University of Kaiserslautern
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Multi-physikalische Simulationskette für kurzfaserverstärkte Kunststoffzahnräder
Get PDFKurzfaserverstärkte Kunststoffzahnräder bieten viele Vorteile wie geringes Gewicht und niedrige Kosten, doch ihre Lebensdauervorhersage ist bisher unzuverlässig. Diese Arbeit stellt eine multiphysikalische Zahnradsimulation vor, die die Einflüsse von Belastung, Anisotropie, Verformung, Reibung, Temperatur und Verschleiß berücksichtigt. Hierzu werden die mechanischen, thermischen und tribologischen Kennwerte von PA46-GF30 experimentell ermittelt und in das Simulationsmodell überführt. Das entwickelte Modell koppelt eine Abwälzsimulation mittels Finite-Elemente-Methode mit einer lokalen Berechnung der Zahnreibungszahl, der Temperatur sowie einer iterativen Verschleißberechnung, wodurch die zeitlich aufgelöste Beanspruchung erfasst werden kann.
Das Modell wird anhand von Prüfstandsversuchen mit einer Stahl/PA46-GF30-Verzahnung validiert. Die Versuche tragen ebenfalls zur Erweiterung des aktuellen Wissensstands über faserverstärkte Kunststoffzahnräder bei, insbesondere hinsichtlich der Effizienz, der thermischen Belastbarkeit, der Verschleißmessung und der zugrundeliegenden Verschleißmechanismen.
Die Ergebnisse zeigen, dass Faktoren wie Reibung, anisotrope Materialeigenschaften, Belastungsgeschwindigkeit und plastische Verformung einen erheblichen Einfluss auf die mechanische Beanspruchung der Zahnräder haben. Insbesondere plastische Verformung, Reibung und Verschleiß führen zu signifikanten Erhöhungen der Spannungen und Temperaturen über der Laufzeit. Anisotropie im Material führt zu erhöhten Zahnfußspannungen. Weiterhin wird gezeigt, dass die mechanische Hysterese zu einer signifikanten Temperaturerhöhung führen kann
2D Pose Estimation vs. Inertial Measurement Unit-Based Motion Capture in Ergonomics: Assessing Postural Risk in Dental Assistants
Get PDFAbstract: The dental profession has a high prevalence of musculoskeletal disorders because daily working life is characterized by many monotonous and one-sided physical exertions.
Inertial measurement unit (IMU)-based motion capture (MoCap) is increasingly utilized for assessing workplace postural risk. However, practical alternatives are needed because it is time-consuming and relatively cost intensive for ergonomists. This study compared
two measurement technologies: IMU-based MoCap and a time-effective alternative, two-dimensional (2D) pose estimation. Forty-five dental assistant students (all female) were included (age: 19.56 ± 5.91 years; height: 165.00 ± 6.35 cm; weight: 63.41 ± 13.87 kg; BMI: 21.56 ± 4.63 kg/m2). A 30 s IMU-based MoCap and image-based pose estimation in the sagittal and frontal planes were performed during a representative experimental task. Data were analyzed using Cohen’s weighted kappa and Bland–Altman plots. There was a significant moderate agreement between the Rapid Upper Limb Assessment (RULA) score from IMU-based MoCap and pose estimation (κ = 0.461, pB = 0.006), but no significant poor agreement (p > 0.05) regarding the body regions of the upper arm, lower arm, wrist, neck, and trunk. These findings indicate that IMU-based MoCap and pose estimation moderately align when assessing the overall RULA score but not for specific body parts. While pose estimation might be useful for quick general posture assessment, it may not be reliable for evaluating joint-level differences, especially in body areas such as the upper extremities. Future research should focus on refining video-based pose estimation for real-time postural risk assessment in the workplace
Complexome profiling of the Chlamydomonas psb28 mutant reveals TEF5 as an early PSII assembly factor
Get PDFPSII assembly requires auxiliary factors, including Psb28. Although the absence of Psb28 in cyanobacteria has little effect on PSII assembly, we show here that the Chlamydomonas (Chlamydomonas reinhardtii) psb28 null mutant is severely impaired in PSII assembly, showing drastically reduced PSII supercomplexes, dimers, and monomers, while overaccumulating early PSII assembly intermediates reaction center II (RCII), CP43mod, and D1mod. The mutant had less PSI and more cytochrome b6f complex, its thylakoids were organized mainly as monolayers, and it had a distorted chloroplast morphology. Complexome profiling of the psb28 mutant revealed that THYLAKOID ENRICHED FRACTION 5 (TEF5), the homolog of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) PHOTOSYSTEM B PROTEIN 33/LIGHT HARVESTING-LIKE 8, comigrated particularly with RCII. TEF5 also interacted with PSI. A Chlamydomonas tef5 null mutant was severely impaired in PSII assembly and overaccumulated RCII and CP43mod. RC47 was not detectable in the light-grown tef5 mutant. Our data suggest a possible role for TEF5 in RCII photoprotection or maturation. Both the psb28 and tef5 mutants exhibited decreased synthesis of CP47 and PsbH, suggesting negative feedback regulation possibly exerted by the accumulation of RCII and/or CP43mod in both mutants. The strong effects of missing auxiliary factors on PSII assembly in Chlamydomonas suggest a more effective protein quality control system in this alga than in land plants and cyanobacteria
Orbital frontiers: harnessing higher modes in photonic simulators
Get PDFPhotonic platforms have emerged as versatile and powerful classical simulators of quantum dynamics, providing clean, controllable optical analogs of extended structured (i.e., crystalline) electronic systems. While most realizations to date have used only the fundamental mode at each site, recent advances in structured light – particularly the use of higher-order spatial modes, including those with orbital angular momentum – are enabling richer dynamics and new functionalities. These additional degrees of freedom facilitate the emulation of phenomena ranging from topological band structures and synthetic gauge fields to orbitronics. In this perspective, we discuss how exploiting the internal structure of higher-order modes is reshaping the scope and capabilities of photonic platforms for simulating quantum phenomena
The Hungry Daemon: Does an Energy-Harvesting Active Particle Have to Obey the Second Law of Thermodynamics?
Get PDFThought experiments like Maxwell’s Demon or the Smoluchowski–Feynman Ratchet can help in pursuing the microscopic origin of the Second Law of Thermodynamics. Here we present a more sophisticated mechanical system than a ratchet, consisting of a Hamiltonian (non-Brownian) active particle which can harvest energy from an environment which may be in thermal equilibrium at a single temperature. We show that while a phenomenological description would seem to allow the system to operate as a Perpetual Motion Machine of the Second Kind, a full mechanical analysis confirms that this is impossible, and that perpetual energy harvesting within a mechanical system can only occur if the environment has an energetic population inversion similar to a lasing medium
Unpacking PropTechs and IoT ecosystems: European insights with a novel business model taxonomy
Get PDFPurpose – PropTechs and IoT ecosystems are essential for transforming buildings into smart buildings to improve sustainability, optimise processes and transform the user experience of buildings. To gain insight into PropTechs, we develop a business model taxonomy of PropTechs offering solutions for the smart built environment. The paper also provides insights into the PropTech landscape and how to encourage the adoption of PropTech solutions.
Design/methodology/approach – We use an iterative, multi-method approach that includes a systematic literature review, an analysis of 90 PropTechs from Germany, Austria and Switzerland and 14 expert interviews.
Findings – The taxonomy comprises 16 dimensions, grouped into Value Proposition, Value Architecture, Value Network and Value Finance. Other findings highlight the growing importance of PropTechs in the real estate industry. Building owners are responsible for proactively adopting digital strategies to ensure adaptability, longterm value and sustainable retrofits. Similarly, PropTechs should engage service providers at an early stage and support product viability through vertical integration.
Practical implications – The taxonomy provides practitioners with a structured framework to analyse and differentiate PropTechs while helping them identify complementary solutions that contribute to a robust ecosystem.
Originality/value – This research offers a comprehensive and systematic foundation – previously lacking – for advancing knowledge of PropTechs and the technological evolution of buildings, thereby facilitating deeper understanding and supporting theory development
Die außergerichtlichen Streitbeilegungsinstrumente von Amazon und eBay - Lassen sich diese für den Vertrieb eines mittelständischen Unternehmens nutzbar machen?
Get PDFUnternehmen setzen vermehrt auf internes Online-Beschwerdemanagement, um gerichtlichen Auseinandersetzungen vorzubeugen. Auf diese Weise werden Beschwerden anhand standardisierter Entscheidungsmechanismen vollständig online bearbeitet. Bei diesen Entscheidungen wird nicht primär auf die traditionelle Gesetzgebung zurückgegriffen, sondern es erfolgt eine grundlegende Evaluierung durch die Mitarbeiter auf Basis von subjektiven Einschätzungen oder Meinungen, die individuelle Bewertungen und Werthaltungen widerspiegeln, also auf so genannten Werturteilen.
Hinzu kommt allem Anschein nach eine Verlagerung von den herkömmlichen Gerichten hin zu alternativen Streitbeilegungsmethoden (ADR = Alternative Dispute Resolution). Rechtssoziologen haben schon früh bezweifelt, dass es richtig sei, den Weg zu den Gerichten zu erleichtern. Würde es da nicht näher liegen, nicht mehr automatisch auf Gerichtsverfahren zur Lösung von Konflikten zu setzen, sondern eher auf informelle oder alternative Formen der Konfliktlösung zuzugreifen? Und so nimmt tatsächlich die Zahl der Gerichtsverfahren seit dem Jahr 2000 kontinuierlich ab.
Die Online-Streitbeilegungsverfahren der Handelsplattformen eBay und Amazon haben sich bereits fest etabliert. Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, ob sich die außergerichtlichen Streitbeilegungsinstrumente von Amazon und eBay für den Vertrieb eines mittelständischen Unternehmens nutzbar machen lassen
Synthesis and biological evaluation of non-natural analogues of nitro-fatty acids
Get PDFNitroalkene fatty acids, so-called nitrated or nitro-fatty acids (NO2-FAs or NFAs), and the corresponding nitrated lipids are naturally occurring electrophiles. They are produced by the nitration of unsaturated fatty acids with nitric oxide-derived radicals, especially during inflammation processes. Nitro-fatty acids have emerged as a novel class of signaling molecules with strong anti-inflammatory and also anti-tumorigenic effects. As potent electrophiles, NFAs mainly act by post-translational modification of proteins through the addition of nucleophilic amino acid side chains to reactive nitroolefin. Within the framework of this doctoral thesis, it was possible to synthesize non-natural analogues of nitro fatty acids containing different electron-withdrawing groups incorporated into the fatty acid chain in proximal (part I) and distal (part II) position to the terminal carboxyl group via alkyne-based approach (Scheme). Using this novel approach, we could synthesize a library of around 30 novel structurally diverse electrophilic fatty acids
Prüfung und Simulation von Radialwellendichtringen bei tiefen Temperaturen
Get PDFRadialwellendichtringe (RWDR) werden zum Abdichten von rotierenden Wellen verwendet. Ihre Aufgabe besteht zumeist in der Verhinderung des Austritts von Schmierstoff bei gleichzeitiger Unterbindung von Schmutz- und Fremdpartikeleintrag. In modernen Antriebssträngen unterliegen diese weit verbreiteten Dichtungen einem breiten Temperatureinsatzbereich, kleinen wie großen Drehzahlen und Wellenvibrationen, wobei die generelle Erwartungshaltung besteht, dass die RWDR die komplette Lebensdauer der Maschine überstehen.
Bei tiefen Temperaturen verlieren Elastomerwerkstoffe, aus denen die Dichtkanten von RWDR ausgeführt sind, ihre für die Dichtfunktion wichtigen Materialeigenschaften. Das komplexe Zusammenspiel aus reibungsbedingter Eigenerwärmung der Dichtung, Versteifung und zunehmender Dämpfung der Elastomere sowie arbeitspunktabhängigen Störgrößen wie Rundlauftoleranzen sind bisher bei tiefen Temperaturen (z.B. Fluorkautschuk -6°C, Nitrilkautschuk -22°C) nur unzureichend erforscht.
Diese Arbeit widmet sich diesem Themenkomplex, indem Bauteilversuche bei tiefen Temperaturen sowohl mit als auch ohne Rotation durchgeführt werden, um die Überlagerung der einzelnen Wirkmechanismen auszuschließen und Einblicke in das Verhalten der Dichtung zum Startzeitpunkt geben zu können. Darüber hinaus werden Simulationsmodelle bezüglich des Verhaltens der Dichtung bei Wellenvibrationen präsentiert und auf ihre Eignung hin geprüft. Zusätzlich werden weitere Simulationen und Berechnungsansätze vorgestellt, um das Verhalten von RWDR bei tiefen Temperaturen analysieren zu können
Resonante Begegnungsgestaltung als pädagogische Haltung in der Erwachsenenbildung: Haltung, Reflexion und Achtsamkeit als Schlüssel?
Get PDFDie vorliegende Arbeit mit dem Titel „Resonante Begegnungsgestaltung als pädagogische Haltung in der Erwachsenenbildung: Haltung, Reflexion und Achtsamkeit als Schlüssel?“ untersucht die Bedeutung von Haltung, Reflexion und Achtsamkeit in der Erwachsenenbildung. Ziel der Arbeit ist es, ein tieferes Verständnis für die Gestaltung von Lernbegegnungen zu entwickeln, die auf Resonanz und Anerkennung basieren.
In der Einleitung werden die erkenntnisleitenden Interessen und Ziele der Arbeit skizziert, gefolgt von einer theoretischen Einordnung der zentralen Begriffe. Der Abschnitt über Haltung beleuchtet soziologische Perspektiven und die Haltungsbegriffe namhafter Theoretiker wie Christina Schwer und Julius Kuhl. Es wird aufgezeigt, wie Haltung in modernen Gesellschaften entsteht und welche Rolle das dialogische Prinzip von Martin Buber dabei spielt.
Die theoretischen Ansätze zur pädagogischen Begegnung, insbesondere das Resonanzkonzept von Hartmut Rosa und das Anerkennungskonzept von Wolfgang Müller-Commichau, werden eingehend analysiert. Diese Konzepte bieten wertvolle Einsichten in die emotionalen und körperlichen Welterfahrungen, die für eine gelingende Lernbeziehung entscheidend sind.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Selbst und der Selbstreflexion, wobei die Theorie der Entwicklungsstufen des Selbst von Robert Kegan herangezogen wird. Achtsamkeit wird als essentielle Haltung und Praxis in der Erwachsenenbildung betrachtet, wobei Aspekte wie Aufmerksamkeit, Präsenz und Selbstreferenz thematisiert werden.
Abschließend wird die Bedeutung von Atmosphären als Lernumgebungen hervorgehoben und es werden Fragmente der Erkenntnisse präsentiert, die als Schlüssel zu Resonanz und Anerkennung in der Erwachsenenbildung fungieren. Die Arbeit schließt mit einem Fazit und einem Ausblick auf zukünftige Entwicklungen in diesem Bereich.
Diese Untersuchung leistet einen wertvollen Beitrag zur Diskussion über die Gestaltung von Lernprozessen, die nicht nur Wissen vermitteln, sondern auch die persönliche und soziale Entwicklung der Lernenden fördern