254 Works

Computergestützte Verdichteroptimierung mit Hilfe von MATLAB: Entwicklung eines Expertentools

Dennis Kaczmarek & Armin Lohrengel
In Zusammenarbeit mit dem Industriepartner DEWA Engineering und Anlagenbau GmbH entwickelt das Institut für Maschinenwesen ein Expertentool in MATLAB für eine neuartige Verdichtertechnik. Das Expertentool soll im ersten Schritt ermöglichen, verschiedene Baugrößen des Verdichters simulativ in Bezug auf unterschiedliche Betriebsgrößen abzubilden. Im zweiten Schritt soll die Software so konzipiert werden, dass ideale geometrische Zusammenhänge gefunden und darauf aufbauend eine Baureihenentwicklung entstehen soll. Neben der programm-technischen Entwicklung entsteht parallel ein Prüfstand, welcher zur Verifizierung der Software...

Experimentelle Untersuchung von Zahnwellenprofilen unter Torsionsbelastung

F. Mörz & G. Schäfer
Im Rahmen des FVA Forschungsprojektes 742: Zahnwellenprofiloptimierung (IGF-Vorhaben Nr. 18406 BG) wurden am Institut für Maschinenwesen umfangreiche numerische und experimentelle Untersuchung von Zahnwellenprofilen durchgeführt. Der nachfolgende Artikel soll einen kleinen Einblick in die experimentellen Untersuchungen geben.

Price Formation of Exhaustible Resources: An Experimental Investigation of the Hotelling Rule

Christoph Neumann & Mathias Erlei
In 1931 Harold Hotelling published his seminal contribution to the economic theory of exhaustible resources. His major insight states that the prices of exhaustible resources - more specifically the scarcity rent - will rise at the rate of interest, and consumption will decline over time. The equilibrium implies social optimality. However, empirical analysis shows that market prices of exhaustible resources rarely follow the predicted pattern. Yet our experimental investigation provides support for the position that...

Bounded rationality in principal-agent relationship

Mathias Erlei & Heike Schenk-Mathes
We conducted six treatments of a standard moral hazard experiment with hidden action. All treatments had identical Nash equilibria. However, the behavior in all treatments and periods was inconsistent with established agency theory (Nash equilibrium). In the early periods of the experiment, behavior differed significantly between treatments. This difference largely vanished in the final periods. We used logit equilibrium (LE) as a device to grasp boundedly rational behavior and found the following: (1) LE predictions...

Storage of gases in deep geological structures$dspatial and temporal hydrogeochemical processes evaluated and predicted by the development and application of numerical modeling

Christina Hemme
Storage of carbon dioxide and hydrogen in depleted hydrocarbon reservoirs and natural gas storage in salt caverns trigger hydrogeochemical processes which can lead to a loss of the stored gas, a change in the gas composition, and a loss of the sealing capacities of the cap rock. In this study, these different hydrogeochemical processes will be identified, quantified by 1D and 3D reactive mass transport models, and predicted in terms of their spatial-temporal development based...

Diffusion in amorphen LixSi-Dünnschichten als Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Akkumulatoren: Einfluss des Sauerstoffgehalts

F. Strauß, H. Schmidt & Institut Für Metallurgie Fakultät Für Natur- Und Materialwissenschaften
Lithium-Silizium-Verbindungen sind vielversprechende Kandidaten für Anwendungen als negative Elektroden in Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Um die Prozesse in den Elektroden zu verstehen, ist eine Kenntnis der ablaufenden atomaren Lithium-Trans-portvorgänge in diesen Materialien von besonderem Interesse. Hierbei ist die Diffusion unter anderem wichtig für die Betrachtung von Lade- und Entladeraten und die maximal erreichbare spezifische Kapazität. Zur experimentellen Charakterisierung der Li-Diffusion wurden LixSi-Schichten abge-schieden. Die Abscheidung erfolgte durch reaktives Co-Sputtern von Targets aus ele-mentarem Li und Si, deren Flächenverhältnis...

Experimental hydrothermal alteration of carbonaceous chondrites and their meaning for Ceres’ brine composition

Tanja Schäfer
Die vorliegende Arbeit ist im Rahmen der Raumfahrtmission Dawn zum Zwergplaneten Ceres entstanden. Angezeigt durch seine Gestalt und Schweredaten wird vermutet, dass auf diesem Körper eine Differentiation zwischen Eis und Gesteinsmaterial stattgefunden hat. Durch das Auftreten von hellen Flecken, sog. Faculae, an der insgesamt extrem dunklen Oberfläche von Ceres, konnte die Existenz von salinaren Lösungen nachgewiesen werden, die eindeutig mit endogenen Prozessen in Verbindung stehen. In dieser Arbeit wurden hydrothermale Alterationsversuche an undifferenziertem meteoritischen Material...

Untersuchungen zur Wechselwirkung von Polymerschmelze mit Metalloberflächen im Bereich der Kunststoffverarbeitung

M. Sonnenberg, R. Gustus & Wolfgang Maus-Friedrichs
In der Kunststoffverarbeitung wurde im Jahre 2012 in Deutschland ein Umsatz von 56 Milliarden Euro erwirtschaftet. Einen wichtigen Bereich der Kunststoffverarbeitung stellt dabei der Extrusionsprozess dar. Beim Extrusionsprozess werden Extruder zum Aufschmelzen von Kunststoffgranulat eingesetzt. Mit Hilfe eines anschließenden Werk-zeuges erfolgt die Formgebung der erkaltenden Kunststoffschmelze. Bei der Verarbei-tung von Kunststoffgranulat in Extrudern wird häufig eine Belagbildung- bzw. Stippen-bildung beobachtet. Durch die Belag- und Stippenbildung kommt es während der Pro-duktion zu einem Qualitätsabfall des extrudierten...

Entwurf, Simulation und Optimierung mehrkamerabasierter 6D-Pose-Messsysteme robotergestützten Koordinatenmesstechnik: zur Verringerung der Positionsunsicherheit in der

Michael Kreutzer
Robotergestützte Koordinatenmesssysteme haben gegenüber klassischen Koordinatenmessgeräten viele Vorteile. Zum Beispiel die gute Integrierbarkeit in Produktionslinien und die hohe Beweglichkeit des Roboterarms, sowie die relativ niedrigen Investitionskosten. Jedoch liegt die Positionsunsicherheit eines Industrieroboters auch nach einer Kalibrierung weit über der eines typischen Koordinatenmess-geräts. Das Einsatzgebiet bleibt darum auf Messanwendungen mit geringen Genauigkeitsanforderun-gen beschränkt. Abhilfe können externe kamerabasierte Zusatzmesssysteme zur Lagebestimmung der Roboter-hand und des eingesetzten Koordinatenmesskopfs schaffen, wie sie teils auch zur Roboterkalibrierung eingesetzt werden. Marktübliche...

Untersuchung an Laufflächen von Druckkammlagern im Mischreibungsgebiet

Marcel Heß
Um das Verhalten von Druckkammlagern unter Mischreibungsbedingungen beschreiben zu können, werden derzeitig Verschleißuntersuchungen am IMW durchgeführt. Erste Ergebnisse deuten auf eine große Signifikanz der betrachteten Gestaltungsparameter hin. Die bisher beobachteten Ausfälle lassen sich anhand des Ausfallverhaltens und der aufgetretenen Schadensbilder in zwei Klassen einteilen, die hier vorgestellt werden. Zur Erfassung der Verschleißwirkung auf Durchläufer wurde ein auf Profilmessschrieben basierendes Bewertungskonzept erarbeitet, welches zukünftig für einen quantitativen Vergleich der Verschleißresistenz ermöglichen soll.

Entwicklung, Modellierung und Validierung von integrierten kontinuierlichen Gegenstrom-Chromatographie-Prozessen

Steffen Zobel-Roos
Das Ziel dieser Arbeit war die Evaluierung neuer, kontinuierlicher Chromatographieprozesse für den Einsatz bei der Aufreinigung biopharmazeutischer Produkte. Als typischer Vertreter dieser Gruppe wurde Immunglobulin G als Testsubstanz gewählt. Es sollten Prozesse basierend auf klassischer, partikulärer Chromatographie als auch membrangestützte Anwendungen untersucht werden. Für partikuläre Chromatographie wurde, ausgehend von der klassischen SMB, ein neues Verfahrenskonzept entwickelt. Dazu wurde zunächst eine Einsäulen SMB Analogie entworfen. Darauf aufbauend, und zur Ermöglichung von Gradiententrennungen, wurde die Einsäulen SMB...

Neuer Ansatz für die Vorverarbeitung von Bilddaten mittels Umsetzung der retinalen Informationsweitergabe in ein potentialorientes Neuronen-Modell

Sabine Bohlmann
In der vorliegenden Arbeit wurde ein generelles Modell der visuellen Signalverarbeitung und -interpretation hergeleitet, zur Realisierung einer Vorverarbeitung von Bilddaten in einen bionischen Algorithmus überführt und anhand von simplen und komplexen Testobjekten evaluiert. Den aktuellen neurobiologischen Grundlagen des Lichtsinns folgend, konnten mittels dieses Modells generelle retinale Prozesse bzgl. der Rauschunterdrückung, Kontrastverstärkung und Kantendetektion identifiziert und in einem C++-basierten Algorithmus umgesetzt werden, ohne auf nummerisch aufwändige Standardverfahren der Bildverarbeitung zurückgreifen zu müssen. Als Kernaussage konnte schlüssig...

Interdisziplinäres Projekt TUCreate: Süßes gegen Credit Points

Raphael Rehmet & Phillip Wallat
Die Werkstätten von TUCreate haben in diesem Semester ein interdisziplinäres Projekt ins Leben gerufen, das die Dienstleistungen der Werkstätten unter den Studierenden bekannter machen soll. Dabei können die Teilnehmer Leistungen ihres Curriculums mit der Arbeit am interdisziplinären Projekt ablegen.

Institutsmitteilung 2016

Armin Lohrengel & Norbert Müller

Prozessmodellierung in der Hochtemperaturverfahrenstechnik

Jens Wendelstorf
Die digitale Transformation (Industrie 4.0) hat auch den Industrieofenbau und die Thermoprozesstechnik erfasst. Das Anlagenengineering erfordert zunehmend den Einsatz von CAE-Techniken, und die Automatisierungstechnik nutzt längst alle verfügbaren Informationstechnologien. Als Bindeglied zwischen Informationstechnologie, Anwendung und Wissenschaft lässt sich das in diesem Beitrag diskutierte Konzept der Prozessmodellierung betrachten. Moderne Softwaresysteme liefern die Werkzeuge zur effizienten Implementierung von Prozessmodellen. Universelle Softwarewerkzeuge zur Parametrierung und Validierung der Modelle lassen sich unabhängig vom konkreten Prozess erstellen. Die Wissenschaft stellt...

Ein Beitrag zur Optimierung der Rotorblätter von Windenergieanlagen

Frank Kortenstedde
Die Strömung an Rotorblättern von Windenergieanlagen mit horizontaler Achse ist durch dreidimensionale, instationäre Effekte geprägt. Aus strukturell bedingten Gründen werden im Rotorblattwurzelbereich Profile mit dicker Hinterkante eingesetzt, was aus aerodynamischer Sicht nicht optimal ist. Die entstehende Radialströmung von der Rotorblattwurzel in Richtung der Blattspitze verringert die Effizienz von Windenergieanlagen mit konventionellen Rotorblättern. Neben der in dieser Arbeit im Rahmen eines Projektes mit einem Industriepartner entwickelten „Splitflap“ werden weitere Strömungselemente für das Rotorblatt untersucht und optimiert....

Zeitverhalten und Einflussgrößen von applizierten Klebstoffschichten zwischen mehrschnittigen Fügepartnern beim Widerstandspunktschweißen

S. Brechelt, H. Wiche, V. Wesling & Institut Für Schweißtechnik Und Trennende Fertigungsverfahren Fakultät Für Mathematik/Informatik Und Maschinenbau
Mit den zunehmenden Anforderungen an die Festigkeit, Steifigkeit sowie an die Crash-sicherheit bei automobilen Stahlkarosserien sind zusätzliche Klebstoffapplikationen zwischen den einzelnen Blechebenen heute ein gängiges Verfahren. Diese Klebstoffe weisen auch bei niedrigen Temperaturen und hohen Umformgeschwindigkeiten ein zäh-hartes Werkstoffverhalten auf. Durch dessen Anwendung und der daraus folgenden Ausweitung der Leistungsfähigkeit moderner Karosserien, können Querschnitte von profilierten Blechplatinen oder Tailored-Blanks geringer bemessen werden. In Folge dessen entsteht ein großes Potential in den Bereichen von Insassensicherheit, Gewichts-optimierung...

Charakterisierung hybrider Komposit-Metall-Strukturen: Ermittlung einer Prüfmethode

H. Wehbe, M. Kandula, S. Hartwig & K. Dilger
Politische Anforderungen an striktere Abgasemissionen und der Elektrifizierungswille im Mobilitätssektor treiben das Bestreben nach Leichtbaustrukturen weiter an. Eine Möglichkeit, Leichtbau zu betreiben, ist das Anbringen von sogenannten Patches aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) zur lokalen Verstärkung des Metalls. Dabei wird ein FVK-Tape aus thermoplastischer Matrix und kontinuierlichen, unidirektionalen Fasern mit entsprechender Faserorientierung durch das wärmeunterstützte Pressfügen mit dem Metall vereint. Potenzielle Einsatzgebiete derartiger Hybridstrukturen sind die B-Säule als Strukturelement oder Beplankungselemente (Motorhaube etc.) als semi-strukturelle Bauteile,...

Fräsen versus Erodieren: Schwingfestigkeitseinfluss

G. Schäfer
Das Institut für Maschinenwesen (IMW) untersucht Profilwellenverbindungen bezüglich ihres Verschleiß- und Tragfähigkeitsverhaltens numerisch und experimentell. Für die flexible Fertigung von Profilvarianten wird seit Anfang 2017 auch eine eigene Drahterodiermaschine eingesetzt. Vergleichsversuche mit klassischen Profilformen zeigen einen deutlichen negativen Einfluss des Drahterodierens auf die Dauerfestigkeit der Bauteile.

Entwicklung eines Verfahrens zur Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften gasgetragener Partikel auf Basis der Photoemission

Jannis Röhrbein
Die Oberflächeneigenschaften von partikulären Stoffsystemen beeinflussen verschiedene Pulvereigenschaften wie Fließfähigkeit, Dispergierbarkeit, Kompressibilität und allgemeine chemische Eigenschaften wie z. B. die katalytische Aktivität. Diese Eigenschaften sind von erheblichem Interesse für die Handhabung und Charakterisierung dieser Materialien. Die Oberflächen von gasgetragenen Partikeln können auf verschiedene Arten modifiziert werden: Neben einer chemischen Oxidation kann ein Kondensationsprozess verwendet werden, um Material auf ihrer Oberfläche abzulagern. Wenn diese Kondensationsprozesse untersucht werden sollen, ist es wichtig die Partikelumgebung während der Analyse...

Berechnung querbelasteter Schraubenverbindungen

Sebastian Hofmann
Die Querbelastung von Schrauben stellt im klassischen Maschinenbau eine der typischen Belastungsarten für Schraubenverbindungen dar. Für die Berechnung dieser Belastungssituation bzw. Schraubenverbindungen im Allgemeinen existieren verschiedene Richtlinien und Normen. Im folgenden Artikel sollen einige davon bezüglich ihrer Aussagen für den Berechnungsfall der Querbelastung vorgestellt werden.

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