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Infiltration geschlossenporiger pulvermetallurgischer Aluminiumschäume mit Phase-Change-Material und Evaluierung des Potentials des Materialverbundes
No full textGegenstand dieser Arbeit sind die Erweiterung des Standes der Technik um Verfahren zur Herstellung und die Charakterisierung mit Paraffinen infiltrierter geschlossenporiger Aluminiumschäume.
Die Einzelwerkstoffe werden hinsichtlich ihres strukturellen, mechanischen und thermischen Verhaltens anhand ausgewählter Tests wie der computertomografischen Analyse, dem Druckversuch und dem „Transient-Plane-Source“-Verfahren charakterisiert. Dem schließt sich die Entwicklung von Infiltrationsmethoden zur Herstellung von Werkstoffverbunden aus den Einzelwerkstoffen an. Der Infiltrationsgrad wird als wesentlicher zugehöriger Berechnungs- und Auswertungskennwert analytisch beschrieben. Anhand infiltrationsgerecht gefertigter Aluminiumschaumproben erfolgt die experimentelle Untersuchung verschiedener Infiltrationsverfahren auf Basis statistischer Versuchspläne und deren Gegenüberstellung. Im Anschluss an die Charakterisierung der Verbunde und der Modellierung betrachteter Zielgrößen mittels Regressionsmodellen erfolgt der Vergleich der Verbundeigenschaften mit denen der Einzelwerkstoffe. Nach analytischen Berechnungen zur Auslegung von Latentwärmespeicher-Systemen folgt die Dimensionierung mittels Finite-Elemente-Methode. Die Modellierung auf Basis eines homogenisierten Materialverhaltens wird anhand von Experimenten validiert. Abschließend werden anhand der generierten Werkstoff-Datenbasis Aussagen über das Nutzungspotential für ausgewählte Anwendungen abgeleitet.:Danksagung
Bibliografische Beschreibung
Abbildungsverzeichnis 5
Tabellenverzeichnis 11
Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 13
1 Einleitung und Motivation 17
2 Stand der Technik 19
2.1 Aluminiumschaum 19
2.1.1 Einteilung 19
2.1.2 Herstellung 20
2.1.3 Strukturelle Eigenschaften 25
2.1.4 Mechanische Eigenschaften 27
2.1.5 Thermische Eigenschaften 30
2.1.6 Schaummodelle 35
2.1.7 Sandwichstrukturen 36
2.1.8 Anwendungen 39
2.2 Phase-Change-Material 41
2.2.1 Wirkprinzip und Einteilung 41
2.2.2 Herstellung 43
2.2.3 Eigenschaften 44
2.2.4 Konfektionierung 46
2.2.5 Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit 48
2.2.6 Anwendungen 53
2.3 Thermische Grundlagen 56
2.3.1 Grundlagen der Wärmeübertragung 56
2.3.2 Grundlagen der dynamischen Differenzkalorimetrie zur
Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität und Enthalpie 58
2.3.3 Messverfahren zur Bestimmung der Temperatur- und
Wärmeleitfähigkeit 58
3 Zielstellung und Präzisierung der Aufgabenstellung 63
4 Infiltrationstechnologie 65
4.1 Grundlagenbetrachtungen zur Infiltration 65
4.1.1 Infiltrierbarkeit geschlossenporiger Aluminiumschäume 65
4.1.2 Verteilung des PCM innerhalb der Probe 65
4.2 Konzeptentwicklung für Infiltrationsverfahren 68
4.2.1 Konzepte PCM-Tauchinfiltration 68
4.2.2 Konzepte PCM-Vakuuminfiltration ohne Werkzeug 69
4.2.3 Konzepte PCM-Vakuuminfiltration mit Werkzeug 70
4.3 Fertigung und Modifikation von Aluminiumschaumproben 71
4.3.1 Herstellungsprozess von Aluminiumschaumhalbzeugen 73
4.3.2 Probenabdichtung 73
4.3.3 Infusions- und Injektionsanschlüsse 74
4.4 Berechnung des Infiltrationsgrads 75
4.5 Infiltrationsversuche 77
4.5.1 PCM-Tauchinfiltration 77
4.5.2 PCM-Vakuum-Infiltration ohne Werkzeug 79
4.5.3 PCM Vakuum-Infiltration mit Werkzeug 83
5 Messtechnische Untersuchungen 89
5.1 Strukturelle Charakterisierung 89
5.1.1 Dichte und Porenstruktur 89
5.1.2 Dichteverteilung 92
5.1.3 Ebenheit 95
5.1.4 Permeabilität 96
5.2 Thermische Charakterisierung 98
5.2.1 Wärmeleitung 98
5.2.2 Wärmekapazität 105
5.2.3 Zersetzungstemperaturen 109
5.2.4 Zyklenbeständigkeit 109
5.2.5 Experimente auf Bauteilebene 112
5.3 Mechanische Charakterisierung 116
5.3.1 Druckversuche 116
5.3.2 Kopfzugversuche 120
5.3.3 Schubversuche 123
5.3.4 Intrusionsversuche - Impaktverhalten 124
5.3.5 4-Punkt-Biegeversuche 126
5.3.6 Akustische Charakterisierung 128
6 Berechnung und Simulation 131
6.1 Thermische Dimensionierung und Validierung mittels FEM 131
6.1.1 Auslegung der Latentwärmespeicher-Systeme 131
6.1.2 Berechnung der Verbundeigenschaften 132
6.1.3 Implementierung der Verbundeigenschaften in die
FEM-Umgebung 134
6.1.4 Validierung der thermischen Charakterisierung 137
6.2 Mechanische Dimensionierung und FEM-Validierung 140
6.2.1 Implementierung in die FEM-Umgebung 140
6.2.2 Validierung mechanischer Charakterisierung 142
7 Auswertung und Diskussion 147
7.1 Auswertung der Infiltrationstechnologie 147
7.2 Vergleich der thermischen Eigenschaften mit Literaturdaten 150
7.3 Vergleich der mechanischen Eigenschaften mit Literaturdaten 154
7.4 Evaluierung des Anwendungspotentials 156
8 Zusammenfassung 166
9 Ausblick 170
10 Literaturverzeichnis 172
Anmerkungen 186
Anhang 18
Exploration maschineller Verfahren zur Entwicklung eines methodischen Frameworks zur Evaluierung wissenschaftlicher Texte im Forschungsmanagement
No full textDie Komplexität des Forschungsmanagements an Universitäten und Hochschulen für Angewandte Wissenschaften hat in den letzten Jahren zugenommen, sowohl auf Seiten der Wissenschaftler als auch auf administrativer Ebene. Insbesondere die Texterstellung und -verarbeitung für Forschungsanträge, Publikationen und andere wissenschaftliche Dokumente erfordern erheblichen Aufwand. Gleichzeitig existieren Methoden und Technologien in den Bereichen Information Retrieval, Maschinelles Lernen und Semantischer Technologien, die für die Analyse und Bewertung dieser Texte geeignet sind. Diese Arbeit zielt darauf ab, Aufwände im Lebenszyklus von öffentlich geförderten Forschungsprojekten zu optimieren. Sie identifiziert aktuelle Entwicklungen und Technologien, um Kriterien für eine Gesamtarchitektur abzuleiten, die wissenschaftliche Texte qualitativ annotiert, trainiert und evaluiert. Das resultierende Framework namens FELIX dient als prototypisches System für die computergestützte Assistenz zur Evaluation wissenschaftlicher Texte. Datenkorpora aus Forschungsanträgen und Publikationen wurden für explorative Experimente verwendet, die u. a. auf Methoden des Maschinellen Lernens basieren. FELIX ermöglicht die Analyse von Texten und Metadaten, die Klassifizierung nach definierten Kriterien und die Vorhersage der Bewilligung von Forschungsanträgen. Die Konzeption und Evaluierung von FELIX führte zu wissenschaftlichen und praktischen Implikationen zur Optimierung des Forschungsmanagements.:1. MOTIVATION
2. THEORETISCHE FUNDIERUNG DES DIGITALEN FORSCHUNGSMANAGEMENTS
3. TECHNOLOGISCHE METHODEN UND STRATEGIEN
4. KONZEPTION EINER SYSTEMARCHITEKTUR
5. EXPLORATIVE STUDIE ZUR COMPUTERGESTÜTZTEN ASSISTENZ ZUR EVALUATION WISSENSCHAFTLICHER TEXTE
6. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
ANHAN
Kennfeldbasierte Korrektur thermo-elastischer Verformungen an spanenden Werkzeugmaschinen
No full textSpanende Werkzeugmaschinen erfahren während ihres Betriebes signifikante interne Wärmeeinträge, u.a. durch die Verlustleistung der Antriebe, Reibung der Lager und Führungen und den Bearbeitungsprozess. Gleichzeitig sind sie aber auch wechselnden externen Umgebungseinflüssen ausgesetzt. Diese Vielzahl an thermischen Einflüssen erzeugt transiente Temperaturfelder in der Werkzeugmaschine, die variable Deformationen in der Maschinenstruktur verursachen. Die Auswirkung dieser Deformationen auf den Tool-Center-Point verringert die Positioniergenauigkeit und wirkt sich letztendlich negativ auf die Werkstückqualität aus. Diese Verformungen werden im hier entwickelten Verfahren, der kennfeldbasierten Korrektur, durch hochdimensionale Kennfelder mit Hilfe von Live-Sensordaten vorhergesagt und online in der Maschinensteuerung durch berechnete Offsets korrigiert. Wenngleich das prinzipielle Vorgehen anderen verwandten Korrekturverfahren, wie der Regressionsanalyse, ähnelt, müssen für die effiziente Nutzung von Kennfeldern als Modellierungstool verschiedene Aspekte der Korrektur neu untersucht bzw. vertieft werden. Am Ende erfolgt eine Implementierung und Validierung des Verfahrens an zwei ausgewählten Demonstratoren.:Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Symbolverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Überblick über die Inhalte der Arbeit
2 Stand der Technik
2.1 Maßnahmen zur Reduktion thermo-elastischer Effekte
2.1.1 Korrekturverfahren
2.1.2 Kompensationsstrategien
2.2 Kennfeldberechnung mit Smoothed Grid Regression
2.2.1 Kernfunktionsansatz
2.2.2 SGR im 2D mit bilinearer Interpolation
2.2.3 SGR in n Dimensionen mit n-linearer Interpolation
2.2.4 Kennfeldberechnung
2.2.5 Glättungsbedingungen
2.2.6 Daten- versus Glättungsfehler
2.2.7 Lösung des linearen Gleichungssystems
3 Einordnung in den Stand der Technik
4 Kennfeldbasierte Korrektur Thermo-elastischer Verformungen
4.1 Idee der kennfeldbasierten Korrektur
4.2 Trainingsdaten zum Anlernen der Korrekturkennfelder
4.3 Erstellung der kennfeldbasierten Korrektur
4.3.1 Wahl der Kernfunktionen
4.3.2 Wahl der Glättungsbedingungen
4.3.3 Wahl der Daten- und Glättungsgewichte
4.4 Anwendungsbeispiel und Ableitung von Anpassungsbedarfen
5 Numerische Berechnung hochdimensionaler Kennfelder
5.1 Numerische Handhabung großer SGR-Modelle
5.2 Effiziente Kennfeldberechnung durch Mehrgitterverfahren
5.3 Einbettung von Glättungsbedingungen höherer Ordnung
5.3.1 Motivation und eine Beispielfunktion
5.3.2 Finite-Elemente-Ansatz für Glättung höherer Ordnung
5.3.3 Test und Vergleich der Berechnungsvarianten
5.3.4 Neue Kombinationsmethode für lineare Extrapolation
5.4 Erprobung und Vergleich von Mehrgitterlösern
6 Optimierung der Kennfeldgitter
6.1 Kennfeldgitter
6.2 Wichtige Gitterstrukturen
6.2.1 Äquidistante Gitter
6.2.2 Gitter mit variablen Achsintervallen
6.2.3 Transformierte Gitter
6.2.4 Gitter mit Substrukturen
6.2.5 Dünne Gitter (sparse grids)
6.2.6 Vergleich der Arten von Kennfeldgittern
7 Optimale Sensorplatzierung und Auswahl der Kennfeldeingänge
7.1 Typen von Eingangsvariablen und deren Eignung zur Korrektur
7.2 Eignung von Temperaturgradienten in Kennfeldern
7.3 Methoden der Variablenauswahl
7.3.1 Sensitivitätsanalyse
7.3.2 Hauptkomponenten-Analyse (PCA)
7.3.3 Sequentielle Heuristik
7.3.4 Stabilitätsanalyse
7.3.5 Vergleich und experimentelle Validierung der Verfahren
8 Implementierung und Validierung der kennfeldbasierten Korrektur
8.1 Korrekturwertaufschaltung in einer Maschinensteuerung
8.2 Erprobung und Validierung der Korrektur
8.2.1 MiniHex
8.2.2 DMU 80 eVo
8.3 Korrektur unter Produktionsbedingungen
8.4 Plausibilitätsüberprüfung
9 Bewertung und Erweiterungen zur kennfeldbasierten Korrektur
9.1 Vor- und Nachteile der kennfeldbasierten Korrektur
9.2 Aufwandsabschätzung und exemplarische Bewertung
9.2.1 Aufwandsabschätzung der kennfeldbasierten Korrektur
9.2.2 Bewertung an ausgewählten Beispielen
9.3 Kombination mit anderen Korrektur- und Kompensationsstrategien
9.4 Aktualisierung von Kennfeldern
9.5 Übertragbarkeit der Ergebnisse
10 Zusammenfassung
11 Ausblick
A Anhang
A.1 Datensätze
A.1.1 Stab-Simulation
A.1.2 Vermessung Auerbach ACW630
A.1.3 Simulation Maschinenständer ACW630
A.1.4 Vermessung MiniHex
A.1.5 Simulation Maschinenständer mit bewegter Wärmequelle
A.1.6 Vermessung 3-Achs-Bearbeitungszentrum Aachen
A.1.7 Simulation DMU 80 eVo
A.2 Biographie des Autor
Monocular Depth Estimation with Edge-Based Constraints using Active Learning Optimization
No full textDepth sensing is pivotal in robotics; however, monocular depth estimation encounters significant challenges. Existing algorithms relying on large-scale labeled data and large Deep Convolutional Neural Networks (DCNNs) hinder real-world applications. We propose two lightweight architectures that achieve commendable accuracy rates of 91.2% and 90.1%, simultaneously reducing the Root Mean Square Error (RMSE) of depth to 4.815 and 5.036. Our lightweight depth model operates at 29-44 FPS on the Jetson Nano GPU, showcasing efficient performance with minimal power consumption.
Moreover, we introduce a mask network designed to visualize and analyze the compact depth network, aiding in discerning informative samples for the active learning approach. This contributes to increased model accuracy and enhanced generalization capabilities.
Furthermore, our methodology encompasses the introduction of an active learning framework strategically designed to enhance model performance and accuracy by efficiently utilizing limited labeled training data. This novel framework outperforms previous studies by achieving commendable results with only 18.3% utilization of the KITTI Odometry dataset. This performance reflects a skillful balance between computational efficiency and accuracy, tailored for low-cost devices while reducing data training requirements.:1. Introduction
2. Literature Review
3. AI Technologies for Edge Computing
4. Monocular Depth Estimation Methodology
5. Implementation
6. Result and Evaluation
7. Conclusion and Future Scope
Appendi
Synthesis and Characterization of Diketopyrrolopyrrole- based Copolymers for Organic Electronic Applications
No full textDiketopyrrolopyrrole (DPP)-based polymers currently rank among the best performing organic materials for high charge carrier mobility applications due to their high structural planarity and the simple synthetic access. Through chemical modifications on DPP-based polymers, the type of charge carrier transport (p-type, n-type or ambipolar) and the charge carrier mobility can be both modulated. In this thesis, the synthesis of a new n-type dithiazolyldiketopyrrolopyrrole (TzDPPTz)-based copolymer PTzDPPTzF4 with tetrafluorobenzene (F4) as comonomer is reported. PTzDPPTzF4 has a deeper lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level compared to the existing dithienyldiketopyrrolopyrrole (ThDPPTh)-based copolymer PThDPPThF4 due to the electron-deficient thiazole flanking units on the bicyclic DPP core. Moreover, the influence of homocoupling (hc) defects and backbone conformation on the properties of PTzDPPTzF4 is systematically investigated. Lastly, in order to further modulate the structural and electrical properties of DPP-based copolymers, polar side chains and comonomers with a different electron-withdrawing ability are introduced to the polymer backbone. In detail, a series of PTzDPPTzF4 polymers with similar molecular weight but varying TzDPPTz hc content from 0.6 – 12.4% is prepared via direct arylation polymerization (DAP) for the investigation of the hc-property relationship. Hc defects are found to red-shift the absorption, decrease the photoluminescence, and lower the LUMO energy level. In contrast, an influence on the film morphology or electron mobility is not observed. In order to study the conformation-property relationship, a structural variation in the DPP monomer is explored, i.e. the replacement of Tz by Th. To this end, a detailed comparative study of the properties between PTzDPPTzF4 and PThDPPThF4, which are prepared via DAP and have both comparable molecular weight and hc content, is presented. It is found that the replacement of Tz flanking units by Th flanking units on the DPP core has significant impact on the backbone conformation due to the occurrence of intramolecular hydrogen bonds, and thus strongly influences the opto-electronic and structural properties of the two polymers. PThDPPThF4 exhibits a stronger aggregation ability, a higher degree of crystallinity, a lower degree of paracrystallinity and an increased long-range order, which finally translates into a 20 times higher field-effect electron mobility. Finally, comonomer and side chain variations of DPP-based polymers are carried out for their potential use in thermoelectric investigations. Through the optimization of the polymerization conditions, a number-average molecular weight of 19.1 kg/mol is achieved for ThDPPTh-based polymers with single-oxygen side chains and F4 as comonomer. In addition, two ThDPPTh-based copolymers with biEDOT as comonomer are synthesized, which contain polar triethylene glycol (TEG) side chains as well as branched aliphatic side chains in different ratios. In summary, the economically efficient and ecologically green DAP method is demonstrated to be an efficient and versatile synthetic tool for copolymerizing TzDPPTz or ThDPPTh monomers bearing either aliphatic or polar side chains with either electron-rich or electron-deficient comonomers
Simulation portfolio
No full textPTC Creo strives to provide users with a fully integrated analysis tool which aids in the steps of product development. It includes real-time design guidance from the earliest concepts with “Creo Simulation Live”, high fidelity simulation tailored to the Creo User with “Creo ANSYS Simulation”, “Creo Simulate” and “Creo Simulate Advanced”, a means of autonomously creating designs tailored to the requirements with “Cre Generative Solutions” and flow and particle simulation with “Creo Flow Analysis”
Einbindung von Rechenzentrumsabwärme in ein Nahwärmenetz zur Versorgung eines Wohnquartiers
No full textRechenzentren und deren elektrischen/elektronischen Komponenten benötigen eine permanente Kühlung. Den größten Kühlbedarf im Rechenzentrum haben die Server, auf denen die Rechentechnik (CPU, RAM usw.) verbaut ist. Eine effiziente Wärmeabfuhr der Serverabwärme ermöglicht die Direktflüssigkeitskühlung. Bei dieser Kühltechnologie verlässt das Kühlmedium Wasser das Rack mit einer maximalen Austrittstemperatur von TIT,Aus,max = 50…60 °C. Eine ganzjährig freie Kühlung mit Trockenkühlern entspricht dem Stand der Technik. Gleichzeitig ist auch eine Wärmerückgewinnung der Rechenzentrumsabwärme für verschiedene Anwendungsszenarien denkbar. In diesem Beitrag wird deswegen die Wärmenutzung von Rechenzentren mit Direktflüssigkeitskühlung zur Versorgung eines Quartiers mit einer Spitzenlast von 1855 kW und einer jährlichen Wärmelast von 5078 MWh thematisiert. Eine Anhebung des Temperaturniveaus der Rechenzentrumsabwärme auf das Nutztemperaturniveau des Nahwärmenetzes TVL,Netz = 75 °C erfolgt mit zwei Wärmepumpe mit je zwei Verdichtern (Kältemittel R1234ze(E)). Die Untersuchung analysiert dabei mittels transienter Anlagensimulation in TRNSYS die Auswirkung verschiedener Rechenzentrumsgrößen auf die Deckung der Heizlast des Quartiers sowie den Anteil der wiederverwendeten Energie des Rechenzentrums ERF (Energy Reuse Factor). Die Ergebnisse zeigen unter den getroffenen Annahmen, dass bei einer IT-Anschlussleistung von Pel,IT,max = 2200 kW die Wärmelast des Netzes vollständig gedeckt wird mit einem ERF = 0,38 (Web-Lastprofil). Ein weiterer Anstieg der Rechenzentrumsgröße reduziert den Anteil der wiederverwendeten Energie des Rechenzentrums. Ab einem Verhältnis von Pel,IT,max / QNetz,a = 0,83 kWel/(MWhth/a) ist der ERF ≤ 0,2. Im Hinblick auf Diskussionen zur gesetzlichen Verpflichtungen zur Abwärmenutzung von Rechenzentren (z. B. Energieeffizienzgesetz in Deutschland) spielt das Verhältnis aus Rechenzentrumsgröße und Wärmelast des Quartiers eine entscheidende Rolle
Einsatz der Mechanismensoftware MechDev in der Lehre
No full textDie am Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik (IGMR) der RWTH
Aachen entstandene Software Mechanism Developer (MechDev) wurde mit dem Ziel
entwickelt, ein umfangreiches aber dennoch intuitiv zu bedienendes Tool zur Analyse und
Synthese ebener Mechanismen für Industrie, Lehre und Forschung zur Verfügung zu
stellen. [1,2]
Algorithmik, Softwareentwurf und aktueller Funktionsumfang der Software wurden in der
Vergangenheit bereits ausgiebig vorgestellt [3,4]. Mit dem anstehenden Release der
Software soll diese auch in den Lehrealltag des IGMR integriert werden. Zu diesem Zweck
müssen die Inhalte der Veranstaltungen Elektromechanische Antriebstechnik und
Bewegungstechnik auf die Software und deren Funktionen angepasst werden. Bis zuletzt
wurde in beiden Veranstaltungen das Tool GeoGebra [5] zum einen für Visualisierungen
von Sachverhalten in der Vorlesung genutzt, zum anderen dessen Verwendung den
Studierenden in Laborveranstaltungen vermittelt, um eigenständig Problemstellungen der
Getriebetechnik damit zu bearbeiten.
In diesem Beitrag sollen erste Ideen zum Einsatz der Software MechDev in der Lehre am
IGMR vorgestellt werden. Beispielhaft soll eine passende Übungsaufgabe gezeigt werden,
sowie deren Bearbeitung mit MechDev. Weiterhin werden zusätzliche Funktionen
abgeleitet, die zukünftig für die Nutzung der Software in der Lehre implementiert werden
sollen.The Software Mechanism Developer (MechDev), which was developed at the Institute of
Mechanism Theory, Machine Dynamics and Robotics (IGMR) at RWTH Aachen
University, was developed with the aim of providing a comprehensive yet intuitive tool for
analysing and synthesising planar mechanisms for industry, teaching and research. [1,2]
The algorithms, software design and current functional scope of the software have already
been extensively presented in the past [3,4]. With the upcoming release of the software, it
is also to be integrated into everyday teaching at the IGMR. To this end, the content of the
Electromechanical Drive Technology and Motion Technology courses must be adapted to
the software and its functions. Until recently, the GeoGebra [5] tool was used in both
courses to visualise facts in the lecture, and students were also taught how to use it in
laboratory courses in order to work independently on transmission technology problems.
This article will present initial ideas for using the MechDev software in teaching at the
IGMR. A suitable exercise will be shown as an example, as well as how it can be worked
on with MechDev. Furthermore, additional functions will be derived that are to be
implemented in the future for the use of the software in teaching
Fictional friends and enemies as first aid after ostracism? Experimentally investigating the potential of para-/orthosocial relationships in belongingness need restoration and emotion regulation
No full textBeing socially excluded seriously threatens individuals’ need to belong and emotional well-being. This article investigates to what extent different coping strategies help overcome these detrimental effects: thinking about real-life friends/enemies (i.e., orthosocial relationships, OSRs) and thinking about (dis)liked media characters (i.e., parasocial relationships, PSRs). Across three experiments (NPilot = 129, NStudy1 = 132, NStudy2 = 855), we first induced social exclusion using a virtual ball-tossing game. Afterward, we manipulated different relationship types and valences and compared them to non- or less-relational control conditions. As hypothesized, belongingness and emotional well-being increased from pre- to post-coping. This effect was fully mediated by perceived relationship closeness to the respective person(a). Highlighting that PSRs represent more than surrogates (i.e., secondary replacements of OSR), both relationship types did not differ in coping effectiveness. Moreover, positive relationships were more effective in fulfilling both coping goals than negative ones
Physics-of-Failure Based Lifetime Modelling of Silver Sintered Power Modules for Electric Vehicles by Experiment and Simulation
No full textThe paradigm change in automotive power electronics towards wide bandgap semiconductor devices poses new challenges and requirements for the die-related packaging technologies as well as the assessment of reliability and lifetime. Here, the use of sintered silver for the die-related packaging in particular has proven promising. However, the empirical lifetime models for power modules developed over many years are not suitable any more. A holistic Physics-of-Failure approach can provide remedy as it allows for a significant reduction of testing time via finite element simulations. This approach requires a detailed understanding of the relevant failure mechanisms as well as an electrical, thermal and mechanical characterisation of the involved materials. A failure analysis of the complete power module revealed that the top-side sinter layer connecting the copper foil to the semiconductor die is prone to degradation. Therefore, the core of this work is the mechanical characterisation of porous sintered silver and, in particular, the primary and secondary creep behaviour. A newly developed creep model which - for the first time - takes load reversal for primary creep into account is implemented with a subroutine. This allows for lifetime simulations within a Physics-of-Failure framework resulting in a first lifetime model on module level for a complex automotive power module employing sintered silver