Ingenieurwissenschaften
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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.
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 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.
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.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es eine spezielle Ausführung einer sternförmigen Bodenheizung eines Apparates bzw. Druckbehälters hinsichtlich Berechnung und Fertigung zum heutigen Stand der Technik zu optimieren. Da diese Beheizungsart bei Druckbehältern auf Grund der großen Heiz- bzw. Kühlfläche sehr beliebt ist, jedoch auf Grund der konservativen Berechnung und Ausführung in den letzten Jahren unwirtschaftlich geworden ist bzw. die Verkaufszahlen von Druckbehältern mit einer sternförmigen Bodenheizung sehr gesunken sind, werden die Festigkeitsberechnung, Ausführung und Fertigungsschritte zum gegenwärtigen Zeitpunkt erläutert und zugleich untersucht, welche Maßnahmen zukünftig getroffen werden müssen, um die sternförmige Bodenheizung wirtschaftlich zu fertigen und die Verkaufszahlen in diesem Bereich wieder zu steigern.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Bau eines Elektromotorrades. Von der Auslegung des Antriebs über die Auswahl und der Restaurierung eins gebrauchten Motorradchassis. Gleichzeitig wurden die benötigten Teile ausgewählt und bestellt. Mit Hilfe der Datenblätter und Abmessungen der Bauteile wurden die benötigten Halterungen so konstruiert, dass sie an den vorhandenen Aufnahmepunkten im Chassis befestigt werden konnten. Anschließend wurden die Komponenten des Elektroantriebs außerhalb des Motorrades getestet. Im Anschluss wurde der Elektroantrieb eingebaut und verkabelt. Danach wurde ein Testkonzept erstellt. Nach welchem anschließend das Motorrad getestet wurde.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Implementierung von FreeRTOS und lwIP auf einem Mikrocontroller vom Typ STM3 2F7. Für eine verschlüsselte Netzwerkkommunikation sollte dafür der vorhandene Crypto/Hash-Prozessor verwendet werden. Die erforderlichen theoretischen Grundlagen werden erläutert, ehe auf die Durchführung und den Ablauf eingegangen wird.
Alternative Energieumwandlung im Kraftfahrzeug als ein Gas- und Dampfturbinenprozess konzipiert
(2017)
Diese Diplomarbeit behandelt einen alternativen Antrieb zu einem herkömmlichen Otto- oder Dieselmotor. In dieser Arbeit geht es darum, ob es technisch machbar wäre, statt der üblichen Hubkolbenmaschine Turbinen einzusetzen. Es soll eine kombinierte Gas- und Dampfturbine zum Einsatz kommen, da ein besserer thermischer Wirkungsgrad erreicht wird, als wenn nur eine Gasturbine eingesetzt wird. Gas- und Dampfturbinen sind heutzutage von diversen Herstellern beziehbar, jedoch muss auf die Baugröße geachtet werden, da die Turbinen in einem begrenzten Motorraum untergebracht sein sollen. Die eigentliche Schlüsselkomponente ist der Abhitzekessel, der möglichst kompakt und klein gebaut werden soll, damit er ebenfalls in einem Motorraum Platz findet. Diese Komponente ist einer der Schwerpunkte dieser Arbeit. Ausgehend von der Leistung bzw. vom Abgasstrom der Gasturbine wird die Dampfmenge berechnet, die aus dem Abgasmassenstrom erzeugt werden kann. Weiters werden die Wärmeströme in den einzelnen Kesselabschnitten, wie Wasservorwärmer, Verdampfer und Überhitzer berechnet, damit die notwendigen Heizflächen ausgelegt werden können. Zusätzlich werden die passenden Gas- und Dampfturbinen ausgewählt. Alternativ wird noch ein Organic Rankine Cycle berechnet, da beispielweise eine Mikrogasturbine aus einem Blockheizkraftwerk verwendet werden kann und da diese Art von Gasturbine einen hohen Wirkungsgrad hat und diese Turbinen besonders klein baut.
In einem anderen Kapitel werden detailliert die Grundlagen und der Aufbau der Gasturbine und der Dampfturbine behandelt. Weiters werden der Clausius-Rankine oder Dampfkraftprozess und in weiterer Folge die Wärmeübertragung beschrieben. Die Grundlagen sind genau behandelt worden, da diese auch im praktischen Teil Anwendung finden, wie zum Beispiel Gasturbinenauswahl oder Dampfturbinenauswahl und was für den jeweiligen Einsatzfall beachtet werden muss. Besonders die Grundlagen der Gasturbine und deren Berechnung werden genau behandelt, da in dieser die Verbrennung stattfindet und die notwendige Abgasmenge für den Dampfprozess geliefert wird. Ebenfalls wird die Wärmeübertragung genau behandelt, da diese für die Heizflächenauswahl notwendig ist. In einem weiteren Kapitel wird der Vergleich zwischen Gas- und Dampfturbinen und herkömmlichen Otto- und Dieselmotoren gemacht und beschrieben, welche Vorteile Turbinen haben.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Konzept für einen Gas- und Dampfturbinenprozess zu erstellen und auch Vorplanungen für einen Abhitzekessel und die Funktion dieses Kessels vorzulegen, der in einem Motorraum Platz findet.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit einer Studie zur Automatisierung einer Versandhalle. Im Zuge von Industrie 4.0 sollen Prozesse, Abläufe und Arbeiten vollautomatisch durchgeführt werden. Durch Fördersysteme, Roboter, automatische Schmalgangstapler, die einem entsprechenden Warehouse Management System untergeordnet sind, soll der Arbeitsalltag erleichtert, beschleunigt und nicht zuletzt auch sicherer gestaltet werden.
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.