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Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit den Auswirkungen des Stirnplanfräsens auf den Eigenspannungszustand in der Oberflächengrenzschicht von Prüfstücken aus dem unlegierten Vergütungsstahl C45. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Bewertung der Zusammenhänge zwischen relevanten Fertigungsparametern und der sich einstellenden Charakteristik des Randzonenbereichs. Die Ermittlung des Eigenspannungszustands wurde hierbei unter Zuhilfenahme der Messmethodik des Bohrlochverfahrens durchgeführt. Auf der Grundlage der erzielten Erkenntnisse erfolgte ebenfalls eine Analyse der verwendeten Werkzeugmaschine auf ökonomischer Ebene. Einen weiteren zentralen Bestandteil dieser Arbeit bilden die sich anschließenden Langzeituntersuchungen, welche sich am Vorgehen sowie den Randbedingungen einer spanenden Bearbeitung aus der Praxis orientieren. Erneut steht dabei der sich ausbildende Spannungszustand im Randzonenbereich der C45-Proben im primären Fokus. Am Ende dieser wissenschaftlichen Arbeit steht die ausführliche Zusammenfassung aller gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnis sowie deren Zusammenhänge und Ableitungen der bearbeiteten Forschungsthematik
Inhalt dieser Untersuchung ist die Erarbeitung prinzipieller Maßnahmen zur Umsetzung der Anforderungen an die raumakustische Qualität von typischen Ausbauformen von Büroflächen nach der deutschen Richtlinie zur Büroakustik VDI 2569. Dazu werden Berechnungsmethoden der geometrischen Akustik inklusive einiger wellenbasierter Erweiterungen angewandt.
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Konstruktiven Gestaltung eines additiv gefertigten Bauteiles. Zu Beginn wird untersucht, welche Prozessparameter bei der Fertigung die höchste Dichte aufweisen. Für die Analyse des Bauteiles wurde eine FEM Simulation durchgeführt. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind in die Konstruktive Optimierung mit eingegangen. Die gewonnenen Parameter aus der Dichtemessung sind in die Fertigung eingegangen.
Nach dem aktuellen Stand der Technik werden Bau-Schalldämm-Maße gemäß DIN EN ISO 16283-1 meist mittels stochastischen Anregungssignalen wie rosa Rauschen über die Ermittlung von Sende- und Empfangspegel bestimmt. Für hochschalldämmende Bauteile wie sie im Studiobau häufig vorkommen, stößt dieses Verfahren jedoch an seine Grenzen. In DIN EN ISO 18233 wird ein alternatives Messverfahren zur Bestimmung der Schallübertragung zwischen zwei Räumen basierend auf Sinus-Sweeps beschrieben. Welche Möglichkeiten dieses Verfahren für die Bestimmung der Luftschalldämmung hochschalldämmender Bauteile bietet, wird in dieser Arbeit genauer untersucht. Das Swept-Sine-Verfahren wurde dafür mithilfe von mehreren MATLAB-Skripten implementiert und an hochschalldämmenden Bauteilen wie einer zweischalige Leichtbauwand mit getrenntem elastisch gelagertem Ständerwerk sowie unterschiedlichen Raum-in-Raum-Konstruktionen angewendet.
Untersuchung der Strukturauflösung beim Lasermikrosintern unter Variation der Pulverkorngröße
(2018)
In dieser Arbeit wird die Verkleinerung von Strukturen auf eine Zielgröße von 15 µm beim Mikrosintern untersucht. Es erfolgt ein Vergleich der Skalierbarkeit der Strukturen durch Verkleinerung des Fokusradius von 11,6 µm auf 7,3 µm. Untersucht wird die Prozesseignung von Edelstahlpulver 316L D80 < 5 µm im Vergleich zu D90 < 10 µm. Die Beurteiung erfolgt durch Vergleich an in bisherigen Untersuchungen festgestellten und aus theoretischen Betrachtungen erwarteten Eigenschaften und den in dieser Versuchsreihe erzielten Ergebnissen. Die 10 µm – 16 µm breiten Strukturen werden auf ihre Oberflächenbeschaffenheit und mit Metallografie der Gefügeaufbau untersucht. Mittels Varianzanalyse (ANOVA) wird der Einfluss der Bearbeitungsstrategien auf signifikante Eigenschaftsänderungen der Strukturen untersucht.
Die akustische Wirkung eines Schalldämpfers ist durch den Einfluss von Körperschall begrenzt. Die Ein- und Auskopplung von Körperschall spielt dabei eine ebenso wichtige Rolle wie dessen Weiterleitung. Bei der Dimensionierung eines Schalldämpfers wird der Einfluss des Körperschalls auf die Dämpfungswirkung gegenwärtig durch empirische Abschätzungen berücksichtigt. Die Folge ist oft eine Überdimensionierung der Konstruktion. In dieser Arbeit wurde die Übertragung von Körperschall zwischen gekoppelten Schalldämpferbauteilen untersucht. Dazu kamen Methoden der experimentellen und analytischen Statistischen Energieanalyse (SEA) zur Anwendung. Im Rahmen von Messungen an einzelnen und gekoppelten Schalldämpferbauteilen wurden SEA-Parameter messtechnisch bestimmt. Die Ergebnisse aus den Messungen wurden anschließend mit denen aus analytischen Rechnungen verglichen.
Für die einzelnen und gekoppelten Schalldämpferbauteile wurden SEA-Modelle entwickelt. In Voruntersuchungen an einfachen geometrischen Strukturen wurde die Anwendbarkeit der experimentellen und analytischen Methoden validiert. Die Arbeit wurde am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), Institutsteil Dresden, durchgeführt.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Streifenleitung als Feldmessmittel für die Störfestigkeit elektronischer Einrichtungen und mit den auftretenden Koppelmechanismen mit Kabelsystemen bei einer Störfestigkeitsprüfung. Die Kopplung zwischen der Streifenleitung und einer Testleitung wird als verkoppelte Leitung entsprechend der Leitungtheorie modelliert und in Abhängigkeit von deren Einflussfaktoren untersucht.
Untersuchung der Ablationsdynamik dünner Metallschichten durch ultrakurz gepulste Laserstrahlung
(2017)
In dieser Arbeit wird die Absorption von ultrakurz gepulster Laserstrahlung in Goldschichten und deren anschließende Wärmeausbreitung im Material untersucht. Dazu werden Simulationen mit COMSOL Multiphysics basierend auf dem Zwei-Temperatur-Modell durchgeführt, wobei die Modelle der mittleren Stoßzeit der Elektronen, die Wärmekapazität der Elektronen, die Wärmeleitfähigkeit der Elektronen sowie Ansätze zur Temperaturabhängigkeit der dielektrische Funktion verschiedener Autoren untereinander verglichen werden. Zum Vergleich der simulierten mit den experimentellen Ergebnissen wurde ein Pump-Probe Aufbau realisiert, welcher die Messung der zeitlichen Änderung des Reflexionsgrades durch ultrakurz gepulste Laserstrahlung ermöglicht.
Diese Arbeit beinhaltet eine detaillierte Dokumentation für eine Simulation zum Ermitteln der Schichtddickenverteilung von mittels PLD hergestellten Kohlenstoffschichten. Des Weiteren wurden im Ramen dieser Arbeit Versuche zum Herstellen von ta-C-Schichten bei rotierendem Substrat durchgeführt und dabei speziell der Einfluss von mit der Rotationsgeschwindigkeit verbundenen Subplantationseffekten untersucht.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich im Wesentlichen auf die Ermittlung des Potentials für die Umsetzung der geplanten Geschäftsidee. Anhand einer durchgeführten Marktbefragung sowie der Anwendung von betriebswirtschaftlichen Methoden wie Marktanalyse, Konkurrenzanalyse, SWOT-Analyse und Business Model Canvas wurde ein „Businessplans light“ erarbeitet. Light, weil auf Themen wie Marketing, Rechtsform und Unternehmensorganisation in dieser Masterarbeit nicht eingegangen wird. Dennoch wird ein Resümee gezogen, ob eine Projektrealisierung aus betriebswirtschaftlicher Sicht machbar und sinnvoll ist.
Ich habe ein multifunktionales Feuer Alarm System mit Umgebungserkennung, Gefahrenvorhersage, Zigbee-Übertragung, Client-System und anderen Systemen entworfen und hergestellt.
Sensorsystem: einschließlich Sensorauswahl, Hardware-Parametertest, Datenfehleroptimierung usw. Zigbee-Datenübertragungssystem: einschließlich Punkt-zu-Punkt-Datenübertragung, Aufbau einer Mesh-Übertragungsstruktur, Messung der Übertragungszeit, Messung der Übertragungsentfernung, Stabilitätstest und Anti-Interferenz-Fähigkeitstest.
Ich verwende die WIFI-Funktion von ESP32, um einen Server zu erstellen: Verbinde ich den Zigbee-Koordinator und das Gateway, um die Kombination aus Zigbee-Übertragungssystem und TCP-Netzwerkübertragung zu realisieren, und arbeite mit der mobilen APP zusammen, um grundlegende Funktionen zum Senden und Empfangen drahtloser Daten zu realisieren.
Informationsanzeigesystem: Mehrstufige Menü zeigt grundlegende Knoteninformationen, Zigbee-Netzwerkknotenstatus, Sensordaten usw. an.
Diese Arbeit beschreibt den Aufbau eines Programmprototyps namens MOSA, zur Untersuchung, Vorauslegung und Konzeptauswahl von Sauganlagen für Verbrennungsmotoren. Dabei findet neben der Modellierungsmethodik auf Basis der elektroakustischen Analogie auch die Implementierung des Programmes mit MATLAB Betrachtung. Zur Validierung dieses Programmes wurden dessen Berechnungsergebnisse mit Fachartikeln und Daten etablierter Simulationsprogramme abgeglichen. Anhand des Doppelresonanzsystems, einem besonderen Anwendungsfall der Sauganlagen, wurden Parameterstudien und Bauraumuntersuchungen durchgeführt. Aufgrund der Untersuchung konnten erste Erkenntnisse zur Auslegung von Doppelresonanzanlagen gewonnen werden.
Die Drehzahlreglung der Gleichstrommaschine (GSM) erfolgt mit einer Kaskadenstruktur, weil sich dadurch die beiden dominanten Zeitkonstanten separat ausregeln lassen. In diesem Projekt soll die Reglerparametrierung aus den Zeitkonstanten der GSM präsentiert werden. Die Aufnahme der Sprungantwort im ungeregelten Zustand soll die Verbesserung der Dynamik zeigen und im Bode-Diagramm soll die Reglereinstellung dargestellt und dabei die Stabilitätsreserve gekennzeichnet werden
Die Fertigung komplexer Bauteile aus keramischen oder teilweise keramischen Komponenten in Kombination mit Metallen oder Kunststoffen (Hybrid-Verbindungen) stellt sich aufgrund der Eigenschaften des Werkstoffs als kompliziert dar. So ist eine Formgebung nur durch trennende und urformende Verfahren möglich, was die Auswahl an herstellbaren Geometrien erheblich einschränkt. Abhilfe schafft hier das Fügen von Halbzeugen, wie beispielsweise
von Rohren oder Platten, zu einem größeren Bauteil. Hierbei besteht jedoch die Problematik der Auswahl und Anwendung des Fügeverfahrens, da oftmals bestimmte Anforderungen, wie beispielsweise eine definierte durchgängige
Wärmeleitfähigkeit, an das fertige Bauteil gestellt werden. Dadurch muss zum einen die Art des Fügens (stoff-, form- oder kraftschlüssig), zum anderen die Art und Eigenschaften des (falls notwendig) Lotes beachtet werden. So soll in dieser Masterarbeit das stoffschlüssige Löten von Keramikbauteilen mittels Glas-Keramik-Lot betrachtet werden, um letztendlich eine Aussage treffen zu können, ob die Herstellung und der Einsatz eines Wärmeübertragers für die
gewünschten Einsatzzwecke überhaupt sinnvoll und möglich ist, beziehungsweise welche Geometrie sinnvoll wäre. Dabei wird eine Spannungsanalyse mit der FEM-Software „ANSYS Workbench“ durchgeführt und ausgewertet.
Die Carl-Orff-Stiftung plant den Neubau einer Ausstellungshalle für das Carl-Orff-Museum. Die Ausstellungshalle soll zusätzlich zu seiner Hauptnutzung auch als Veranstaltungsstätte für Konzerte, interaktive musikalische Nutzungen bspw. Body-Percussion und Vorträge genutzt werden. Nutzungsabhängig bestehen verschiedene Anforderungsprofile an die Raumakustik. Für die Halle ist daher eine Planung flexibler Raumakustik Maßnahmen erforderlich. Des Weiteren bestehen Einschränkungen bei der Auswahl der möglichen raumakustischen Maßnahmen aus optischen Gründen. So soll die Optik der geplanten Tonnengewölbe erhalten bleiben und nicht durch eine Akustikdecke oder ähnliche Maßnahmen verdeckt werden. Daher werden zwei Möglichkeiten für die Deckenmaßnahmen untersucht, bei denen die Deckenform erhalten bleibt. Zusätzlich werden flexibel einsetzbare Wandmaßnahmen untersucht, um nutzungsabhängig verschiedene Anforderungen an die Raumakustik erfüllen zu können. Die Auslegung der raumakustischen Maßnahmen erfolgt nach einer Vordimensionierung mit statistischen Methoden anhand geometrisch-raumakustischer Simulationen mit dem Simulationsprogramm EASE 4.4 [9]. Die Bewertung der Simulationsergebnisse erfolgt anhand verschiedener raumakustischer Kenngrößen. Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen können die in der Literatur genannten Zielbereiche der raumakustischen Kenngrößen weitgehend eingehalten werden. In Teilbereichen kommt es aus Gründen vorgenannter Einschränkungen zu Abweichungen der in der Literatur genannten Zielbereiche für die Kenngrößen. Insgesamt weisen die Ergebnisse auf einen guten Raumklang für musikalische Darbietungen und eine angemessene Sprachverständlichkeit hin.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem umfassenden Vergleich der Verwendung von kurz gepulster und kontinuierlicher Laserstrahlung im Mikro-SLM. Nach Charakterisierung der genutzten Bestrahlungsregime werden in Einzelspuruntersuchungen Unterschiede und deren Ursachen hinsichtlich der Schmelzspurbildung zwischen gepulster und kontinuierlicher Bestrahlung betrachtet und diskutiert. Der Bereich geeigneter Prozessparameter wird in Mehrspuruntersuchungen ergänzt. Des Weiteren wird der Einfluss verschiedener Bestrahlungsregime auf die Bauteileigenschaften von Volumenkörpern untersucht.
Aktuell wird eine große Anzahl additiver Verfahren zum Druck von Leiterbahnen entwickelt. Dazu zählt auch der am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) entwickelte Rotationsdruckkopf für die Drahtablage. Mit diesem können reguläre Drähte auf im definierten Bahnen abgelegt werden. Aus vergleichbaren Verfahren [Saar2019] sowie den Erfahrungen am Institut sind Positionsabweichungen des Drahts in Bögen bekannt. Diese Arbeit stellt eine Strategie zur Korrektur dieser Abweichungen vor. Dazu wird der Einfluss des Drahts auf das Abkühlverhalten der Druckspur analysiert. Darauffolgend findet eine Optimierung der Druckparameter hinsichtlich Druckgeschwindigkeit, Drahtposition und Einbettung des Drahts statt. Die ermittelten Optima werden mit der Drahtablage ohne Korrektur verglichen. Die gesammelten Erkenntnisse werden zum Druck funktionsintegrativer Bauteile angewandt. Zur Analyse der Abkühlgeschwindigkeit wurden Temperatur-Zeit-Diagramm des Abkühlvorgangs einer Druckspur unter variierenden Druckparametern erstellt. Die Positionsbestimmung der 130 ausgewerteten Testkörper des Drahts fand durch eine CTDurchleuchtung statt. Über eine Bildauswertung wurden 99 Messpunkte entlang der Drahtbahn jeder Probe abgetastet. Es wurde beobachtet, dass die Drähte Wärmeenergie von der Düse in die Druckspur transportieren. Je größer der verlegte Draht, desto stärker war dieser Wärmetransport und desto langsamer die Abkühlung. Für die genutzten 0,2 mm Drähte konnte eine deutliche Verbesserung der Druckergebnisse durch die Korrektur festgestellt werden. Die 0,4 mm Drähte hingegen erzielten ohne Korrektur bessere Druckergebnisse. In der Anwendung der Drahtablage konnten mit der Korrektur Flexible Leitungsträger genauer gefertigt werden. In der Funktionsintegration eines Heizdrahts in einen Linsenhalter eins Teleskops konnte eine Verringerung der nötigen Leistung von 73% nachgewiesen werden. Durch diese Arbeit wurde die Prozesssicherheit und Effizienz der Drahtablage durch den Rotationsdruckkopf erhöht.
Bei der Herstellung multiaxialer Gelege kommen unterschiedliche Systeme zur Herstellung der multiaxialen Lagenkonstruktion auf Basis von Fadenscharen zum Einsatz. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer Eignungsuntersuchung eines mechatronischen Systems zur Herstellung dieser textilen Anordnung. Dabei erfolgen sowohl eine textiltechnologische Betrachtung des Schussfadeneintragsprozesses als auch eine Erzeugung eines entsprechenden Bewegungsablaufes. Dieser dient als Basis für die Synthese von Kurvenscheiben für unterschiedliche Achsen des Systems. Auf Grundlage der entwickelten Bewegungsfunktionen erfolgt eine Untersuchung der Eigenheiten sowie eine Bewertung des mechatronischen Systems hinsichtlich der Eignung als Schussfadeneintragssystem für den endlosen Eintrag von Hochleistungsfasern.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem grundlegenden Aufbau eines Motorprüfstandes. Im ersten Teil werden die verwendeten Geräte, Baugruppen und Schaltungen dargestellt. Der zweite Teil zeigt die Software der GUI, die eine automatische Aufnahme der Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie einer elektrischen Maschine durchführen kann.