechern
Get PDFIn vielen Bereichen der Tagebautechnik spielt die Zerkleinerung von Material/ -strömen eine wesentliche Rolle, wobei sich je nach Material verschiedene Anforderungen an das Brechersystem ergeben. In Folge dessen werden Brecher auftragsspezifisch, meist für einen speziellen Gesteinstyp oder Einsatzort entwickelt oder modifiziert. Eine aussagekräftige Prognose der im Bruchprozess auftretenden Lasten auf den Brecher ist somit essentieller Bestandteil im Entwicklungsprozess.
Ein viel versprechender Ansatz, um das Materialverhalten in der Lastprognose zu berücksichtigen, ist die numerische Simulation des Materialbruchverhaltens mit Hilfe der Diskreten-Elemente-Methode (DEM). Das Verhalten der sogenannten Partikel wird über Kontakt- und bond-Modelle beschrieben und soll das makroskopische Verhalten des jeweiligen Gesteins möglichst realitätsnah abbilden.
Die Problematik ist, dass in SimulationX® keine Module zur DEM-Simulation vorhanden sind und umgekehrt in der DEM-Simulationsumgebung LIGGGHTSG® (LAMMPS improved for general granular and granular heat transfer simulations) keine derartige Maschinensimulation möglich ist. Der Ausweg ist die Co-Simulation zweier unterschiedlicher Simulationsumgebungen durch die Nutzung des ,,Functional Mock-Up Interface“-Standards (FMI).
Berechnungsergebnis sind die dynamischen Lasten auf den Brecher unter Berücksichtigung des Materialverhaltens. Somit können früher in der Brecherentwicklung Prognosen zu auftretenden Lasten getroffen und Einflussuntersuchungen von Maschinenkonfigurationen zur Effizienzsteigerungen durchgeführt werden, was zuvor auf Grund des Einzelanfertigungscharakters nicht möglich oder nicht wirtschaftlich war
NiCo 10 at%: A promising silicide alternative to NiPt 15 at% for thermal stability improvement in 3DVLSI integration
Get PDF3D VLSI with a CoolCube TM process allows vertically stacking several layers of devices with a unique connecting via density above a million/mm2. The thermal budget allowed to process the top transistor is currently limited by NiPt silicide stability of the bottom transistor. To extend the upper transistors thermal process window, Pre-Amorphization Implant (PAI) and Si-Capping were used to improve the stability of NiPt 15% on SiC:P and SiGe 30% :B accesses. While PAI enhances the silicide stability on SiC:P substrate from 600°C 2h to 700°C 2h, neither PAI nor Si-Capping improve silicide stability on SiGe 30% :B. To provide a solution for P accesses stability, NiCo 10% silicidation has been developed. Combined with PAI and Si-Capping, the germano-silicide offers a higher stability (up to 600°C 2h) than its NiPtSi 15% counterpart
Growth of Ultra-thin Ruthenium and Ruthenium Alloy Films for Copper Barriers
Get PDFWe report approaches to grow ultrathin Ru films for application as a seed layer and Cu diffusion barrier. For chemical vapor deposition (CVD) with Ru3(CO)12 we show the role surface hydroxyl groups have in nucleating the Ru islands that grow into a continuous film in a Volmer-Weber process, and how the nucleation density can be increased by applying a CO or NH3 overpressure. Thinner continuous films evolve in the presence of a CO overpressure. We report an optimun ammonia overpressure for Ru nucleation and that leads to deposition of smoother Ru thin films. Finally, we report a comparison of amorphous Ru films that are alloyed with P or B and demonstrate 3-nm thick amorphous Ru(B) films function as a Cu diffusion barrier