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Verbesserungspotentiale in der Fahraufgabe durch variable Raddrehmomente am Beispiel mobiler Arbeitsmaschinen
No full textMobile Arbeitsmaschinen haben neben der Fahraufgabe eine oder mehrere Arbeitsaufgaben
zu erfüllen. Die für diese beiden oder mehr Aufgaben notwendigen
Funktionen werden über jeweils mindestens ein Antriebssystem angetrieben
und können in jedem dieser Antriebsstränge eine signifikante Leistung
entfalten. Die stetigen Bemühungen, Verluste zu reduzieren und die Funktionalitäten
der Antriebsstränge zu erweitern, bedeuten für die Fahrantriebe von
mobilen Arbeitsmaschinen, neben der reinen Effektivitätssteigerung und auch
die Optimierung der Traktion.
In der vorliegenden Arbeit wird eine elektrohydraulisch ansteuerbare Einheit,
ein sogenannter Torquesplitter (TS), analysiert und als Demonstrator auf einem
speziellen Prüfstand validiert. Dabei werden zur Optimierung des Torquesplitters
verschiedene Simulationsmodele und die Hardware-in-the-Loop –
Methode (HiL) appliziert.
Der entwickelte Torquesplitter kann in jedem Antriebsrad platziert werden und
ermöglicht eine flexible, vollvariable Einzelsteuerung und damit auch flexible
Drehmomentverteilung aller Antriebsräder. Diese technische Lösung kann auf
eine beliebige Anzahl der Antriebsräder erweitert werden.
Um die Verbesserungspotentiale bei Maschinen mit verschiedenen Antriebssystemen
abschätzen zu können wird die HiL-Methode an die Anforderungen
der mobilen Arbeitsmaschinen (MOBiL – Mobile Arbeitsmaschine–in-the-
Loop) adaptiert. Mit Hilfe dieser Methode werden verschiedene Fahrszenarien
und Arbeitsaufgaben von Maschinen dargestellt und es werden signifikante
Verbesserungspotentiale der Fahr- und Arbeitsabläufe im Hinblick auf Sicherheit
und Prozesseffizienz nachgewiesen.
Die Vorteile der Einzelradsteuerung bezüglich der Querführung werden in
Kombination mit Regelungsalgorithmen an einem Fahrzeugmodell mit Knicklenkung
demonstriert
Physics Potential, Accelerator Options, and Experimental Challenges of a TeV-Scale Muon-Ion Collider
No full textA TeV muon-ion collider could be established if a high energy muon beam that is appropriately cooled and accelerated to the TeV scale is brought into collision with a high energy hadron beam at facilities such as Brookhaven National Lab, Fermilab, or CERN. Such a collider opens up a new regime for deep inelastic scattering studies as well as
facilitates precision QCD and electroweak measurements and searches for beyond Standard Model physics, in an alternative and complementary way to the proposed LHC-electron collider. We discuss the potential physics program of a muon-ion collider and summarize some accelerator
options. We also explore some of the associated experimental
challenges to be addressed and the requisite detector performance, including initial studies of a forward muon spectrometer design applicable for a muon-ion or muon-muon collider experiment
Prospects of a composition-enhanced search for large-scale anisotropy with the Pierre Auger Observatory
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Photoreactivity of Norrish Type Photoinitiators for 3D Laser Printing via First Principles Calculations
Get PDFIn the rapidly evolving field of 3D laser nanoprinting, achieving high resolution and high printing speed relies heavily on the effective use and design of sensitive photoinitiators. However, their photoreactivity is hitherto not well described. This study investigates the photochemical and photophysical characteristics of a high-performing Norrish Type II photoinitiator (2E,6E)-2,6-bis(4-(dibutylamino)benzylidene)-4-methylcyclohexanone, known as BBK, as well as commonly employed Norrish Type I photoinitiators: Irgacure 651, Irgacure 369. Using quantum mechanical calculations, multiphoton absorption, the formation of the excited states, and the radical formation mechanisms most probably involved in the initiation of free radical polymerization are examined. Their relation to the observations during 3D printing experiments is discussed, aiming to uncover the molecular foundations behind varying performances of photoinitiators. Bond dissociation energies and energy barriers for bond cleavage of Irgacure photoinitiators are demonstrated to confirm radical formation in the lowest triplet state, whereas this pathway is shown to be less probable for BBK. The radical polymerization initiation upon absorption from the triplet manifold of BBK and reactions with pentaerythritol triacrylate (PETA) monomers are described. Deactivation pathway via reversible intersystem crossing, as well as the photoactivation characteristics, are compared with relation to the 7-diethylamino-3-thenoylcoumarin (DETC) photoinitiator
Analysis of constitutive relations in the phase field approach to brittle fracture and its application to Hertzian indentation fracture
Get PDFDie Phasenfeldmethode zur Beschreibung von komplexen statischen und dynamischen Bruchvorgängen hat stetig an Bedeutung gewonnen, einschließlich der Bildung von Rissen und der Bestimmung unbekannter Risspfade. Die glatte Approximation von Rissen durch die Einführung eines zusätzlichen skalarwertigen Feldes, des Phasenfeldes, und die sukzessive Reduktion der Materialsteifigkeit ohne die Notwendigkeit, die genaue Position des Risses zu verfolgen, sind die Hauptmerkmale der Methode, die zu netzunabhängigen Lösungen führen soll. Die derzeitigen Ansätze weisen jedoch zwangsläufig einige Einschränkungen auf, die nicht offensichtlich zu sein scheinen und daher in vielen Untersuchungen vernachlässigt werden. Die in dieser Dissertationsschrift vorgestellten Untersuchungen konzentrieren sich auf die Analyse der Methode und erörtern spezifische konstitutive Ansätze, die im Zusammenhang mit der Methode stehen. Zum Beispiel erfasst die Annahme einer isotropen Degradation der Steifigkeit durch den skalaren Phasenfeldparameter nicht die durch einen makroskopischen Riss erzeugte Anisotropie und schränkt den Anwendungsbereich stark ein. Die weit verbreiteten Zug-Druck-Zerlegungen verletzen die spezifischen Randbedingungen an Rissen, wie z.B., dass Oberflächen frei von Zugspannungen sein müssen, und führen darüber hinaus wieder eine Abhängigkeit von der Ausrichtung des Netzes ein. Um Rissrandbedingungen zu erfüllen muss die Phasenfeldmethode modifiziert werden, indem die Orientierung des Risses berücksichtigt wird.
Als zweites Thema wird das Problem des Hertz\u27schen Kegelrisses in spröden Festkörpern mit zwei verschiedenen Ansätzen betrachtet. Zunächst wird das Konzept der finiten Bruchmechanik angewendet, um die Rissbildung von einer ursprünglich defektfreien Oberfläche aus zu untersuchen. Die Methode geht von der spontanen Bildung eines kleinen, aber endlich langen Risses aus und verwendet sowohl ein spannungsbasiertes als auch ein energetisches Bruchkriterium. Bei der Bewertung des energetischen Teils des Bruchkriteriums werden ein semi-analytischer und ein numerischer Ansatz verglichen, wobei letzterer auf Simulationen mit einer gewöhnlichen Finite-Elemente-Methode basiert. Die Funktionsweise des hybriden (zweiteiligen) Kriteriums bei der Anwendung auf den Kegelriss wird analysiert, darüber hinaus wird dessen Vorhersagefähigkeit durch den Vergleich mit experimentellen Ergebnissen aufgezeigt. Anschließend wird die Entstehung und das anschließende Wachstum von Rissen, welche durch Eindruckbelastung auf spröde Festkörper verursacht werden, mit Hilfe der Phasenfeldmethode ganzheitlich untersucht. Während diese Methode auf den ersten Blick ein vielversprechendes Werkzeug für die Behandlung von Problemen wie dem vorliegenden zu sein scheint, einschließlich der Simulation der Rissbildung bei fehlendem Anfangsriss, offenbart die tatsächliche Anwendung eine Reihe von kritischen Punkten. Die Unzulänglichkeiten gängiger Phasenfeldmodelle, welche auf einer variationellen Struktur beruhen, zur Simulation von Bruchvorgängen werden veranschaulicht und geeignete Modifikationen diskutiert, die der Methode -- zumindest bis zu einem gewissen Grad -- die Simulation von Kegelrissen erlauben. Besonders hervorgehoben wird die Bedeutung der Zugfestigkeit und der Bruchzähigkeit des Materials als unabhängige physikalische Größen, die für die quantitative Beschreibung der Rissbildung maßgeblich sind. Die numerischen Vorhersagen werden mit Ergebnissen der finiten Bruchmechanik sowie mit experimentellen Erkenntnissen aus der Literatur verglichen
A grid-level fixed-asset model developed for China from 1951 to 2020
Get PDFTo better aid quick and accurate assessment of economic loss after the occurrence of future damaging earthquakes, we developed a grid-level fixed-asset model for China covering the period from 1951 to 2020. The modelling process can be divided into two stages: (1) the compilation of provincial-level fixed-asset data series using the perpetual inventory method (PIM) and fixed-asset-related statistics and (2) the disaggregation of provincial-level fixed assets into grid-level assets (1 km×1 km resolution) using different combinations of remote sensing ancillary data (i.e. nighttime light, built-up surface area, population) for different periods, considering their temporal availability. As of 2020, the total estimated value of fixed assets in China reached CNY 589.31 trillion (at 2020 price levels). Consistency checks have been performed by comparing our modelled fixed assets with those from other studies and data sources at different administrative levels, and good consistency has been achieved. An application to the direct economic loss estimation of the 2023 Ms 6.2 Jishishan Earthquake that occurred in Gansu Province, China, is also presented to demonstrate the potential of the developed fixed-asset data for future damaging earthquake loss estimation in China. In conclusion, the limitations of the developed fixed-asset model are discussed to shed light on directions for future improvement. The modelled grid-level fixed-asset maps from 1951 to 2020 can be conveniently extended to more recent years as new statistics on fixed assets become available