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Die Lebensdaueranalyse dynamisch belasteter Strukturen stellt eine rechenintensive Aufgabe im Zuge der mechanischen Produktentwicklung dar. Basierend auf Ergebnissen numerischer Simulationsverfahren - wie z. B. der finiten Elemente Methode (FEM) - erfolgt die Ermittlung der zu erwartenden Lebensdauer. Durch die Anwendung modaler Verfahren bei der Lösung der Bewegungsgleichung kann eine Geschwindigkeitssteigerung der FEM Analyse erreicht werden. Aus den Eigenvektoren der diesen Verfahren zugrundeliegenden Schwingformen lässt sich jeweils eine korrespondierende Spannungsverteilung berechnen. Werden diese bei der Lebensdaueranalyse - entsprechend dem Zeitverlauf der generalisierten (modalen) Koordinaten - überlagert, so stellt dies einen sehr effizienten Weg der Schädigungsrechnung dar. Die Genauigkeit der Ergebnisse muss jedoch durch umfangreiche Analysen verifiziert werden. Dieser Prozess lässt sich mit der Software winLIFE durchführen, was anhand der Analyse einer Kurbelwelle gezeigt wird.
Der Schwerpunkt dieser hier vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit lag auf der umfassenden Bewertung des Einflusses einer kryogenen CO2-Kühlung sowie ta-C beschichteter Werkzeuge auf die Zerspanung von glasfaserverstärkten Kunststoffen. Darüber hinaus bilden die Analyse und die Weiterentwicklung be-stehender Werkzeugkonzepte zur Verbesserung des Prozessergebnisses ein weiteres zentrales Themengebiet dieser Arbeit. Hierfür erfolgte neben experimentell durchgeführter Fräs- und Bohruntersuchungen ebenfalls eine umfassende messtechnische Charakterisierung der eingesetzten Zerspanungswerkzeuge. Auf der Grundlage der daraus gesammelten empirischen Daten fanden die anschließende Potenzialevaluation der eingesetzten Zerspanungstechnologie sowie die Ableitung von Handlungsmaßnahmen zur weiteren Optimierung des untersuchten Prozesses statt.
Wie kann man einen grafische Oberfläche für eine Kommandozeilensoftware gestalten? Wie programmiert man sie, das sie plattformübergreifend ist und welche Programmiersprachen sind zu benutzen? Welche Komponenten benötigt man neben dem Videoencoder, um ein funktionierendes System aus der Hard- und Software aufzubauen? Diese und weitere Fragestellungen soll diese Diplomarbeit klären
Im Rahmen dieser Arbeit wird, eine Make-or-buy-Entscheidung im Falle einer Hubteleskopentwicklung erarbeitet. Dabei wird die Produktentwicklung eines Hubteleskopsystems in Eigenregie und alternativ durch einen Produktzukauf, technisch und wirtschaftlich geprüft und einander gegenübergestellt. Im Anschluss an diesen Vergleich soll eine Entscheidung für die bessere der Produktentwicklungsvarianten getroffen werden.
Schienenfahrzeugräder können neben der natürlichen Abnutzung des Verschleißes auch durch Rollkontaktermüdung beschädigt werden. Sie ist die mechanische Ermüdung des Radwerkstoffes, wobei nah zur bzw. unter der Radlauffläche Risse entstehen. Diese Risse wachsen durch die zyklische Belastung des Drehens zusammen, und am Ende bröckeln die ausgerissenen Radwerkstoffsegmente von der Radlauffläche aus. Die Rollkontaktermüdung ist eine Beschädigungsart, die im Betrieb nicht tolerierbar ist. Der Ermüdungsprozess bei Eisenbahnrädern ist vergleichbar mit dem Vorgang der Grübchenbildung an Zahnrädern. Durch den komplexen Spannungszustand des Rad-Schiene-Kontaktes ist die Vorhersage und Quantifizierung der eventuell auftretenden Rollkontaktermüdung sehr schwer. Eine dazu verwendete Methode ist die Shake-down-map. Zur Dimensionierung der Zahnräder aus der Sicht der Grübchenbildung stellt die Norm DIN 3990-2 eine zuverlässige Methode dar. Diese Diplomarbeit vertieft die Kenntnisse bezüglich der Verwendbarkeit der zuverlässigen Berechnungsmethode der Grübchenbildung an Zahnrädern nach DIN 3990-2 für die Quantifizierung der Rollkontaktermüdung an Schienenfahrzeugrädern. Die Diplomarbeit stellt hiermit eine alternative Berechnungsmethode zu den heute zur Verfügung stehenden dar.
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der elektrotechnischen und pneumatischen Konstruktion, sowie der Softwareprogrammierung für einen Versuchsstand eines Ultraschallschweißautomaten. Die im Verlauf der Inbetriebnahme und Versuchsdurchführung gewonnenen Erkenntnisse sollen den Fertigungsprozess der Gesamtanlage erleichtern und beschleunigen, indem erkannte Probleme noch in der Konstruktionsphase korrigiert werden. Zusätzlich sind Parameterräume für den Ultraschallschweißprozess zu finden und die Funktionen der verwendeten Komponenten zu überprüfen, um deren Eignung zum Einsatz in dieser Anlage zu verifizieren.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung eines robotergeführten Montagevorgangs von Verbindungskomponenten an Kunststoffverkleidungen im PKW-Interieur. Diese gliedert sich auf in drei Teilgebiete. Das erste Teilgebiet ist die Analyse der Verbindungskomponenten und einer Mittelkonsole, welche beispielhaft als Kunststoffverkleidung betrachtet wird. Dabei werden Geometrie, mögliche Fügemethoden und Fügekräfte betrachtet. Der zweite große Abschnitt widmet sich der Analyse verschiedener Roboter und es erfolgt eine Untersuchung, ob und wie eine Verwendung von diesen möglich ist. Daran anschließend werden Programmablaufpläne und Simulationen mit den verschiedenen Methoden erstellt und auf Besonderheiten von diesen hingewiesen. Das dritte und letzte Teilgebiet ist eine Untersuchung, ob eine Prüfung auf Anwesenheit und korrekte Montage der Verbindungskomponenten mittels Kameratechnik möglich ist. Hierzu wurde eine Machbarkeitsanalyse erstellt, welche die Versuche dokumentiert und mögliche Fehlerfälle aufzeigt
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den drei wichtigsten Handlungsfeldern des Working Capital Managements. Vorranging werden die Hauptprozesse und Teilprozesse des jeweiligen Handlungsfeldes aufgelistet und dem Leser näher-gebracht. Weiterführend werden pro Feld mögliche Optimierungsmethoden und deren direkter Einfluss auf die Liquidität eines Unternehmens dargestellt.
Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob sich verschiedene Wafereigenschaften wie Dotierung, Kristallorientierung, Ladungsträgerkonzentration des Wafers oder Oxidschichten, die in der Zeit vor dem Lasermarkieren auf den Wafern entstehen können, eine Auswirkung auf den Markierprozess haben.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wird untersucht, ob Temperatur und Luftfeuchtigkeit sich auf den Markierprozess bei einer Wellenlänge von 1064 nm auswirken. Hierfür hatte es im Unternehmen Anzeichen gegeben, welche jedoch bislang weder sicher bestätigt, noch ausgeräumt werden konnten. Zudem soll in diesem Punkt eine Korrelation der Erkenntnisse mit der vorhandenen Produktionsschwankung erfolgen. Darüber hinaus findet eine Beurteilung möglicher anderer Einflussfaktoren statt.
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.
In dieser Arbeit wird eine Analysemethodik entworfen, um kreislaufwirtschaftliche Geschäftsideen hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit als Geschäftsmodell analysieren und bewerten zu können. Die Methodik dient zur Anwendung während eines Geschäftsentwicklungsprozesses als Vorstufe zu einer Machbarkeitsstudie und soll so möglichst früh Aufschluss über die Realisierbarkeit der Geschäftsidee geben. Bei der Entwicklung werden die besonderen Eigenschaften zirkulärer Geschäftsmodelle sowie bisherige kreislaufwirtschaftliche Bewertungsverfahren mit einbezogen. Die Methodik wird am Beispiel des Einsatzes von gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen als Hausspeicher getestet. Dabei werden die rechtlichen, ökonomischen und kreislaufwirtschaftlichen Parameter sowie externe Einflüsse des Praxisbeispiels untersucht, um die Rahmenbedingungen, unter denen die Geschäftsidee erfolgreich sein könnte, zu bestimmen.
Ziel dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung eines Teils der Lösung „PerMon-System“ der INTENTA GmbH zum Personenschutz in der Strahlentherapie. Dieser Teil stellt eine über Ethernet gesteuerte Schnittstelle zwischen PC und Linearbeschleuniger dar. Dadurch soll das alte, rudimentäre, auf Relaistechnik basierende riesige Modul durch ein modernes, kompaktes und praktisches Modul ersetzt werden. Für diesen Zweck sind notwendige Hardware- und Softwarekomponenten sowie die Testverfahren vorgestellt und entwickelt worden.
Beim Schweißen besteht stets die komplexe Problemstellung der
Schweißbarkeit. Die Herausforderungen beim Laserstrahlschweißen von Stahl-Aluminium-Mischverbindungen ergeben sich aus den physikalischen, chemischen und metallurgischen Werkstoffunterschieden. Ein Hauptproblem ist
die metallurgisch bedingte Entstehung von spröden und harten intermetallischen Phasen. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Prozessfenster ermittelt, in dem die Werkstoffe Stahl EN 10149-2-S355MC und EN AW-Al Mg3 - H22 miteinander verschweißt werden können. Zusätzlich wird der Nachweis erbracht, dass
eine gezielte prozesstechnische Beeinflussung der Eisenaluminid- und Rissbildung sowie der mechanisch-technologischen Eigenschaften der Schweißverbindung möglich ist.
Der Inhalt dieser Arbeit befasst sich mit der schnellen Schaltung von hochenergetischer infraroter Laserstrahlung mittels eines oder mehrerer akustooptischer Modulatoren. Es wird das Schaltverhalten und die Beugungseffizienz bei verschiedenen Parametern untersucht. Das Ziel ist es eine hohe Beugungseffizienz und geringe Schaltzeit bei zufällig polarisierter Laserstrahlung zu erreichen. Zudem werden die Veränderungen des Strahlprofils durch die Modulatoren analysiert und Untersuchungen mit einer Thermokamera durchgeführt
Die Zielsetzung dieser Arbeit ist, den Leser ein allgemeines Verständnis über geschraubte Stirnplattenverbindungen zu vermitteln. Es wird auf grundlegende Themenbereiche für diese Anschlussform eingegangen. Des Weiteren werden ausgewählte Bemessungsverfahren für zweireihige Stirnplattenverbindungen beschrieben, beispielhaft dargestellt und graphisch verglichen. Die Vergleiche sollen die Ausnutzungsgrade und die Anwendungsgrenzen der Verfahren aufzeigen.
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Erarbeitung eines Konzeptes für eine ressourceneffiziente Fertigung eines Musterteils auf der CNC-Drehmaschine CTX Alpha 500. Das Ziel bestand darin, in dem Konzept Maßnahmen und Methoden einzuführen die nach Stand der Technik dazu beitragen, den Fertigungsprozess ressourcenschonender zu gestalten. Dabei worden zunächst Einflussfaktoren erarbeitet, die den Zerspanungsprozess beeinflussen. Darüber hinaus wurde eine Musterwelle konstruiert, die typische Formelemente von rotationssymmetrischen Bauteilen enthält und somit verschiedene Schnittbedingungen realisiert. Des Weiteren erfolgte eine Auswahl unterschiedlicher Drehwerkzeuge (Wendeschneidplatten) mit verschiedenen Makro- bzw. Mikrogeometrie, Erarbeitung von Schnittwertkombinationen und Bewertungsmöglichkeiten sowie Auswahl von Messtechnik, womit aussagekräftige Messdaten ermittelt werden können, um die Zerspanungsprozesse zu bewerten. Nach Abschluss dieser Erarbeitung konnten erste Versuche durchgeführt werden, die ableitbare Aussagen unter Anwendung der Grundlagen gewährleisten.
Die Diplomarbeit setzt sich aus der Analyse und Bewertung der Ist-Situationen im Montageprozess von Kaminöfen zusammen. Ferner ist die Erarbeitung eines Konzeptes mit Lösungsansätzen zur Montage von Kaminöfen in einer getakteten Montagelinie zu bewältigen. Ziel ist es, den Montageprozess einerseits Quantitativ als auch Qualitativ gegenüber dem bisherigen Stand zu optimieren, zu gestalten und zu quantifizieren. Die Auslegung erfolgt neben dem Ziel zur Reduzierung von Durchlaufzeiten auch unter Gesichtspunkten einer ergonomischen Arbeitsplatzgestaltung sowie Vermeidung kritischer Standzeiten.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Programmierung, Inbetriebnahme und Test eines Prüfstands für Handlingsportale. Dabei steht die von dem Autor erstellte Software im Vordergrund. Diese praxisnahe Arbeit vermittelt einen Einblick in die Anwendung hochkomplexer Industrietechnologien und in die auftretenden Hürden bei einer SPS-Programmierung.
Die vorliegende Arbeit präsentiert Ergebnisse der Untersuchungen zum Einfluss der Laserstrahleigenschaften Pulsdauer, Wellenlänge und Fluenz auf die gezielte Modifizierung von diamantähnlichen Schichtsystemen. Ziel war es, einen Zusammenhang zwischen den eingesetzten Kombinationen aus Strahlparametern und den entstandenen Strukturen zu finden und darzustellen.
Der Grad der Ausprägung der Graphitisierung wies eine starke Abhängigkeit von der Pulsdauer sowie der Fluenz auf. Da die Modifizierung von diamantähnlichen Schichten ein primär thermischer Prozess ist, hängt dies stark vom Energieübertrag des Laserstrahls an das Atomgitter ab. Weiterhin wurde nur eine geringe Abhängigkeit von der Wellenlänge nachgewiesen. Insgesamt konnte jedoch mit steigender Pulsdauer, Fluenz bzw. Wellenlänge eine zunehmende Graphitisierung beobachtet werden.
Die erzeugten Strukturierungen wiesen größtenteils erhöhte Reibwerte und Verschleißkoeffizienten im Vergleich zur unstrukturierten Referenz auf. Hauptursache hierfür ist das untersuchte Lastregime, welches zur Ausbildung von neuen reibungsbegünstigenden Oberflächentopografien führte.
Um- und Neugestaltung von Fertigungsbereichen am Beispiel des Schweißens und Richtens von Bauteilen
(2017)
In dieser Diplomarbeit wird die Um- und Neugestaltung von Fertigungsbereichen am Beispiel des Schweißens und Richtens von Bauteilen in Form einer praktischen Umsetzung behandelt. Dabei wird nach der Ermittlung der notwendigen Grundlagen und einem kurzen Einblick in den State of the Art eine Analyse der Fertigungsbereiche durchgeführt. Nach erfolgter Analyse und einer Zielfestlegung wird ein Konzept für die Umsetzungen der unterschiedlichen Um- und Neugestaltungsmaßnahmen ausgearbeitet. Dieses Konzept wird dann anhand von realen Um- und Neugestaltungsmaßnahmen umgesetzt.