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Funktionsintegrative Leichtbaustrukturen für Tragwerke im Bauwesen
Get PDFIn den letzten Jahren gewinnt der Leichtbau im Bauwesen im Zuge der Ressourceneinsparung wieder stärker an Bedeutung, denn ohne eine deutliche Steigerung der Effizienz ist zukunfts-fähiges Bauen und Wohnen nur schwer zu bewerkstelligen. Optimiertes Bauen, im Sinne der Errichtung und Unterhaltung von Bauwerken mit geringem Einsatz an Material, Energie und Fläche über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg, bedarf des Leichtbaus in punkto Material, Struktur und Technologie.
In der vorliegenden Arbeit wird ein wissenschaftlicher Überblick zum aktuellen Stand der eigenen Forschungen in Bezug auf funktionsintegrativen Leichtbau im Bauwesen gegeben sowie erweiterte Methoden und Ansätze abgeleitet, die eine Konzeption, Bemessung und Erprobung von neuartigen Hochleistungs-Tragstrukturen in Leichtbauweise gestatten. Dabei steht die Entwicklung leistungs-starker und zugleich multifunktionaler Werkstoffkombinatio-nen und belastungsgerecht dimensionierter Strukturkomponenten unter dem Aspekt der Gewichtsminimalität in Material und Konstruktion im Fokus. Ein breit gefächertes Eigen-schaftsprofil für \"maßgeschneiderte\" Leichtbauanwendungen besitzen textilverstärkte Ver-bundbauteile, denn sowohl die Fadenarchitektur als auch die Matrix können in weiten Berei-chen variiert und an die im Bauwesen vorliegenden komplexen Anforderungen angepasst werden. In der vorliegenden Arbeit werden hierzu vor allem Methoden und Lösungen anhand von Beispielen zu: multifunktionalen Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV), funktionsintegrier-ten faserverstärkten mineralischen Tragelemente und Verbundstrukturen in textilbewehrter Beton-GFK-Hybridbauweise betrachtet. Von zentraler Bedeutung ist dabei die Schaffung von materialtechnischen, konstruktiven und technologischen Grundlagen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Leichtbauidee über Demonstrator und Referenzobjekt bis hin zur technologischen Umsetzung zur Überführung der Forschungsergebnisse in die Praxis.In the last few years, lightweight construction in the building sector has gained more and more importance in the course of resource saving. Without a significant increase in efficiency, future-oriented construction and resource-conserving living is difficult to achieve. Optimized building, in the sense of the erection and maintenance of buildings with little use of material, energy and surface over the entire life time cycle of a building, requires lightweight design in terms of material, structure and technology.
In this thesis, a scientific overview of the current state of research on function-integrative light-weight construction in architecture is presented. Furthermore, advanced methods and research approaches were developed and applied, that allows the design, dimensioning and testing of novel high-performance supporting structures in lightweight design. The focus is on the development of high-performance, multi-functional material combinations and load-adapted structural elements, under the aspect of weight minimization in material and construction. Textile-reinforced composites have a broad range of material properties for optimized \"tailor-made\" lightweight design applications, since the thread architecture as well as the matrix can be varied within wide ranges and can adapted to the complex requirements in the building industry.
Within the scope of this thesis, methods and solutions are examined in the field of: multifunc-tional fiber-reinforced plastics (FRP), function-integrated fiber-reinforced composites with mineral matrix (TRC) and textile-reinforced hybrid composites (BetoTexG: combination of TRC and FRP). In this connection the creation of material, structural and technological foundations along the entire value chain is of central importance: From the lightweight design idea to the demonstrator and reference object, to the technological implementation for the transfer of the research results into practice
Implementierung gemischter Finite-Element-Formulierungen für polykonvexe Verzerrungsenergiefunktionen elastischer Kontinua
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wird ein gemischtes Element gegen Locking-Effekte untersucht. Dazu wird ein Fünf-Feld-Hu-Washizu-Funktional (CoFEM-Element) für lineare und quadratische Hexaeder-Elemente unter einer hyperelastischen, isotropen, polykonvexen sowie einer
transversal-isotropen Materialformulierung implementiert. Die resultierenden nichtlinearen Gleichungen werden mithilfe eines Mehrebenen-NEWTON-RAPHSON-Verfahren unter Beachtung
einer konsistenten Linearisierung gelöst. Als repräsentatives Beispiel der numerischen Untersuchungen dient der einseitig eingespannte Cook-Balken mit einer quadratischen Druckverteilung am Rand. Zur Beurteilung des CoFEM-Elements wird das räumliche Konvergenzverhalten für unterschiedliche Polynomgrade und für verschiedene Netze unter Beachtung der algorithmischen Effizienz untersucht.This paper presents a mixed finite element formulation of Hu-Washizu type (CoFEM) designed to reduce locking effects with respect to a linear and quadratic approximation in space. We consider a hyperelastic, isotropic, polyconvex material formulation as well as transverse
isotropy. The resulting nonlinear algebraic equations are solved with a multilevel NEWTON-RAPHSON method. As a numerical example serves a cook-like cantilever beam with a quadratic distribution of in-plane load on the Neumann boundary. We analyze the spatial convergence
with respect to the polynomial degree of the underlying Lagrange polynomials and with respect to the level of mesh refinement in terms of algorithmic efficiency
Optimierte Sickengestaltung im Konstruktionsprozess dünnwandiger Bauteile
Get PDFDünnwandige Strukturen erreichen bei richtiger Gestaltung ein sehr gutes Masse-Steifigkeitsverhältnis und besitzen damit großes Potential für effektiven Strukturleichtbau. In ebenen und schwach gekrümmten Bereichen weisen diese jedoch eine geringe Biegesteifigkeit auf, welche häufig nicht den gestellten Anforderungen entspricht. Zur Formversteifung werden hier Sicken eingesetzt. Diese rinnenartigen oder flächigen Vertiefungen werden mithilfe einer Blechumformung, wie Tiefziehen, in das jeweilige Bauteil eingebracht.
Damit ein Sickenfeld die maximale Versteifungswirkung erreicht, muss es beanspruchungsgerecht ausgelegt werden. In der Praxis werden Sicken häufig erfahrungsbasiert oder mit den Erkenntnissen aus Sickenkatalogen in ein Bauteil eingebracht. Allerdings bleibt hier die Frage nach einer beanspruchungsgerechten Auslegung der Sickenparameter, wie Position und Ausrichtung, offen. Bei komplexeren Bauteilen generiert die FE-Netz basierte Formoptimierung hingegen ein deutlich besseres Ergebnis. Allerdings muss dieses für ein fertigungsgerechtes Sickenbild manuell im CAD rekonstruiert werden. Dieser Prozess ist im CAD-System zeitaufwändig und fehleranfällig.
Ziel dieser Arbeit ist es, die FEM gestützte Sickenauslegung effektiver zu gestalten. Eine Teilaufgabe ist die Verbesserung der Ergebnisinterpretation von formoptimierten FE-Netzen. Weiterhin werden neue Methoden gezeigt, welche ohne Interpretation verzerrter FE-Netze eine CAD-integrierte Sickenauslegung ermöglichen.Thin-walled structures are used within various products, due to their optimal relation between mass and stiffness. Nevertheless those structures have a low bending stiffness in areas with less curvature. To bypass this disadvantage channels or flattened areas, so called beads, are embossed. To maximize the stiffening effect the position and orientation of the bead is essential. One of the latest methods for bead creation is based on the experience of the designer supported with construction catalogues. They offer predefined bead patterns, tested on simple plate structures and various load cases. The adoption of the predefined bead pattern on complex real live parts is often impossible. A second method uses FEM based optimization algorithms. They are more effective but the actual workflow of interpreting the distorted FEM meshes in CAD and resulting adoption on manufacturing constrains lead to non-optimal results, too.
The aim of this thesis is to represent new methods for bead creation with a high CAD integration level. As a result, three new methods are developed. At first, the workflow for the interpretation of bead patterns created by a FEM based optimization algorithm was simplified using tailor made CAD features for the reverse engineering process. The designer is now able to recreate tangency steady CAD geometry with the provided deformed FE mesh. The second method focuses on channel shaped beads. Herefore, the stress distribution is calculated within the FE-shell first and then analyzed. With this information the direction of a bead profile can be estimated in every FE-node and displayed to the user as vector field. In the second step guidelines similar to streamlines are created using the vector field. These guidelines are the basic elements for channels shaped beads represented as CAD features. This approach enables the designer to create load step depending bead patterns without distorted FE-Meshes in CAD. The last scheme represents a semi-analytical approach to create the guidelines without Finite Elements Analyses for simple plate like structures. The vector field is calculated with the stresses using Kirchoff-Love's theory of plates. The investigation shows that the resulting guidelines can be approximated with superellipse. All methods are tested with parts of the automotive industry and academic examples
An NFFT based approach to the efficient computation of dipole-dipole interactions under different periodic boundary conditions
No full textWe present an efficient method to compute the electrostatic fields, torques and forces in dipolar systems, which is based on the fast Fourier transform for nonequispaced data (NFFT). We consider 3d-periodic, 2d-periodic, 1d-periodic as well as 0d-periodic (open) boundary conditions. The method is based on the corresponding Ewald formulas, which immediately lead to an efficient algorithm only in the 3d-periodic case. In the other cases we apply the NFFT based fast summation in order to approximate the contributions of the nonperiodic dimensions in Fourier space. This is done by regularizing or periodizing the involved functions, which depend on the distances of the particles regarding the nonperiodic dimensions. The final algorithm enables a unified treatment of all types of periodic boundary conditions, for which only the precomputation step has to be adjusted
Leitlinien für eine gelungene Prävention
No full textWie sollte Prävention im Allgemeinen ablaufen? Welche Leitlinien lassen sich in diesem Zusammenhang aus psychologischer Sicht ableiten? Mit Hilfe des heutigen Hintergrundwissens werden 8 Merkmale einer wirkungsvollen Prävention beschrieben. Darüber hinaus werden 5 weitere Aspekte vorgestellt, deren Einfluss auf die Wirkung von präventiven Maßnahmen diskutiert wird
Christus im Diskurs mit Muhammad - Das Ringen um religiöse Identität: Die Auseinandersetzung der syrischen Christen mit dem Islam anhand ausgewählter Texte des Johannes Damaskenos und des Theodor Abū Qurra
No full textReligion ist für viele Menschen ein wichtiger Bestandteil ihres Seins. Sie identifizieren und definieren sich über ihre Zugehörigkeit zu dieser. Jede konkurrierende Weltanschauung wird dabei meist als Bedrohung angesehen und mehr oder weniger stark in Wort, Schrift oder Tat bekämpft. Besonders die Auseinandersetzung mit dem Islam hat sich in den letzten Jahren drastisch verschärft und führt immer wieder zu heftigen verbalen oder gewalttätigen Angriffen. Das Ringen um Verständigung bzw. Abgrenzung und die damit verbundenen Konflikte und Diskussionen sind jedoch nicht neu, sondern ziehen sich wie ein roter Faden durch die Geschichte. Interessant aus heutiger Zeit ist deshalb die Erschließung der Anfangsdebatte am Entstehungsort des Islams. Auf welche Weise und mit welchen Mitteln setzten sich die unmittelbar von der arabischen Herrschaft betroffenen Christen mit der neuen Religion auseinander? Wie entwickelten sich die Argumentationsmuster in den Anfängen des Religionsdiskurses? Welche hauptsächlichen religiösen Unterschiede wurden wahrgenommen und thematisiert? Anhand einiger Texte des Johannes Damaskenos und des Theodor Abū Qurra soll diesen Fragen auf den Grund gegangen werden.Religion is an important component of her being for many people. They identify and define themselves over her affiliation to this. Besides, every competing world view is mostly looked as a menace and is fought more or less strongly in word, writing or action. Particularly the discussion with Islam has drastically intensified during the last years and leads over and over again to fierce verbal or violent attacks. Nevertheless, the struggle around notification or demarcation and the conflicts linked with it and discussions are not new, but stretch like a red thread through the history. Therefore, interesting from today's time is the development of the beginning debate in the place of origin of Islam. In which manner and with which means did the Christians immediately affected by the Arabian rule argue with the new religion? How did the argumentation patterns develop in the beginnings of the religious discourse? Which principal religious differences were perceived and picked out as a central theme? With the help of some texts of Johannes Damaskenos and Theodor Abū Qurra should become to these questions on the reason gone
Arbeitsschutzmanagementsystem Schule AManSys
Get PDFDie Reduzierung der Unfallzahlen und berufsbedingten Erkrankungen, die Stärkung des Arbeits- und Gesundheitsschutzes genießen in Sachsen einen hohen Stellenwert, da sichere und gesundheitsgerechte Arbeitsbedingungen in den Schulen auch zur nachhaltigen Entwicklung des Freistaates beitragen. Um diesen Anspruch in den sächsischen Schulen dauerhaft zu sichern, entwickelt die Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement der Technischen Universität Chemnitz das Arbeitsschutzmanagementsystem Schule »AManSys«. Einen wichtigen Teil der Systementwicklung bildet dabei das Handbuch zum »AManSys«, eine Handlungsanleitung und zukünftig digitales Hilfsmittel für den Schulleiter, um die Durchführung und Dokumentation der Prozesse in der Organisation im Arbeits- und Gesundheitsschutz regelkonform zu managen und damit seiner Unternehmerverantwortung gerecht zu werden.:1 Das Arbeitssystem Schule
1.1 Rechtliche Einordnung
1.2 Regelungen im Arbeitsschutz- und Unfallversicherungsrecht
1.3 Arbeits- und Gesundheitsschutz im Freistaat Sachsen
2 Chronologische Entwicklung von Arbeitsschutzmanagementsystemen
3 Entwicklung des »AManSys« aus dem OHRIS-Konzept
4 Entwicklungsstand »AManSys«
5 Literatu
Bismuth(III) benzohydroxamates: powerful anti-bacterial activity against Helicobacter pylori and hydrolysis to a unique Bi34 oxido-cluster [Bi34O22(BHA)22(H-BHA)14(DMSO)6]
Get PDFReaction of BiPh3 or Bi(OtBu)3 with benzohydroxamic acid (H2-BHA) results in formation of novel mono- and di-anionic hydroxamato complexes; [Bi2(BHA)3]∞1, [Bi(H-BHA)3] 2, [Bi(BHA)(H-BHA)] 3, all of which display nM activity against Helicobacter pylori. Subsequent dissolution of [Bi2(BHA)3]∞ in DMSO/toluene results in hydrolysis to the first structurally authenticated {Bi34} oxido-cluster [Bi34O22(BHA)22(H-BHA)14(DMSO)6] 4.Dieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
TU-Spektrum 1/2015, Magazin der Technischen Universität Chemnitz
Get PDFunregelmäßig erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnit
Quantenchemie in elektrochemischen Prozessen: Untersuchungen zu Stabilität, Reaktivität undLadungsübertragung bei der platinkatalysiertenSauerstoffreduktion
Get PDFKern der vorliegenden Arbeit ist die Anwendung quantenchemischer Methoden auf Probleme der elektrochemischen Katalyse vor dem Hintergrund der Sauerstoffreduktion, wie sie an kohlenstoffgeträgerten Platinkatalysatoren abläuft. In diesem Zusammenhang werden die Stabilität des Katalysatorsystems und der Mechanismus der Sauerstoffreduktion untersucht, sowie ein Algorithmus zur Berechnung von Molekülen unter einem gegebenen Potential vorgestellt.
Zuerst werden die Wechselwirkungen von Platinnanopartikeln mit polyzyklischen Aromaten als Modellverbindungen des Katalysatormaterials untersucht. Weiterhin wird untersucht, wie Modifikationen des Kohlenstoffträgers und variierende Größe des Platinsystems diese Wechselwirkungen beeinflussen.
Weiterhin beschäftigt sich diese Arbeit mit dem Reaktionsmechanismus der Sauerstoffreduktion. Zu diesem Zweck wird das Zersetzungsverhalten von H2O2 als mögliches Intermediat der Sauerstoffreduktion an Platinoberflächen untersucht. Weiterhin wird geprüft, inwieweit dem Elektrolyten hinzugefügte Ionen die Zersetzungsreaktionen beeinflussen. Abschließend werden Rückschlüsse auf den Reaktionspfad der Sauerstoffreduktion gezogen.
Zuletzt wird ein theoretischer Ansatz zur Berechnung von Systemen im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie vorgestellt, bei dem nicht die Anzahl der Elektronen, sondern das elektrochemische Potential vorgegeben ist und die Elektronenzahl potentialabhängig modifiziert wird. Ebenso wird die Relevanz von Rechnungen mit konstantem Potential demonstriert