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Analytic Calculation of the Stress Concentration Factor for Shafts with Shoulder Fillets subjected to Combined Loading
No full textDie Formzahl der Welle mit Absatz kann bei kombinierter Beanspruchung mithilfe von Vergleichsspannungshypothesen (Vergleichsspannungsansatz) und mithilfe eines Alternativansatzes analytisch berechnet werden. Die Untersuchung des Vergleichsspannungsansatzes sowie die Entwicklung des Alternativansatzes sind Inhalt der vorliegenden Bachelorarbeit. Beim Vergleichsspannungsansatz wird die Kerbspannung aus der Zug-, Biege- und Torsionskerbspannung und der Querspannung im Kerbgrund berechnet. Da die Querspannung in den meisten Fällen unbekannt ist, wurde untersucht, welche Genauigkeit der Vergleichsspannungsansatz bei Vernachlässigung der Querspannung besitzt. Es stellte sich heraus, dass der Vergleichsspannungsansatz Formzahlergebnisse liefert, welche im Mittel nur um 3% von mittels FEM berechneten Formzahlen abweichen. Es wurde festgestellt, dass mit Berücksichtigung der Querspannung nur eine sehr geringe Steigerung der Genauigkeit zu erwarten ist und die Querspannung im Vergleichsspannungsansatz aus diesem Grund vernachlässigt werden kann. Zur Berechnung der Zug-, Biege- und Torsionskerbspannung wurden Ersatzformzahlgleichungen entwickelt, da die mit der DIN 742-2:2012-2 berechneten Formzahlen bei scharfen Kerben starke Abweichungen von den numerisch ermittelten Formzahlen aufwiesen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein Alternativansatz entwickelt, mithilfe dessen die Formzahl deutlich einfacher als mit dem Vergleichsspannungsansatz analytisch berechnet werden kann. Mithilfe einer nicht linearen Regression wurde eine Funktion bestimmt, bei der die Formzahl direkt aus den Formparametern und den Nennspannungen berechnet wird. Die relative Genauigkeit der mithilfe des Alternativansatzes berechneten Formzahlen beträgt dabei 4%. Die Genauigkeit des Alternativansatzes entspricht somit annähernd der Genauigkeit des Vergleichsspannungsansatzes. Der neu entwickelte Alternativansatz ermöglicht somit eine einfache, schnelle und zuverlässige Berechnung der Formzahl bei kombinierter und einzelner Beanspruchung (Zug, Biegung, Torsion).The analytic solution of the stress concentration factor for the geometry shaft with shoulder fillet is determined with equivalent stresses (equivalent stress approach) or using an alternative approach which has been developed in this bachelor thesis. The equivalent stress approach assumes the calculation of the notch stress resulting from tensile and bending load and torque. Therefore the notch stress is determined with normal stress theory using the nominal stresses multiplied with their corresponding stress concentration factor and the circumferential stress resulting from notch effect. In general the circumferential stress is unknown. Therefore the accuracy of the equivalent stress approach was analysed by comparing the analytically calculated stress concentration factors with results from numeric calculation. The results show that the accuracy of the equivalent stress approach is sligthly improved considering the circumferential stress and is 3% neglecting the circumferential stress. Because of the poor improvement of accuracy the circumferential stress can be neglected. Regarding the geometry of sharp notches large deviations between FEM calculated stress concentration factors and stress concentration factors calculated according to DIN 743-2:2012-2 were observed. In order to analyse the accuracy of the equivalent stress approach correctly, alternative formulas for tensile and bending load and torque have been developed. The second part of the bachelor thesis contains the developement of the alternative approach for stress concentration factor calculation regarding a combined loading of tensile and bending load and torque. With multiple regression method a new function was found whose parameters are the nominal stresses and the geometry parameters. The relative accuracy of 4% is approximately as high as the accuracy of the equivalent stress approach. The alternative approach as a new simple, fast and reliable analytic calculation method can be used to calculate the stress concentration factor even for individual and combined loading (tensile and bending load and torque)
The opportunities of biodynamic lighting in homes for the elderly
No full textLight is an important factor for regulation of circadian, endocrine and metabolic processes in the human body. Through this light has a positive effect on cognition, on the stabilization of circadian rhythms and for general wellbeing. These effects are described as non-visual effects of light. Many dynamic lighting systems are already in use in workplaces and living spaces, aiming to address visual and also non-visual effects. In Europe and US the term “Human Centric Lighting” or abbreviated "HCL” was introduced, as a scientifically agreed concept on how to plan non-visual effects of artificial light in synergy with natural light. Older people, especially with neurological and psychological diseases can especially benefit from this lighting concept. However, in order to achieve the desired non-visual effects, certain conditions should be fulfilled. In Germany the DIN SPEC 67600 is a guideline for the design of biologically effective illumination, with examples for senior- and nursing homes. A goal of this evaluation was to check whether the recommendations of the specification DIN SPEC 67600 in three nursing homes were met and another goal was if effectiveness of the lighting on residents and nursing staff can be determined. Photometric measurements were taken and subjective perceived non-visual effects of light were surveyed using a questionnaire. Results: Although none of the three facilities met all the criteria of the DIN SPEC 67600 guidelines, non-visual lighting effects on residents and nursing staff could be detected. The results also indicate that careful attention should be paid on maintenance of HCL systems. The correct use of HCL solutions in homes for the elderly has opportunities to improve health status if the system is properly designed and maintained. Therefore next to the existing (non-visual) metrics and HCL design guidelines, guidelines for maintaining and regular inspections should be established
Ressourcenschonung durch Leimungsmittelreduzierung bei der Herstellung von Papier und Karton (ReLeiPa) : Abschlussbericht
Get PDFAbschlussbericht zu dem IGF-Vorhaben "Ressourcenschonung durch Leimungsmittelreduzierung bei der Herstellung von Papier und Karton (ReLeiPa)" der Forschungsstelle (Hochschule für Angewandte Wissenschaften München)
Lesbarkeits- und Wahrnehmungsuntersuchung von gedruckten Bedienungsanleitungen mittels Einsatz von mobilem Eye-Tracking
Get PDFIn Zeiten des technischen Fortschritts und der damit einhergehenden Vielschichtigkeit an Funktionen nimmt die Technische Dokumentation eine entscheidende Rolle ein. Für die Gewährleistung einer optimalen Handhabung von Bedienungsanleitungen bedarf es einer qualitativ hochwertigen konzeptionellen Gestaltung. Die angenommene Hypothese eines mangelhaften Umsetzens von gestalterischen Richtlinien im Design der Bedienungsanleitung bezieht sich auf bereits aufbereitete theoretische Auffassungen, die auf gestalterische Diskrepanzen hindeuten und vor allem in Szenarien mit geringer Lichtintensität entstehen. Zur Untermauerung dieser Aussage werden die theoretischen Ansätze, unter Anwendung einer empirischen Usability-Studie, überprüft. Zu diesem Zweck fungiert die Bedienungsanleitung eines Audi A6 aus dem Jahr 2006 als Untersuchungsobjekt. Dabei werden in einer Feldbeobachtung im Fahrzeug die Blickverläufe von eingesetzten Testpersonen mittels mobilem Eye-Tracking erhoben und ausgewer tet. In Korrelation mit Fragebögen zur Ermittlung der subjektiven Meinungsbilder zur Testausführung, sollen die objektiven Indikatoren des Eye-Trackings zusätzliche Ansätze für Gestaltungsdefizite liefern und die Qualität der Datenauswertung erhöhen. Daher trägt die Bachelorarbeit den Titel: „Lesbarkeits- und Wahrnehmungsuntersuchung von gedruckten Bedienungsanleitungen mittels Einsatz von mobilem Eye-Tracking.“In times of technical progress and, associated therewith, the diversity of functions, tech nical documentations play a decisive role. In order to safeguard an ideal use of operating instructions, a high quality conceptual design is required. The assumed hypothesis of a sparse implementation of directives regarding the design of the user manual refers to already established theoretical concepts that indicate creative discrepancies, especially when it comes to the readability in areas with lower light intensity. To emphasize this statement, theoretical approaches are monitored through an empirical usability study based on the user manual of the Audi A6 from 2006. The eye movements of the subjects are surveyed and analyzed by means of mobile eye-tracking in a field observation inside the vehicle. In correlation with surveys to determine the subjective understanding for testing procedures, objective indicators of eye-tracking are supposed to lead to addi tional approaches for creative deficits, and increase the quality of the data analysis. As a result, the title of this bachelor thesis is entitled “Readability and perception study of user manual by use of mobile eye tracking”
Equity-bond returns correlation and the bond yield : evidence of switching behaviour from the G7 markets
Get PDFThis paper examines the nature of the correlation between (real) equity and bond returns for the G7 markets. From the standpoint of established finance theory, we would expect a positive returns correlation, however, evidence has been presented to suggest that a negative correlation occurs over certain time periods. Using both panel and individual regression for the G7 markets we demonstrate that the correlation is itself positively correlated with the (real) bond yield. While a higher (lower) bond yield is generally associated with both falling (rising) equity and bond prices, a low and falling yield can cause bond prices to rise but equity prices to fall as it implies macroeconomic risk from potential deflation and economic stagnation. Furthermore, our results suggest that a real bond yield of less than 3 % is associated with a negative returns correlation. From an investor view point this suggests the potential for beneficial diversification, while also having implications for asset valuation.In diesem Beitrag wird die Korrelation zwischen den realen Aktienrenditen und denjenigen von Staatsanleihen innerhalb der G7-Länder analysiert. Die etablierte Finanzmarkttheorie lässt eine positive Korrelation der Renditen erwarten. Allerdings zeigt die empirische Evidenz das Auftreten einer negativen Korrelation während bestimmter Zeitabschnitte. Die Korrelation selbst weist einen positiven Zusammenhang mit der (realen) Anleiherendite auf. Zu diesem Resultat führt die Anwendung von Panel- sowie individuellen Regressionen innerhalb der G7-Märkte. Für gewöhnlich wird eine höhere (niedrigere) Anleihenrendite mit sowohl fallenden (steigenden) Aktien- als auch Rentenkursen in Zusammenhang gebracht. Allerdings können niedrige respektive fallende Renditen dazu führen, dass die Anleihepreise steigen, während die Aktienkurse nachgeben. Grund hierfür ist, dass eine solche Konstellation makroökonomische Risiken in Form einer möglichen Deflation und / oder wirtschaftlichen Stagnation impliziert. Darüber hinaus sprechen die Ergebnisse dafür, dass eine reale Staatsanleihenrendite von weniger als 3 % mit negativen Korrelationen der Renditen einhergeht. Aus Sicht eines Investors stützt diese Erkenntnis das Auftreten positiver Diversifikationseffekte bei niedrigem Realzins. Darüber hinaus hat sie Auswirkungen auf Bewertungsmodelle für Aktien und Anleihen
Aufbau eines Cavity-Ring-Down-Instrumentes zur Charakterisierung von hochreflektierenden dielektrischen Spiegeln
Get PDFIm Rahmen dieser Arbeit wird folglich ein Cavity-Ring-Down-Aufbau entworfen, installiert und in Betrieb genommen, um künftig auch werksintern kostengünstig und zeitnah die produzierten Optiken auf ihre Reflektivität hin untersuchen zu können. Im zweiten Schritt soll die Auswirkung der Substratrauigkeit auf den Herstellungsprozess der Spiegel und deren resultierende Reflektivitäten untersucht werden.The present thesis has the aim to design, install and put into operation a cavity ring-down setup, which allows cost-effective and quick reflectivity measurements for the produced lenses. In a second step, this study will analyse how the substrate roughness affects the production process of the mirrors and the resulting reflectivitie
Leimungswissen Harzleim-AKD-ASA : aus der Forschung für die Praxis
Get PDFDie Leimung, oder genauer ausgedrückt die partielle Hydrophobierung von Papieroberflächen oder Papierfaserverbunden, stellt einen entscheidenden Verfahrensschritt in der Wertschöpfungskette der Papierherstellung dar. Hierdurch können wesentliche Papiereigenschaften gesteuert werden - wie beispielsweise die Beschreib- und Bedruckbarkeit sowie die Saugfähigkeit, die für spätere Veredelungsprozesse eine wichtige Rolle spielen. Auch die Produktionsgeschwindigkeit des Papiers in der Papiermaschine kann bei wässrigen online Oberflächenbehandlungen durch die vorherige Leimung gesteigert werden.
Der folgende Vortrag zeigt zunächst, warum Papier geleimt wird und welche Eigenschaften durch die Leimung im Werkstoff Papier gesteuert werden können. Daran schließt sich die Beschreibung der unterschiedlichen eingesetzten Leimungsmittel und deren chemische Zusammensetzung an. Der Vortrag schließt mit einigen anwendungstechnischen Aspekten der Leimung
Evaluation of the Nells Park Hotel's 360° Führungs-Impuls-System (F.I.S.)
Get PDFDas Nells Park Hotel in Trier hat sich seit den 80er Jahren sehr positiv entwickelt. Die steigende Anzahl an Beschäftigten und Herausforderungen, vor die der Trierer Arbeitsmarkt gestellt wurde, verlangten nach einem strategischen Ansatz im Personalwesen. In Zusammenarbeit mit einer Personalberatung entwickelte das Nells Park Hotel daher das 360° Führungs-Impuls-System (F.I.S.), welches in der vorliegenden Arbeit evaluiert wurde. Um die Auswirkungen des F.I.S. auf die Motivation und die Bindung der Angestellten sowie die Positionierung des Nells Park Hotels am Arbeitsmarkt zu untersuchen, wurden qualitative Interviews mit zwölf Hotelangestellten und acht ExpertInnen geführt. Die Auswertung der Mitarbeiterinterviews ergab, dass sich das F.I.S. positiv auf die Motivation und die Bindung der Angestellten des Nells Park Hotels auswirkt. Dahin wirkende Determinanten der Motivation und der Bindung wurden identifiziert. Ebenfalls konnte er-mittelt werden, dass sich die Ergebnisse im Hinblick auf die Hierarchieebene der Angestellten unterscheiden. Des Weiteren wurden Zusammenhangshypothesen für die Durchführung einer sich anschließenden quantitativen Studie erstellt. Die Auswertung der Experteninterviews kam zu dem Ergebnis, dass sich das F.I.S. zudem positiv auf die Differenzierung des Nells Park Hotels vom Wettbewerb am Arbeitsmarkt auswirkt.
Die vorliegende Studie stellt eine der wenigen öffentlich zugänglichen und wissenschaftlich dokumentierten Evaluationen von strategischen HRM-Ansätzen in Unternehmen dar. Vorteilhaft erweist sich die vorliegende Studie nicht nur für das Nells Park Hotel, indem sie nachweist, dass das F.I.S. die gewünschten Ergebnisse erzielt. Ebenso können die hier gewonnenen Daten anderen Unternehmen als Unterstützung bei Investitions-entscheidungen im HRM und/oder als Grundlage für Evaluationen von HRM-Ansätzen dienen. Aufgrund der Verbindung des F.I.S. zum Nells Park Hotel sowie dessen Unternehmensgeschichte und -kultur können die Ergebnisse der Studie allerdings nicht uneingeschränkt auf andere Kontexte übertragen werden.The Nells Park Hotel in Trier was able to record notable progress in several fields during the last two decades. The constant increasing number of employees as well as challenges in Trier’s labor market required a strategic approach in Human Resources Management (HRM). In collaboration with a HRM-consultancy the Nells Park Hotel developed an innovative model, the 360° Führungs-Impuls-System (F.I.S.). The purpose of the current study is to evaluate this model. Qualitative interviews were designed and conducted to examine the effects of the F.I.S. on employee motivation and commitment as well as on competitive advantages. The results from the qualitative content analysis of twelve employee interviews show that there is a positive effect of the F.I.S. on employee motivation and commitment. Determinants of the objectives as well as distinctions in the results from employees of different hierarchical levels were identified. Correlation hypothesis for the measurement of the strengths of the effects in further examinations have been constructed. The results of the analysis of eight expert interviews indicate that the F.I.S. plays a role in the differentiation of the Nells Park Hotel among its competitors in the labor market. The dimension of this effect cannot be determined explicitly.
The current study represents one of the few publicly accessible and scientifically documented evaluations of a company´s strategic approach in HRM. It serves the Nells Park Hotel as evidence that the F.I.S. attains the desired effects. To other companies, it can be of use when deciding about investments in HRM or when evaluating their own strategic HRM approach.
However, due to the strong connection of the F.I.S. to the Nells Park Hotel as well as to its history and culture the results of the current study cannot be generalized
A systematic MEMS sensor calibration framework
Get PDFIn this paper we present a systematic method to determine sets of close to optimal sensor calibration points for a polynomial approximation.
For each set of calibration points a polynomial is used to fit the nonlinear sensor response to the calibration reference. The polynomial parameters are calculated using ordinary least square fit. To determine the quality of each calibration, reference sensor data is measured at discrete test conditions. As an error indicator for the quality of a calibration the root mean square deviation between the calibration polynomial and the reference measurement is calculated. The calibration polynomials and the error indicators are calculated for all possible calibration point sets. To find close to optimal calibration point sets, the worst 99% of the calibration options are dismissed. This results in a multi-dimensional probability distribution of the probably best calibration point sets.
In an experiment, barometric MEMS (micro-electromechanical systems) pressure sensors are calibrated using the proposed calibration method at several temperatures and pressures. The framework is applied to a batch of six of each of the following sensor types: Bosch BMP085, Bosch BMP180, and EPCOS T5400. Results indicate which set of calibration points should be chosen to achieve good calibration results
A Novel Method for Reducing the Sensitivity Deviation of MEMS Microphones by Programming
Get PDFThis paper describes a novel method for trimming a low noise, differential micro-electromechanical system (MEMS) microphone with a state of the art signal to noise ratio (SNR) of 66 dB(A) and a sensitivity of -38 dBV/Pa @ 1 kHz after completing the fabrication process. The method allows compensating the electroacoustic variations caused by process tolerances and reducing specification limits of the microphone sensitivity from ±3 dB to ±0.5 dB. Trimming is done by programming the bias supply voltage of the capacitive membrane-backplate-system and the gain factor of the output pre-amplifier. Microphone sensitivity can be modified within a range of 11.2 dB. Thus the standard deviation of the sensitivity of a production batch could be reduced from 0.97 dB to 0.11 dB. Furthermore the SNR could be increased to 66.5 dB(A)