2024-03-29T06:57:40Zhttps://www.repo.uni-hannover.de/oai/requestoai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/1242022-12-02T16:17:36Zcom_123456789_1col_123456789_6doc-type:BachelorThesisdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620
Experimentelle Entwicklung von Bondprozessen mit niedrigschmelzenden eutektischen Legierungen auf flexiblen Substraten mit niedriger Glasübergangstemperatur
Moakhar ep Bouguecha, Sonda
Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit besteht in der Grundlagenuntersuchung und Optimierung von eutektischen Bondprozessen (auch Anlegieren genannt) für die Befestigung von elektronischen Bauteilen auf flexiblen Substraten. In diesem Zusammenhang sind umfangreiche experimentelle Untersuchungen und zahlreiche Parametervariationen vorgesehen um möglichst stabile mechanische und elektrische Bondverbindung zwischen den Fügepartnern zu erreichen. Dafür werden Chips aus Silizium zunächst auf starren und dann auf flexiblen Substraten durch Anlegieren verbunden. Um eine zuverlässige Bondverbindung auf flexiblen Substraten mit niedrigen Glasübergangstemperaturen zu erzielen, werden die eutektischen Indium-Zinn- und Indium-Bismut-Legierungen zum Einsatz kommen. Die experimentelle Methodik basiert auf der Variation der Bondprozessparameter: Temperatur, Druck und Dauer um die Bondverbindung insbesondere hinsichtlich der mechanischen Stabilität zu optimieren. Hierbei wird diese durch die Scherfestigkeit beurteilt. Ferner wurde ebenfalls der elektrische Widerstand der Verbindung gemessen um die elektrische Eigenschaft der Verbindung zu bewerten.
Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
2015-11-13
BachelorThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/124
http://dx.doi.org/10.15488/106
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/124/1/Bachelorarbeit_Moakhar_Endversion.pdf
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/124/2/license.txt
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435b61c0de396d60ba14411b82dbf934
CC BY-NC-ND 3.0 DE
Low temperature
eutectic bonding
Polymer
Eutektisches Bonden
Polymer
Niedrigtemperatur
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau::621 | Angewandte Physik::621,3 | Elektrotechnik, Elektronik
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Implementation, Weiterentwicklung und Verifikation eines finiten Strukturelementes für elastisches und inelastisches Materialverhalten bei großen Deformationen.
Ben Salah, Meriem
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird ein dreidimensionales sogenanntes ”Makro-Element“ mit linearen Ansatzfunktionen entwickelt und verifiziert, das für die Lösung statischer Probleme für nichtlinear elastisches und inelastisches Materialverhalten geeignet ist, fokussierend auf Situationen, die unerwünschte Nebeneffekte wie Locking oder Hourglassing hervorrufen können. Das Makro-Element basiert auf dem in (I) entwickelte 3D Cosserat Brick Element, das sich in der Behebung von Locking und Hourglassing bewährt hat. Das Makro-Element wird in kleine Elemente, sogenannte Mikro- oder Subelemente unterteilt, in denen erstmal die Spannungen wie in einem rein homogenen 3D Cosserat Brick Element berechnet und dann auf das ursprüngliche Element abgebildet werden. Aus diesem Grund wurde das Element ”Makro-Element“ getauft. Ein schöner Nebeneffekt bei der Verwendung dieses Elementes ist der Verzicht auf die numerische Integration über das Gebiet aufgrund einer speziell entwickelten Kinematik. In dem ersten Teil dieser Arbeit wird die Theorie des Makro-Elementes für das nichtlineare, elastische Materialverhalten vorgestellt. Das implementierte Element wird einem Patch-Test und anderen Tests unterzogen, um es auf seine Richtigkeit zu überprüfen, und um sein Verhalten in heiklen Situationen im Vergleich zu anderen Elementen zu evaluieren. Im zweiten Teil wird die Theorie um das inelastische, insbesondere um das nichtlineare, plastische Materialverhalten erweitert. Es wird die Von-Mises-Plastizität verwendet mit Beschränkung auf isotrope Verfestigung. Das plastische Modell wird mit Hilfe des Radial-Return-Mapping-Algorithmus numerisch umgesetzt. Diese Erweiterung im Element wird implementiert und für einen speziellen Fall untersucht.
Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
2015-11-19
BachelorThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/125
http://dx.doi.org/10.15488/107
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/125/1/Bachelor_Thesis%28German%29.pdf
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170729929b609db348c92909be31aad2
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07e7658a2d8e145e98ccb584bec1791e
CC BY 3.0 DE
Cosserat Point Theory
Finite Element Method
Finite Elemente Methode
Cosserat-Point Theorie
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::500 | Naturwissenschaften::530 | Physik
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Innovativer Eisenbahnbrückenbau : Langzeitverhalten der Längsverschieblichen Festen Fahrbahn unter klimatischen Einflüssen
Beltrán Gutiérrez, Raul Enrique
Die Längsverschiebliche Feste Fahrbahn (LvFF) auf Brücken, als eine integrale Konstruktion, wird durch das Schwinden und die Temperaturschwankung aufgrund der Verformungsbehinderung beansprucht. So entstehen Zwangskräfte in Längsrichtung, die das Bauteil unter wechselnder Druck- und Zugbeanspruchung setzen. Das Tragverhalten der LvFF wird auf der Druckseite durch die viskoelastischen Stoffeigenschaften des Betons charakterisiert. Die Relaxation des Betons spielt dabei eine wichtige Rolle. Auf der Zugseite weist das Bauteil ein sprödes Verhalten auf. In diesem Fall stehen die Rissbildung und die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen im Vordergrund. Beide Verhaltensmerkmale, Relaxation und Rissbildung, haben positive Folgen beim Abbau von der Zwangkraft. Die Rissbildung kann jedoch eine Gefahr für die LvFF darstellen, weil sie ihre Dauerhaftigkeit stark beeinträchtigen kann. Um zu Gewährleisten, dass die LvFF auch extreme Temperaturbeanspruchungen standhält, ist es wichtig zu wissen, wie groß die extremen Beton- und Stahlspannungen aus zentrischem Zwang in der LvFF sind, und unter welchem Randbedingungen sie erreicht werden können. Zu diesem Zweck wurde die LvFF unter saisonaler Temperaturschwankung und Variation ihrer wichtigsten Ausbildungsmerkmale in Rahmen dieser Masterarbeit untersucht. Ausbildungsmerkmale und Einwirkungen wie Aufstelltemperatur, Jahreszeit zum Lückenschluss, Vorspannung, Bewehrungsgrad, Betonalter bei erster Belastung, Behinderungsgrad und Schwinden wurden bei der Parameterstudie berücksichtigt. Neben den Spannungen im Querschnitt wurden die Rissbreite, die Zwangskraft und die Entwicklung der Neutraltemperatur in der Zeit untersucht. Dafür wurden ein Rechenverfahren und ein Programm entwickelt, das in der Lage ist, wirklichkeitsnah die Schnittgrößen aus den zyklischen saisonalen Einwirkungen zu ermitteln. Die viskoelastischen Betoneingenschaften auf der Druckseite und das spröde Verhalten des Betons durch die Anwendung einer modifizierten mittleren Spannungs-Dehnungs-Linie für den Stahl im Verbund auf der Zugseite wurden dabei mitberücksichtigt. Die Ergebnisse der Vorliegende Masterarbeit sollen zur Ermittlung eines geeigneten Temperaturbandes zur Beschränkung von Rissbreiten, sowie zur Wahl eines geeigneten Querschnitts und betontechnologische Maßnahmen für den Einbau der LvFF auf Brücken beitragen.
Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
2015-12-10
MasterThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/166
http://dx.doi.org/10.15488/148
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/166/1/Beltran2014_BrueckeFesteFahrbahn.pdf
ebeda22b4f39a157da3f1f75a80dc6a4
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/166/2/license.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/166/3/Beltran2014_BrueckeFesteFahrbahn.pdf.txt
333bfa67259259a53e6dc86b75a761da
CC BY 3.0 DE
jointless construction
stresses due to restraint
concrete relaxation
creep
shrinkage
tension stiffening
cyclic loading
annual temperature variation
Feste Fahrbahn auf Brücken
Zwangbeanspruchungen
Relaxation des Betons
Kriechen
Schwinden
Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen
niederzyklische Belastung
saisonale Temperaturschwankung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau::624 | Ingenieurbau und Umwelttechnik
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Analyse des Ermüdungsverhaltens von Beton anhand der Dehnungsentwicklung
Oneschkow, Nadja
Lohaus, Ludger
Die Weiterentwicklungen in der Betontechnologie führten in den letzten Jahrzehnten zu Hochleistungsbetonen mit immer höheren Festigkeiten. Der Ermüdungsnachweis wurde jedoch kaum weiterentwickelt und beinhaltet immer noch sehr grobe Herangehensweisen bei der Berücksichtigung des Materialwiderstands von Beton. Für eine grundlegende Weiterentwicklung dieses Nachweises fehlt noch das notwendige Wissen zu den Mechanismen der Betonermüdung. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, grundlegende Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten hochfester Betone bei unterschiedlichen zyklischen Beanspruchungen zu ermitteln und hierdurch zu einem besseren Verständnis der Mechanismen der Betonermüdung beizutragen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Ermüdungsverhalten eines hochfesten Betons bei Druckschwellbeanspruchung anhand der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen untersucht. Betrachtet wurden dabei die Einflüsse der bezogenen Oberspannung, der Belastungsfrequenz und der Wellenform. Zusätzlich wurden, ausgehend von in der Literatur dokumentierten Ansätzen, Versuche bei monoton steigender Beanspruchung und Dauerstandbeanspruchung vergleichend durchgeführt. Die Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen werden durch die untersuchten Belastungsparameter der Ermüdungsbeanspruchung eindeutig beeinflusst. Charakteristische Zusammenhänge zwischen der Beeinflussung einzelner Kenngrößen der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und der Beeinflussung der Bruchlastwechselzahlen wurden aufgezeigt. Anhand der Dehnungen und Steifigkeiten an den Phasenübergängen konnten Hinweise auf beanspru-chungsartabhängige Gefügezustände abgeleitet werden. Die vergleichende Auswertung des Dehnungsverhaltens bei monoton steigender Beanspruchung, Ermüdungsbeanspruchung und Dauerstandbeanspruchung zeigte, dass das Ermüdungsverhalten von Beton nicht adäquat in Anlehnung an andere Beanspruchungsarten beschrieben werden kann. Die Untersuchungsergebnisse wurden in eine Modellvorstellung übertragen, die zur Beurteilung der baustofflichen Phänomene bei zyklischen Beanspruchungen geeignet ist. Dabei wurde die Hypothese aufgestellt, dass sich unterschiedlich ausgeprägte Kleinst-Gefügeveränderungen beanspruchungsabhängig einstellen, die die Entstehung und Ausbreitung von Mikrorissen beeinflussen. Die detaillierte Untersuchung der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen führte zu neuen und tiefergehenden Erkenntnissen und sollte ergänzt durch die Betrachtungen von Gefügezuständen zukünftig weiterverfolgt werden.
The developments in concrete technology in recent decades have led to high-performance concretes with ever increasing strength. However, the fatigue design aspects over the same period have hardly been developed and still involve very rough estimations in their consideration of the resistance of concrete. The fundamental lack of understanding of the mechanisms of concrete fatigue is the main inhibiting factor in further advancing fatigue design. This paper, therefore, aims at gaining fundamental knowledge concerning the fatigue behaviour of high-performance concretes subjected to various fatigue loadings, thereby contributing to the general understanding of their fatigue mechanisms. To do this, the behaviour of a high-performance concrete under pure compressive fatigue loading was examined at a fundamental level on the basis of the development of strain and stiffness. The investigation involved the analysis of three influences on the fatigue behaviour of concrete – the maximum stress level, the loading frequency and the waveform. In addition, tests with monotonically increasing loads and with sustained loads were performed in a comparative manner following approaches documented in the literature. The development of strain and stiffness are measurably affected by the load parameters studied. Characteristic relationships between the influence on the individual parameters of developments of strain and stiffness and on changes in the numbers of cycles to failure were developed. Indications of load type-dependent states of the material could be derived on the basis of different strain fractions of the total strain at the transition of stages. A comparative evaluation of the strain development in static short-term loading, fatigue loading and static long-term loading showed that the fatigue behaviour of concrete cannot be adequately described based on the strain behaviour of these other two types of loading. The findings of the investigations were transferred to a model concept which is applicable to the assessment of material-specific phenomena related to fatigue loading and other types of loading. This enabled the derivation of a hypothesis that tiny structural changes, which are variously pronounced depending on the type of loading, affect the formation and expansion of microcracks as ambient conditions. The detailed investigation of concrete fatigue on the basis of the developments of strain and stiffness led to new and deeper knowledge and should be further pursued in future research in the subject area by additionally investigating different states of microstructure.
Hannover : Leibniz Universität Hannover. Institut für Baustoffe
2014-08-18
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/380
http://dx.doi.org/10.15488/357
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/380/1/Dissertation_Oneschkow.pdf
77f075dc5383a77bb5dbc861def274d5
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/380/2/license.txt
44920bddea470761401296a86c17bd84
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/380/3/Dissertation_Oneschkow.pdf.txt
f668dad94c6f189686740b759ed8ddf5
CC BY 3.0 DE
Fatigue
High-Performance Concrete
Pure Compressive Cyclic Loading
Development of Strain
Development of Stiffness
Ermüdung
Hochfester Beton
HPC
Druckschwellbeanspruchung
Dehnungsentwicklung
Steifigkeitsentwicklung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Evaluation and FMEA of Fabrication Techniques for Metallic Grating Couplers on Polymer Substrates with Low Glass Transition Temperatures
Gribaa, Wejdene
The main task is to analyze the state of the art of grating couplers production and low-cost polymer substrates. Then to provide a recommendation of a new or adapted process for the production of metallic gratings on polymer sheets, based on a Failure Mode and Effect Analysis (FMEA). In order to achieve that, this thesis is divided into four chapters. After the first introductory chapter, the second section provides details about the state-of-the-art in optical technology platforms with focus on polymers and their main features for the aimed application, such as flexibility, low cost and roll to roll compatibility. It defines then the diffraction gratings and their specifications and closes with the explanation of adhesion mechanisms of inorganic materials on polymer substrates. The third chapter discusses processing of grating couplers. It introduces the basic fabrication methods and details a selection of current fabrication schemes found in literature with an assessment of their potential use for the desired application. The last chapter is a FMEA analysis of the retained fabrication process, called Flip and Fuse, in order to check its capability to realize the grating structure.
Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
2016-08-25
BachelorThesis
Text
eng
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/459
http://dx.doi.org/10.15488/436
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/459/2/license.txt
44920bddea470761401296a86c17bd84
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/459/3/BachelorThesis_Gribaa_final_CC.pdf
5e1722160f67e04e79d6b0db9bc83f5c
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/459/4/BachelorThesis_Gribaa_final_CC.pdf.txt
40db53074f1f1bd12b0d86347a478ee4
CC BY 3.0 DE
Grating couplers
Fabrication
Polymeric devices
Gitterkoppler
Optische Sensorik
Produktion
Polymere
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/17722022-12-02T18:24:34Zcom_123456789_1col_123456789_3doc-type:Textopen_accessdoc-type:MasterThesisstatus-type:publishedVersionddc:620
Optimierung einer Fachwerkbinderkonstruktion in Stahl- bzw. kombinierter Stahl-Holzbauweise unter Berücksichtigung brandschutztechnischer Anforderungen am Beispiel einer Sporthalle
Optimisation of a steel or hybrid steel-timber trussed girder based on technical requirements for fire protection of a sports hall
Sandbrink, Stefan
Die Dachtragwerke von wettkampftauglichen Sporthallen müssen in der Regel neben dem Sportfeldbereich auch den Tribünenbereich stützenfrei überspannen. Aufgrund der großen Spannweite von mehr als 28 Metern kann dieser Forderung bspw. durch Dachbinder in Stahl-, Holz- oder Spannbetonbauweise entsprochen werden, welche nach der Niedersächsischen Versammlungsstättenverordnung zudem feuerhemmend ausgebildet sein müssen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Dachbinder in Stahlbzw. hybrider Stahl-Holzbauweise hinsichtlich statischer, bau- und brandschutztechnischer sowie wirtschaftlicher Gesichtspunkte optimiert werden. Während die Kaltbemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit bei einem Stahlfachwerkbinder erfolgreich durchgeführt werden kann, ist eine Realisierung der Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten unter Ansatz der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) nur durch die Verwendung von unwirtschaftlich überdimensionierten Profilabmessungen auf Bauteilebene möglich. Werden zudem die Zwangskräfte aus thermischer Dehnung angesetzt, ist der Nachweis für das Gesamttragwerk nicht möglich. Gerade bei Sporthallen, die bei ordnungsgemäßer Nutzung nur eine geringe Brandlastdichte aufweisen, kann über die Verwendung von Naturbrandmodellen gezeigt werden, dass die zu erwartenden Raumgas- und damit auch Stahltemperaturen deutlich unter jenen bei Ansatz der ETK liegen. Eine Heißbemessung des Stahlfachwerks gelingt dabei sowohl mit dem vereinfachten Naturbrandmodell Lokaler Brand als auch bei einem allgemeinen Naturbrandmodell mit thermodynamischer Berechnung in FDS. In einer Variantenstudie ist neben der erfolgreichen Bemessung eines mit DSBBS geschützten Stahlfachwerks ein im Firstbereich gekrümmter Holzbinder mit Stahlunterspannung nachgewiesen worden. Auch die Brandschutznachweise der Holzbauteile sind aufgrund des günstigen thermischen Verhaltens von Holz im Brandfall - durch die Pyrolyse des Holzes bildet sich eine schützende Kohleschicht aus - über eine entsprechende Dimensionierung möglich. Um diesen Schutzeffekt des Holzes an Stahlteilen nutzen zu können, sind experimentelle Brandversuche und numerische Simulationen an mit Holzmanschetten geschützten Stahlquerschnitten durchgeführt worden. Bereits wenige Zentimeter Holzschichtdicke reichen aus, um die Stahltemperatur deutlich unterhalb des kritischen Bereichs zu halten. Insgesamt scheint der Einsatz von Holzmanschetten alternativ zum einzigen auf kreisförmigen Zuggliedern zugelassenen DSBBS neben gestalterischen Aspekten gerade in Bezug auf Dauerhaftigkeit betrachtenswert zu sein.
In compliance with the rules, the roof structures of sports halls that are suitable for competition also have to span the stands, in addition to the sports field, without support. Due to the large span of more than 28 meters, roof trusses in steel, wood or prestressed concrete constructions can fulfill this requirement, which must also be fire-resistant according to the Lower Saxony Assemblies Ordinance. It is the purpose of this work, to optimize roof trusses in steel or hybrid steel-wood construction in terms of static, construction and fire protection as well as economic aspects. While the dimensioning can be carried out successfully in the limit of the load carrying capacity of a steel truss, an implementation of the fire resistance duration of 30 minutes under the assumption of the uniform temperature time curve (UTTC) is only possible by using uneconomically oversized profile dimensions on the component plane. If the restraining forces as a result of thermal expansion are applied, a proof for the entire support structure is not possible. Especially in sports halls that have a low fire load density when properly used, natural fire models can be used to show that the expected gas and steel temperatures are significantly below those under approach of the UTTC. In case of fire, a dimensioning of the steel truss is achieved with the simplified natural fire model local fire as well as with a general natural fire model with thermodynamic calculation in FDS. The successful dimensioning of a steel truss protected by an insulating layer-forming fire protection system was proved in a variety-study. In addition, a hybrid steel-wood construction is dimensioned, consisting on the upper side of a laminated timber beam curved in the ridge area and on the lower side of a steel rod. Due to the good thermal behavior of wood in the event of a fire – the pyrolysis of wood forms a protective carbon coating – the fire safety proofs of the wooden components are also possible through appropriate dimensioning. In order to be able to utilize this protective effect of wood on steel parts, experimental fire tests and numerical simulations have been carried out on steel cross-sections protected with wooden sleeves. Already a few centimeters of wood layer thickness are sufficient to keep the steel temperature well below the critical range. Overall, the use of wooden sleeves as an alternative to the only insulating layer forming fire protection system approved on circular tension members seems to be, in addition to design aspects, a considerable possibility with regard to durability.
Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
2017-07-28
MasterThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/1772
http://dx.doi.org/10.15488/1747
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/1772/1/Masterarbeit%20Stefan%20Sandbrink%20-%20Ver%c3%b6ffentlichung.pdf
05da2c4b4b400cb78b0d41a2a9d7a7b8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/1772/2/license.txt
44920bddea470761401296a86c17bd84
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/1772/3/Masterarbeit%20Stefan%20Sandbrink%20-%20Ver%c3%b6ffentlichung.pdf.txt
427b1657a0dc96429650faa2d4db52dc
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
wood as a fire protection system
sports hall roofs
steel / steel-wood constructions
fire protection
natural fire modells
fire protection system for steel-constructions
Holz als Brandschutzsystem
Sporthallendächer
Stahl- bzw. Stahl-Holzbauweise
Brandschutz
Naturbrandmodelle
Brandschutz von Stahltragwerken
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/26792022-12-02T07:32:52Zcom_123456789_171com_123456789_2961col_123456789_2962col_123456789_326doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Flowable and Stable Concrete : Design, Characterization and Performance Evaluation
Abebe, Yared Assefa
Lohaus, Ludger
Flowable concretes, while possessing remarkable workability properties, are inherently susceptible to sedimentation and segregation, especially under the influence of external stress such as vibration and pumping pressure. This situation is further aggravated by the fact that the concrete production, transportation and casting processes are liable to fluctuations in the quality of the raw materials and the environmental conditions. Consequently, their application in the concrete construction sector is currently very limited. However, when the geometrical complexity, reinforcement density and dimensional enormity of today’s modern structures are considered, there remains no plausible option other than to use flowable concretes. Hence, dealing with the bottlenecks beforehand is of paramount importance for a reliable application of such concretes. Within the scope of this dissertation, three main aspects with regard to flowable and stable concrete are addressed: mix-design, characterization and performance evaluation. The newly developed Water Balance Mix-Design method (WBMD) guarantees not only the flowability and pumpability but also stability (under vibration and pressure) and robustness of concrete. This is achieved through a systematic design strategy which includes optimization of the aggregate compositions to enhance the lattice effect, determination of the minimum paste demand of the aggregates and quantifying the effective water demand of fines compositions by integrating the effects of superplasticizers (SP). The water balanced concretes (WBC) were composed by making use of different paste and aggregate compositions. Moreover, extra water was added to the mixtures in order to evaluate their robustness. The characterization of the fresh concrete properties was carried out using standard and new investigation methods. The flowability was investigated using slump flow tests (with and without tapping). The stability under vibration was evaluated using a modified wash-out test (WT), sedimentation - sieve - test (SST) and visual assessment of the sedimentation behavior on hardened concrete specimen. The pumpability and pump-stability were quantified by means of a pumping resistance simulator (PuReSi) and high pressure filter press (HPFP). Moreover, rheological characterization of the concretes was conducted using a rotational rheometer Viskomat XL while the extracted mortar and paste compositions were tested using Viskomat NT. A high level of shear loading was applied for the rheological investigations to reproduce the structural breakdown process that takes place when concretes are exposed to external stress. Based on the results of the investigations, a detailed analysis is presented with regard to the effects of the different constituent materials and design parameters on the fresh concrete as well as the rheological properties. Moreover, through a systematic assessment of the rheological properties of the subsequent phases of paste, mortar and concrete, a multiscale rheological model is developed for quantifying the structural breakdown process. The rheological studies are also applied for the characterization of the sedimentation behavior during the structural breakdown process and the quantification of the pumpability and pump-stability properties. Furthermore, new performance evaluation criteria are defined for flowable concretes on the basis of the results of the stability, rheological and flowability investigations, especially with regard to the stability properties under vibration and pressure. To this end, the rheological performance criteria as applied to the paste, mortar and concrete phases are integrated with the performance criteria derived from the stability and flowability investigations to produce a multiscale performance evaluation strategy. A combined analysis of the water balance criteria (WB) with the performance evaluation criteria has confirmed the adequacy of the WBMD for designing flowable concretes of reliable stability. Finally, a comprehensive model for flowable and stable concrete comprising micro, meso and macro scales is presented that encompasses the WBMD, the relevant characterization methods and the corresponding performance evaluation criteria.
Hannover : Institut für Baustoffe, Leibniz Universität
2017
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/2679
http://dx.doi.org/10.15488/2653
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/2679/1/Abebe%202017%20Flowable%20and%20Stable%20Concrete.pdf
44567694dc100c8787b0cdc9646c272f
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/2679/2/license.txt
85c913b469ef70cb86fd62b77891ef6a
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/2679/3/PA-40%20Abebe.pdf
77ae67e8042a15c40964c9548c2f5c77
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/2679/4/Abebe%202017%20Flowable%20and%20Stable%20Concrete.pdf.txt
c613c1e0fa4f897e572ddf1d742872ba
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Water Balance Mix-Design
Flowability
Sedimentation under Vibration
Pumpstability
Pumpability
Performance Evaluation Criteria
Structural Breakdown
Multiscale Rheological Model
Fließfähigkeit
Pumpbarkeit
Beton
Rüttelstabilität
Pumpstabilität
Performancebeurteilungskriterien
Strukturbruch
rheologisches Multiskalenmodell
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/27372022-12-02T08:02:56Zcom_123456789_1com_123456789_171com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962col_123456789_326doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Ein performance-basiertes Konzept zur Dauerhaftigkeitsbemessung chemisch beanspruchter Betonbauteile
Gerlach, Jesko
Lohaus, Ludger
Die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit chemisch beanspruchter Betonbauteile und Betonbauwerke erfolgt nach dem derzeit gültigen Normenwerk deskriptiv. Das auf Erfahrungswerten beruhende Nachweiskonzept stößt jedoch an Grenzen, wenn durch den Einsatz neuer Betone, Baustoffe und Bauweisen der normativ abgesicherte Erfahrungsbereich verlassen wird. Um die Grenzen des derzeitigen deskriptiven Nachweiskonzepts zu überwinden, wurde in dieser Arbeit ein performance-basiertes Konzept zur Dauerhaftigkeitsbemessung chemisch beanspruchter Betonbauteile entwickelt. Durch eine Berücksichtigung der beim chemischen Angriff ablaufenden Schädigungsprozesse und der zu erwartenden Einwirkungen und Materialwiderstände wird damit eine quantitative Bemessung der Dauerhaftigkeit ermöglicht. Für die Bemessung der Dauerhaftigkeit ist es zunächst erforderlich, dass die Betonleistungsfähigkeit auf Baustoffebene (Materialwiderstand) bestimmt wird. Hierfür wurde ein auf Prüfgrundsätzen (Anforderungen an Prüfparameter) basierendes Prüfkonzept entwickelt, das es ermöglicht, derzeit existierende Prüfverfahren zu vereinheitlichen. Mithilfe der Prüfgrundsätze wird sichergestellt, dass die in Säureprüfungen gewählten Angriffs- und Randbedingungen zu einer vergleichbaren Einwirkung führen und somit die Vergleich- und Reproduzierbarkeit von Untersuchungsergebnissen gewährleisten. Um die Auswirkung baustofflicher Schädigungsprozesse auf makroskopische Eigenschaften und das Tragverhalten zu berücksichtigen, erfolgt der Nachweis der Dauerhaftigkeit auf Bauteilebene. Um die dafür erforderliche Entwicklung der Bauteilschädigung beschreiben zu können, wurde ein physikalisch begründetes Diffusions-Abtrags-Modell entwickelt. Dieses beschreibt den Transport der angreifenden H3O+-Ionen in der geschädigten Zone, deren chemische Umsetzung an der Korrosionsfront sowie den oberflächigen Abtrag der geschädigten Zone, wobei der mithilfe des Prüfkonzepts ermittelte Materialwiderstand in das Modell einfließt. Die eigentliche Bemessung erfolgt mithilfe eines Nachweiskonzepts durch eine grenzzustandsbezogene Zuverlässigkeitsbetrachtung, in der eine zulässige Schädigungstiefe einer zeitveränderlichen Schädigungstiefe gegenübergestellt wird, wobei letztere mithilfe des entwickelten Diffusions-Abtrags-Modells ermittelt werden kann. Innerhalb des Nachweiskonzepts stehen mit einem voll- und semiprobabilistischen Nachweisverfahren sowie einem vereinfachten Nachweisverfahren mit Bemessungsnomogrammen unterschiedliche Bemessungsformate zur Verfügung, die es ermöglichen, unterschiedliche Strategien zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit (z. B. Betone mit erhöhtem Säurewiderstand oder Opferbetonkonzepte) sowie deren Kombination zu bemessen, zu vergleichen und begründet auszuwählen.
The current design approach to ensure durability of concrete structures in acidic environments ist commonly based on prescriptive specifications. Due to the lack of proven experiences, this design approach has its limitation when using innovative concretes, novel constituent materials and construction methods. In order to overcome the limitations of the prescriptive design approach, a performance-based design concept for durability design of concrete structures in acidic environments has been developed in this thesis. This concept allows a quantitative consideration of durability by taking into account the degradation processes caused by acidic environments as well as the environmental load and material resistance. The design approach first requires the determination of the material resistance. Therefore, a testing approach has been developed which offers the possibility to standardise existing test methods. The standardisation of existing test methods is achieved by testing principles which ensure roughly comparable exposure conditions during testing and therefore lead to comparable and reproducible test results. Considering acid attacks on concrete structures, reduced structural dimensions have to be assumed at the end of the service life due to the formation of corroded surface layer with low mechanical strength. Therefore, it is necessary to consider the degradation of the structural component. To describe the degradation of the structural component, a diffusion-erosion-model has been developed. This model describes (i) the transport of H3O+-ions in the corroded surface layer, (ii) the chemical reactions at the corrosion front, and (iii) the erosion of the corroded surface layer. As model input parameter, the material resistance determined by the developed testing approach is used. For the actual design of the structural components, the time-varying degradation as a result of the diffusion-erosion-model has to be compared with the permissible degradation depth by using a reliability-based limit state. For the analysis of the limit state, the developed performance-based concept offers different design levels including (i) a fully probabilistic approach, (ii) a semi-probabilistic approach, and (iii) a simplified design approach with design nomograms. These different design levels can be used for a quantitative estimation of concrete durability. With these different design levels, the service life of concrete structures in acidic environments can be estimated and hence allow for a quantitative consideration of concrete durability.
Hannover : Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe
2017
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/2737
http://dx.doi.org/10.15488/2711
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/2737/2/license.txt
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CC BY 3.0 DE
acid attack
durability design
diffusion-erosion-model
performance testing
reliability-based design
Chemischer Betonangriff
Dauerhaftigkeitsbemessung
Diffusions- Abtrags-Modell
Säureprüfung
Zuverlässigkeitsbasiertes Bemessungskonzept
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/30942022-12-02T07:32:53Zcom_123456789_171com_123456789_2961col_123456789_2962col_123456789_326doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Realitätsnahe Materialeigenschaften von hochfesten Feinkornbetonen in Grouted Joints
Realistic Material Properties of High Strength Grout in Grouted Joints
Werner, Michael
Lohaus, Ludger
Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen werden häufig bei Offshore-Windenergieanlagen eingesetzt, um den aufragenden Teil der Tragstruktur mit den Gründungspfählen zu verbinden. In Deutschland wird der Ringspalt, der sich zwischen zwei Rohren unterschiedlichen Durchmessers ergibt, üblicherweise mit einem hochfesten Feinkornbeton verfüllt, um den Kraftschluss zwischen den Rohren sicherzustellen. Bislang herrscht noch eine gewisse Unsicherheit vor, ob sich die im Groutspalt und damit im Bauwerk einstellenden Materialeigenschaften mit denen vergleichen lassen, die sich unter Laborbedingungen ergeben. Dies begründet sich einerseits durch Einflüsse aus dem Verfüllprozess mit seinen nicht immer eindeutig vorhersehbaren Fließwegen, andererseits aber auch durch offshoretypische Störeinflüsse aus Wind, Wellen und erschwerten Einbaubedingungen. Aus realen Bauteilen können nur unter schwierigsten Bedingungen Probekörper entnommen werden, weshalb keine belastbaren Daten aus realen Offshore-Tragstrukturen vorhanden sind. Um dennoch möglichst genaue Annahmen zu den realen Materialeigenschaften treffen zu können, wird ein neu entwickeltes Versuchsverfahren zur realitätsnahen Herstellung von Ersatzbauteilen vorgestellt, aus denen Probekörper entnommen werden können. Der Verfüllprozess kann dabei durch die Verwendung einer transparenten Schalhaut direkt beobachtet werden. Im Rahmen der Arbeit wurden im entwickelten Großversuchsstand Verfüllversuche mit unterschiedlichen, handelsüblichen Grout-Materialien durchgeführt. Aus den Versuchen ließen sich wesentliche Erkenntnisse ableiten. Der Verfüllprozess muss sich nicht negativ auf die Druckfestigkeit des Grout- Materials auswirken. Vielmehr lagen die meisten am Ersatzbauteil festgestellten Werte oberhalb oder in der Größenordnung der aus den Laborversuchen abgeleiteten Druckfestigkeiten.Auf Grundlage der Druckfestigkeitsergebnisse konnte ein Teilsicherheitsbeiwert für Grout-Material im Grenzzustand der Tragfähigkeit abgeleitet werden. Dazu wurden die Relationen der Festigkeiten im Bauteil zu den Laborfestigkeiten und ihre Streuungen ebenso betrachtet wie die Streuungen der Grout-Materialien selbst. Anschließend wurde der Vorschlag mit statistischen Methoden durch die an den Bauteilen ermittelten Druckfestigkeiten verifiziert und die einzuhaltenden Randbedingungen für die Anwendbarkeit des Konzepts angegeben. Bei den durchgeführten Verfüllversuchen wurden Anlagerungen von Vorlaufmischung und entmischtem Grout-Material beobachtet. Somit können solche Störstellen in realen Bauwerken nicht ausgeschlossen werden. Um ihren Einfluss auf die Zugfestigkeit und die Steifigkeit abschätzen zu können, wurde eine spezielle Versuchseinrichtung als Stempeleindringversuch konzipiert. Bei den durchgeführten Versuchen zeigten sich deutliche Streuungen zwischen den einzelnen Last-Verformungs-Kurven an Proben aus Bereichen der Schubverzahnungen, was auf einen negativen Einfluss schließen lässt. Diesem Phänomen kann mit einer hochfesten Vorlaufmischung entgegengewirkt werden. Da auf hoher See nicht generell von einem reibungslosen Verfüllprozess ausgegangen werden kann, wurden zwei maßgebliche Störfallszenarien in Voruntersuchungen identifiziert und im Großversuchsstand simuliert. Das erste Szenario bildet den Ausfall einer Mischanlage ab, wodurch der Verfüllprozess deutlich verlangsamt wird. Hierbei konnte ein negativer Einfluss auf die Frischmaterialeigenschaften und in der Folge auch auf die Druckfestigkeit festgestellt werden. In einem zweiten Störfallszenario wurde eine sogenannte "Stinger-Vergroutung“ nachgestellt, bei der das Grout-Material frei durch das Wasser fällt. Bereits während der Versuchsdurchführung konnte ein starkes Auswaschen der Feinanteile des Grout-Materials beobachtet werden. Hierdurch wurde die Druckfestigkeit insbesondere im unteren Bereich der Bauteile stark verringert. Solche Entmischungen müssen durch Begrenzung der Fallhöhe im Wasser vermieden werden.
Hannover : Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe
2017
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3094
http://dx.doi.org/10.15488/3064
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3094/1/DissWerner.pdf
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CC BY-ND 3.0 DE
Grouted Connection
Offshore-Windenergieanlagen
Vergussmörtel
Verfüllversuch
Teilsicherheitsbeiwert
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/31222022-12-02T07:32:52Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Reibverhalten elastomerer Werkstoffe auf rauen Oberflächen
Lang, Andrej
Diese Arbeit beschäftigt sich mit experimentellen und theoretischen Untersuchungen des stationären Reibverhaltens von elastomeren Werkstoffen auf rauen Oberflächen im Hinblick auf besseres Verständnis von Reifen beim Bremsen unter nassen und trockenen Bedingungen. Zusätzlich werden grundlegende Zusammenhänge zwischen den physikalischen sowie dynamisch-mechanischen Eigenschaften und den Reibeigenschaften gezeigt und im Detail besprochen. Ein weiterer Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung modifizierter Ruße mit dem Ziel, die Energiedissipation unter dynamischer Beanspruchung und damit die Reibung zu senken und dadurch die Energieeffizienz von elastomeren Bauteilen zu steigern. Im Gegensatz zu rein elastoplastischen Reibkombinationen zeigen die Reibeigenschaften von Elastomeren auf starren, rauen Oberflächen ein sehr komplexes Verhalten, das durch viskoelastische Eigenschaften, Temperatur, Relativgeschwindigkeit, Last und anderen Faktoren beeinflusst wird. Durch experimentelle Bestimmung des Reibkoeffizienten in Abhängigkeit von oben genannten extrinsischen und intrinsischen Größen wird gezeigt, dass vor Allem die Kontaktbedingungen und das auf die Anregung reagierende Materialverhalten den Reibprozess enorm bestimmen. In diesem Zusammenhang wird eine neue, physikalisch motivierte Methode zur Bestimmung von viskoelastischen Masterkurven gefüllter Elastomere vorgestellt und im Detail diskutiert. Mit Hilfe des erweiterten, theoretischen Konzepts von Klüppel et al werden die einzelnen Reibanteile im Einklang mit den experimentellen Daten identifiziert. Es wird gezeigt, dass im Wesentlichen zwei Beiträge das Elastomerreibverhalten beeinflussen: (i) Hyste-resereibung, die durch innere Energieverluste des Gummis bei zyklischer Belastung durch Unebenheiten der Substratoberfläche auf einer breiten Frequenzskala hervorgerufen wird; (ii) Adhäsionsreibung, die als Peeling-Effekt durch viskoelastisches Rissöffnungsmecha-nismus zwischen Elastomer und Substrat interpretiert wird. Das theoretische Model sagt in guter Übereinstimmung mit den Experimenten eine Abnahme des Reibkoeffizienten mit der Lastzunahme voraus. Durch die Bestimmung kontinuierlicher Reibmasterkurven, die sich über einen breiten Geschwindigkeitsbereich erstrecken, können die Masterkurven als isotherm betrachtet werden, was sicherstellt, dass die gemessene Lastabhängigkeit nicht auf Reiberwärmung der Probe zurückzuführen ist. Die Reibsimulationen geben Aufschluss über die relativen Anteile der beiden Beiträge Adhäsion und Hysterese am Reibprozess, die je nach Geschwindigkeit und Oberflächen-rauheit zwischen und liegen. Feine Oberflächen zeigen höhere Adhäsionsreibung und kleinere Hysteresebeiträge gegenüber raueren Oberflächen. In Folge einer detaillierteren Parameterstudie werden zudem Vorhersagen für diverse Rennstrecken realisiert. Experimentelle Untersuchungen anhand von drei unterschiedlichen Polymertypen gefüllt mit und ohne modifiziertem Ruß zeigen, dass eine geeignete Veränderung der Rußstruktur zu einer Erniedrigung der dissipativen Verluste führt. Diese Ergebnisse können dazu genutzt werden hysteresearme Elastomere zu entwickeln, um die Energieeffizienz von Gummibauteilen unter dynamischer Beanspruchung zu steigern.
Hannover : Insititutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3122
http://dx.doi.org/10.15488/3092
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
rubber friction on rough surfaces
load dependence
friction master curves
viscoelastic master curves
time-temperature superposition
energy dissipation
tire tread compounds
Elastomerreibung auf rauen Oberflächen
Lastabhängigkeit
Reibmaster-kurven
viskoelastische Masterkurven
Zeit-Temperatur-Superposition
Energiedissipation
Reifenlaufflächenmischungen
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/35182022-12-13T15:14:00Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Scannende Laser-Projektionseinheit für die Fahrzeugfrontbeleuchtung
Kloppenburg, Gerolf
Lachmayer, Roland
Neumann, Cornelius
Die Forschung an neuartigen Beleuchtungssystemen für das Fahrzeug zielt darauf ab, dem Fahrer eine optimale Sicht und Ausleuchtung der Umgebung zu ermöglichen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund relevant, dass der größte Teil der Informationen beim Fahren visuell aufgenommen wird. In Kombination mit Daten aus der Fahrzeugsensorik können dazu Bilder generiert werden, die den Fahrer in vielen Situationen unterstützen und so dabei helfen, Unfälle zu vermeiden. Gegenwärtige Entwicklungen im Bereich der Fahrzeugscheinwerfer haben bereits zum Ziel, eine möglichst große Anzahl von Lichtsegmenten vor dem Fahrzeug individuell anzusteuern um eine situationsangepasste Ausleuchtung des Verkehrsraums zu ermöglichen. Im Hinblick auf autonom fahrende Fahrzeuge gewinnt zusätzlich dazu auch die Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern, gegebenenfalls aber auch mit den Fahrzeuginsassen an zusätzlicher Bedeutung. Als nächster Schritt in der lichtbasierten Fahrerassistenz werden im Rahmen dieser Arbeit Informationsprojektionen in den Verkehrsraum zur Unterstützung des Fahrers behandelt. Ziel ist der Aufbau eines geeigneten Projektors für die Darstellung farbiger Fahrerassistenzinformationen im Verkehrsraum. Dazu werden die Anforderungen an den optischen Aufbau eines solchen Systems erarbeitet. Besondere Berücksichtigung finden dabei die benötigte Lichtmenge für die Sichtbarkeit der Darstellung, der darstellbare Farbraum, der Bereich, in dem eine Projektion erfolgen sollte und die Ansteuerung der Lichtquelle für die Bilderzeugung. Aufbauend auf den Anforderungen werden Konzepte für die Umsetzung der hochauflösenden Bilderzeugung erarbeitet und bewertet. Die Umsetzung erfolgt in Form eines Demonstrators mit drei Laserdioden in den Farben rot, grün und blau zur Erzeugung einer Farbmischung und in Kombination mit einem scannend eingesetzten Mikrospiegel für die Bilderzeugung. Anhand dieses Systems werden die Einsatzmöglichkeiten für die Darstellung von Fahrerassistenzinformationen evaluiert.
Garbsen : TEWISS Verlag
2017
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3518
http://dx.doi.org/10.15488/3488
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3518/1/diss.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
driver assistance
laser diode
micro scanner
vehicle lighting
Fahrerassistenz
Laserdiode
Mikroscanner
Fahrzeugbeleuchtung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Restriktionsgerechtes Gestalten gewichtsoptimierter Strukturbauteile für das Selektive Laserstrahlschmelzen
Lippert, René Bastian
Lachmayer, Roland
Vietor, Thomas
Die nachhaltige Verwendung von zunehmend knapper werdenden Ressourcen sowie ein effizienter Einsatz von Produkten im Lebenszyklus fordern die Gewichtsoptimierung von Strukturbauteilen. Ein Ansatz stellt die Verwendung des Selektiven Laserstrahlschmelzens dar, indem komplizierte Bauteile mit hoher Materialausnutzung gefertigt werden können. Somit kann die Materialverteilung von Strukturbauteilen präzise an die während des Lebenszyklus auftretenden Lasten angepasst werden. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Gewichtsoptimierung von Strukturbauteilen für das Selektive Laserstrahlschmelzen vorgestellt, welche die Verwendung von kraftflussangepassten Strukturen ermöglicht. Vor diesem Hintergrund werden ein systematisches Vorgehen beschrieben, relevante Rechnerwerkzeuge bereitgestellt sowie Gestaltungsrichtlinien für Selektives Laserstrahlschmelzen für die Fertigung von inneren Strukturen spezifiziert. Als Grundlage für die erarbeitete Methode werden Anwendungen für innere Strukturen untersucht. Dabei werden die Bewertung zur Erfüllung einer mechanischen Aufgabe sowie die Herstellbarkeit im Selektiven Laserstrahlschmelzen diskutiert. Die Methode wird auf einen Demonstrator angewandt. Dafür werden angepasste Bauteilgeometrien gestaltet und durch den Einsatz von Rechnerwerkzeugen simuliert. Die aufgebauten Modelle werden im Selektiven Laserstrahlschmelzen aus AlSi10Mg gefertigt und anschließend erprobt. Neben dem Vergleich der Modelle untereinander erfolgt die Validierung der durchgeführten Simulationen. Die in der vorliegenden Arbeit erarbeiteten Ergebnisse werden hinsichtlich deren Praxisrelevanz diskutiert. Dazu wird der Optimierungsverlauf bei der Verwendung innerer Strukturen analysiert. Es erfolgt die Beschreibung notwendiger Maßnahmen zur Anwendung der Methode. Abschließend werden entscheidende Einflussfaktoren von inneren Strukturen im Gestaltungsprozess zusammengefasst.
Garbsen : TEWISS Verlag
2018
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3519
http://dx.doi.org/10.15488/3489
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3519/1/Diss_Version_36.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Design for Additive Manufacturing
Lattice structures
selective laser melting
Gestaltung für Additive Fertigung
Innere Strukturen
Selektives Laserstrahlschmelzen
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Untersuchungen zum Betriebsverhalten radial vorgespannter Zylinderrollenlager
Böttcher, Roman
Die bewusste Aufbringung von Vorspannungen auf Wälzlager kann deren Lebensdauer erhöhen und die Gefahr von schlupfinduzierten Schädigungen senken. Dennoch wird im industriellen Einsatz die Anwendung dieser Leistungssteigerungsmaßnahme bei Zylinderrollenlagern bislang vermieden. Vorgespannte Lager können Betriebsbedingungen hervorbringen, in denen sich die Vorspannung selbstständig und selbstverstärkend erhöht, wodurch Einsatzgrenzen erreicht oder sogar Schädigungen hervorgerufen werden. Während in einem Lager mit positivem Betriebsspiel nur wenige Wälzkörper belastet sind, verteilt sich bei Verringerung des Lagerspiels und der Aufbringung einer radialen Vorspannung die äußere Belastung auf eine größere Anzahl von Wälzkörpern. Die maximale Wälzkörperbelastung sinkt, wodurch höhere Ermüdungslebensdauern erzielt werden, sofern die Vorspannung unterhalb eines kritischen Wertes liegt. In dieser Arbeit wurde in theoretischen Untersuchungen der Einfluss einer Betriebsspielvariation mit positiven und negativen Werten auf die Last- und Pressungsverteilung im Lager, die Ermüdungslebensdauer und das Reibmoment verschiedener üblicher Zylinderrollenlager untersucht. Aus der Analyse einer Vielzahl von Berechnungsergebnissen bezüglich der Lastverteilung im Lager wurde eine einfach anzuwendende Methode zur Bestimmung des lebensdaueroptimierten Betriebsspiels ermittelt. Das Betriebsspiel eines Wälzlagers wird durch die initiale Lagerluft und die Montagebedingungen sowie durch den Temperaturunterschied zwischen den Lagerringen bestimmt. Der Temperaturunterschied führt bei Wellenlagerungen i.A. zu einer Verringerung des Montagespiels. Im Betrieb besitzt das Lager folglich ein kleineres Spiel als im Stillstand. Der Temperaturunterschied und damit die Lagervorspannung wird von den Betriebsbedingungen und den Eigenschaften des umgebenen Systems bestimmt und kann sich im Betrieb selbständig und selbstverstärkend insbesondere im Hochlauf erhöhen. In dieser Arbeit wurden verschiedene Zylinderrollenlager (30 bis 280mm Bohrungsdurchmesser) in experimentellen Untersuchungen betrieben, dabei das Temperaturverhalten untersucht und nach Anzeichen eines instationären Betriebs und möglicher Einsatzgrenzen gesucht. Außerdem wurde an Zylinderrollenlagern verschiedener Betriebsspiele experimentell das Reibmoment, der Käfigschlupf und das Wälzkörperschränken untersucht.
Intentionally applied preload can extend bearing life and can help to avoid damages due to slip. Although preloads are widely utilized with angular contact bearings, preloaded cylindrical roller bearings (CRB) are rarely deployed in industrial application. Besides the advantages, preloaded bearings can tend to increase their preload in a self-reinforcing way which restricts their application limits. An external radial force acting on a rolling element bearing is normally transfered only by few rolling elements due to bearing clearance and deflection under load. The loaded zone inside the bearing grows with clearance reduction and the growth of prelaod. This leads to reduced maximum rolling element loads and therefore rising fatigue life time as long as the preload does not exceed a crticial value. A variation of bearing clearance with positive as well as negative values was investigated theoretically for this work regarding load distribution, contact pressure, fatique life and frictional moment for different types of commercial CRB. An easy-to-use method for the estimation of radial preloads optimized for maximum bearing fatigue life was developed by an evaluation of a multitude of calculation results obtained with an iterative calculation of the load distribution. The actual value of bearing clearance during operation is influenced by the initial clearance and mounting conditions as well as temperature gradients inside the bearing. The temperature gradient results from friction losses or heat flow from the surrounding system and normally leads to smaller clearance during operation than in standstill for shaft bearings. Temperature gradients and therefore bearing clearance values depend on operating conditions and system characteristics and can vary autonomously and even in a self-reinforcing way especially during start-up. For this work, different preloaded CRB (30 to 280mm bore diameter) were operated for experimental investigation. The temperature behavior was therin analyzed by means of characteristic values and examined regarding indications for instationary and self-reinforcing behavior as well as application limits. Frictional torque, cage slip, roller alignment and fatigue life could be investigated for tests with different clearance values.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3287
http://dx.doi.org/10.15488/3257
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3287/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3287/3/Dissertation_Roman_Boettcher_vorgespannte_Zylinderrollenlager.pdf
d9acdcc38d8ffbdb312876923e376211
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3287/4/Dissertation_Roman_Boettcher_vorgespannte_Zylinderrollenlager.pdf.txt
99b4ba894e3627cb71e962b4c43ddaa1
CC BY 3.0 DE
Rolling Element Bearing
Load Distribution
Preload
Fatigue Life
Thermal Behavior
Wälzlager
Lastverteilung
Vorspannung
Lebensdauer
Temperaturverhalten
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/32962022-12-02T07:32:52Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Experimentelle Untersuchung des dynamischen Strömungsabrisses an einem Rotor mit axialer Zuströmung
Schwermer, Till
Der dynamische Strömungsabriss (Dynamic Stall) am rücklaufenden Blatt des Hauptrotors schränkt die Flugenvelope von modernen Helikoptern ein. Durch großflächige Strömungsablösungen verursacht er hohe strukturelle Lasten mit starken Hystereseeffekten und beeinträchtigt die Steuerbarkeit. Mit analytischen und empirischen Modellen ist der Dynamic Stall nur schlecht vorhersagbar und wird im Hubschrauberentwurf wenig berücksichtigt. In dieser Dissertation wird ein Rotorteststand entwickelt, an dem der Dynamic Stall am Rotor vereinfacht und unter optimierten Randbedingungen untersucht werden kann. Er bietet eine gute optische Zugänglichkeit zur Anwendung berührungsloser Messverfahren. Der Dynamic Stall wird durch eine zyklische Rotorblattansteuerung erzielt. Bisher mussten Vorwärtsflugzustände am Rotor in sehr teuren Windkanalversuchen hergestellt werden, um den Dynamic Stall am Rotor zu untersuchen. Durch die Konstruktion des Teststandes werden darüber hinaus der Betrieb im Bodeneffekt und eine Rezirkulation des Rotornachlaufs vermieden. Der Rotor besteht aus zwei negativ verwundenen Rotorblättern mit einer Streckung von 7.1 und einem Radius von 0.65m. Er wird bei einer Drehfrequenz von 23.6Hz betrieben, was bei 75% Radius eine Machzahl von 0.21 und eine auf die Profiltiefe bezogene Reynoldszahl von 353000 ergibt. Am Rotorblatt wird die Umströmung anhand von Strömungsvisualisierung mit tufts, instationären Oberflächendruckmessungen, Strömungsfeldmessungen mit der Particle Image Velocimetry (PIV) sowie der Differential Infrared Thermography (DIT) zur Ablösedetektion vermessen. Weiterhin wird die Blattspitzenauslenkung erfasst. Messungen werden an unterschiedlichen radialen Schnitten auf dem Rotorblatt und erstmalig für den gesamten Rotorumlauf durchgeführt. Ein Telemetriesystem ermöglicht synchronisierte, instationäre Messungen im rotierenden System mit einer Signalbandbreite von 19kHz. Für eine zyklische Blattansteuerung mit einer Amplitude von 6.2° und einem mittleren Steuerwinkel von 16.9° bei 75% Radius zeigen PIV-, DIT-, tuft- und Oberflächendruckdaten eine Strömungsablösung für die Hälfte des Rotorumlaufes. Die stark dreidimensionale Ablösung wird bei 84% Radius initiiert und breitet sich von dort zur Blattspitze und -wurzel aus. Mehrere Ablösezellen, wie an schwingenden Profilen und Blattspitzen beobachtet, treten am Rotor nicht auf. An der Blattspitze und bei halber Spannweite tritt der Dynamic Stall schwächer und verzögert gegenüber 84% Radius auf. Während der Ablösung spielen Zentrifugalkräfte eine dominante Rolle im Rezirkulationsgebiet. Dort kommt es zu hohen spannweitigen Strömungsgeschwindigkeiten, die in Richtung Blattspitze linear zunehmen. Eine globale Einteilung des Dynamic Stalls in Light Stall oder Deep Stall kann aufgrund großer radialer Unterschiede im Ausmaß und im zeitlichen Verlauf des Dynamic Stalls nicht erfolgen. Durch die hohe Aperiodizität des Dynamic Stalls weisen Phasenmittelungen der PIV- und Druckdaten Abweichungen zu den instantanen Messwerten von bis zu 64% auf. Es werden dreidimensionale Strömungsphänomene aufgezeigt und mit dem nicht-rotierenden Fall sowie mit Ergebnissen aus numerischen Strömungssimulationen verglichen. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis des Einflusses der Rotation auf den Dynamic Stall.
Dynamic stall on the retreating main rotor blade limits the flight envelope of modern helicopters. High structural loads with hysteresis effects and handling quality issues are introduced due to extensive flow separation. It is difficult to predict dynamic stall by means of analytical and empirical methods. Therefore dynamic stall is not considered in detail during the helicopter rotor design process. In this thesis a test facility is developed to investigate dynamic stall on the rotor under improved boundary conditions. The improvements due to the design of the rotor test stand are: operation out of ground effect, the reduction of rotor wake recirculation and good optical access to apply non-intrusive measuring techniques. Dynamic stall is triggered by a cyclic variation of the blade pitch angle. Until now expensive wind tunnel test campaigns were necessary to simulate forward flight conditions in which dynamic stall occurs. The rotor consists of two negatively twisted blades with a tip radius of 0.65m and an aspect ratio of 7.1. It is operated at a rotational frequency of 23.6Hz, leading to a Mach number of 0.21 and a chord based Reynolds number of 353000, both at 75% radius. The flow around the blades is analyzed by means of tuft flow visualizations, unsteady surface pressure measurements, particle image velocimetry (PIV) for flow field measurements and differential infrared thermography (DIT) to detect flow separation. In addition the blade tip deflection is measured. Optical measurements were taken at different radii, covering the whole blade revolution for the first time. A telemetry system enabled for synchronized and unsteady measurements in the rotating frame with a bandwidth of 19kHz. For a cyclic pitch case with an amplitude of 6.2° and a mean pitch angle of 16.9° at 75% radius, PIV, DIT, tufts and surface pressure data show flow separation over one half of the blade revolution. The dynamic stall is observed to be strongly three-dimensional with the initial and strongest separation at 84% radius from whence it spreads in in- and outboard direction. Multiple stall cells, as found on pitching airfoils and blade tips, were not observed on the rotor. The separation behavior is delayed and weakened near the tip and at mid-span compared to 84% radius. Centrifugal forces dominate the recirculating flow during separation with instantaneous outward flow velocities increasing linearly towards the tip. Furthermore a global classification of the dynamic stall, namely, Light Stall or Deep Stall, is not reasonable due to radial differences. Phase-averaging of the PIV and surface pressure data is found to lead to an underestimation of instantaneous peak values up to 64% due to the strong aperiodicity of the dynamic stall. In this study differing three-dimensional flow features compared to the non-rotating pitching blade tip are revealed and the results are compared with numerical flow simulations. A deeper insight in the role of rotation in dynamic stall is given.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3296
http://dx.doi.org/10.15488/3266
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3296/1/Diss_Schwermer_veroeffentlicht.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Dynamic stall
hover facility
Dynamischer Strömungsabriss
Rotor
Schwebeversuch
Particle Image Velocimetry
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/34432022-12-02T07:32:52Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Simulation, Herstellung und Evaluation folienintegrierbarer optischer Dehnungssensoren
Simulation, production and evaluation of optical strain sensors for integration in thin polymer foil
Kelb, Christian
Diese Arbeit ist entstanden im Rahmen des Sonderforschungsprogramms SFB 123 ” PlanOS“ und beschreibt die Auslegung, Herstellung und Charakterisierung zweier polymerbasierter Dehnungssensoren, die ausschließlich auf Multimode-Wellenleitern beruhen.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3443
http://dx.doi.org/10.15488/3413
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3443/1/diss.pdf
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CC BY 3.0 DE
Strain sensing
Integrated photonics
Polymer optics
Polymer waveguides
Femtosecond-writing
Phase retrieval
Hot-blade cleaver
Dehungsmessung
Integrierte Photonik
Polymeroptik
Polymerwellenleiter
Lamination
Femtosekunden-Schreiben
Phasenrekonstruktion
Heißklingen-Cleaver
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/34452022-12-02T07:32:52Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Verwendung von Kontext zur Klassifikation luftgestützter Laserdaten urbaner Gebiete
Niemeyer, Joachim-Christoph
Auf Flugzeugen montierte Laserscanner können innerhalb kürzester Zeit große Gebiete der Erdoberfläche dreidimensional erfassen. Eine wichtige Aufgabe besteht in der Klassifikation der anfallenden Daten, welche als Punktwolken bezeichnet werden. Jeder Laserpunkt wird dabei einer Objektklasse zugeordnet. Die semantisch angereicherten Daten sind für weiterführende Applikationen erforderlich, wie etwa für die Erstellung dreidimensionaler Stadtmodelle. Diese Arbeit befasst sich mit der automatischen Zuordnung dieser Punktwolken zu Objektklassen unter Ausnutzung von räumlicher Kontextinformation. Die Zielsetzung besteht in der Entwicklung eines neuen Klassifikationsansatzes, welcher Kontext anhand von zwei Ebenen in den Prozess integriert. Probabilistische graphische Modelle in Form von bedingten Zufallsfeldern (Conditional Random Fields, CRF) stellen dafür ein geeignetes Werkzeug bereit. Es wird ein hierarchisches Modell erstellt, das einerseits die Laserpunkte und andererseits Segmente bestehend aus Punktgruppen klassifiziert. Jede dieser Teilaufgaben wird mit einem individuellen CRF gelöst. In einem iterativen Prozess werden die beiden Ebenen nacheinander optimiert und reichen ihre Ergebnisse an die jeweils andere Ebene weiter. Für das segmentbasierte CRF ist vor jeder Durchführung eine Aggregation ähnlicher Punkte zu Segmenten erforderlich. Es wird eine neue Methodik vorgeschlagen, die im Zuge der Iterationen eine adaptive, zunehmend besser werdende Anpassung der Segmente an die tatsächlichen Objektgrenzen erlaubt, wodurch sich die Anzahl der Segmentierungsfehler reduziert. Dies verbessert die Klassifikationsqualität von feineren Strukturen wie etwa Autos in der Szene. Weiterhin lassen sich die durch das alternierende Vorgehen entstehenden Zwischenlösungen für die Extraktion von Kontextmerkmalen verwenden. Zwei Gruppen kontextbasierter Segmentmerkmale für luftgestützte Laserdaten werden im Rahmen dieser Arbeit vorgestellt. Der Fokus der experimentellen Untersuchungen liegt darauf, das vorgestellte Verfahren zu evaluieren und insbesondere den Beitrag der Kontextinformation in Bezug auf die erzielten Genauigkeiten zu ermitteln. Dafür werden reale Datensätze mit bekannten Referenzklassen für jeden individuellen Laserpunkt verwendet. Eine Auswertung ergibt gute Genauigkeitswerte. Anhand von öffentlich verfügbaren Standarddatensätzen zeigt sich eine Überlegenheit hinsichtlich der Gesamtgenauigkeiten gegenüber anderen aktuellen Verfahren. In den Experimenten führt die Berücksichtigung von Kontextinformation im Vergleich zu einem Random Forest Klassifikator zu Genauigkeitssteigerungen um bis zu 5 Prozentpunkte. Besonders in den Daten unterrepräsentierte Objektklassen wie Autos profitieren von Kontext. Ihre Qualität kann um mehr als 20 Prozentpunkte verbessert werden.
Hannover : Leibniz Universität Hannover
2017
DoctoralThesis
Book
Text
ger
http://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3445
http://dx.doi.org/10.15488/3415
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3445/1/Dissertation_Niemeyer_TIB.pdf
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3445/2/license.txt
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3D point cloud
classification
segmentation
two-layer model
3D Punktwolke
Klassifikation
Conditional Random Fields
Segmentierung
Zwei-Ebenenmodell
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/136702023-05-10T13:29:03Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Tailoring structures using stochastic variations of structural parameters.
van den Broek, Sander Friso
Imperfections, meaning deviations from an idealized structure, can manifest through unintended variations in a structure’s geometry or material properties. Such imperfections affect the stiffness properties and can change the way structures behave under load. The magnitude of these effects determines how reliable and robust a structure is under loading.
Minor changes in geometry and material properties can also be added intentionally, creating a more beneficial load response or making a more robust structure. Examples of this are variable stiffness composites, which have varying fiber paths, or structures with thickened patches.
The work presented in this thesis aims to introduce a general approach to creating geodesic random fields in finite elements and exploiting these to improve designs. Random fields can be assigned to a material or geometric parameter. Stochastic analysis can then quantify the effects of variations on a structure for a given type of imperfection.
Information extracted from the effects of imperfections can also identify areas critical to a structure’s performance. Post-processing stochastic results by computing the correlation between local changes and the structural performance result in a pattern, describing the effects of local changes. Perturbing the ideal deterministic geometry or material distribution of a structure using the pattern of local influences can increase performance. Examples demonstrate the approach by increasing the deterministic (without imperfections applied) linear buckling load, fatigue life, and post-buckling path of structures.
Deterministic improvements can have a detrimental effect on the robustness of a structure. Increasing the amplitude of perturbation applied to the original design can improve the robustness of a structure’s response. Robustness analyses on a curved composite panel show that increasing the amplitude of design changes makes a structure less sensitive to variations. The example studied shows that an increase in robustness comes with a relatively small decrease in the deterministic improvement.
Imperfektionen, d. h. die Abweichungen von einer idealisierten Struktur,
können sich durch unbeabsichtigte Variationen in der Geometrie oder
den Materialeigenschaften einer Struktur ergeben. Solche Imperfektionen
wirken sich auf die Steifigkeitseigenschaften aus und können das Verhalten
von Strukturen unter Last verändern. Das Ausmaß dieser Auswirkungen
bestimmt, wie zuverlässig und robust eine Struktur unter Belastung ist.
Kleine Änderungen der Geometrie und der Materialeigenschaften können
auch absichtlich eingebaut werden, um ein verbessertes Lastverhalten zu
erreichen oder eine stabilere Struktur zu schaffen. Beispiele hierfür sind Verbundwerkstoffe
mit variabler Steifigkeit, die unterschiedliche Faserverläufe
aufweisen, oder Strukturen mit lokalen Verstärkungen.
Die in dieser Dissertation vorgestellte Arbeit zielt darauf ab, einen allgemeinen
Ansatz zur Erstellung geodätischer Zufallsfelder in Finiten Elementen
zu entwickeln und diese zur Verbesserung von Konstruktionen zu
nutzen. Zufallsfelder können Material- oder Geometrieparametern zugeordnet
werden. Die stochastische Analyse kann dann die Auswirkungen
von Variationen auf eine Struktur für eine bestimmte Art von Imperfektion
quantifizieren.
Die aus den Auswirkungen von Imperfektionen gewonnenen Informationen
können auch Bereiche identifizieren, die für das Tragvermögen
einer Struktur kritisch sind. Die Auswertung der stochastischen Ergebnisse
durch Berechnung der Korrelation zwischen lokalen Veränderungen und
Strukturtragvermögen ergibt ein Muster, das die Auswirkungen lokaler
Veränderungen beschreibt. Die Perturbation der idealen deterministischen
Geometrie oder der Materialverteilung einer Struktur unter Verwendung
des Musters der lokalen Einflüsse kann das Tragvermögen erhöhen. Anhand
von Beispielen wird der Ansatz durch die Erhöhung der deterministischen
(ohne Imperfektionen) linearen Knicklast, der Lebensdauer und des Nachknickverhaltens
von Strukturen aufgezeigt.
Deterministische Verbesserungen können sich zum Nachteil der Robustheit
einer Struktur auswirken. Eine Vergrößerung der Amplitude der auf
den ursprünglichen Designentwurf angewendeten Perturbation kann die
Robustheit der Reaktion einer Struktur verbessern. Robustheitsanalysen an
einer gekrümmten Verbundplatte zeigen, dass eine Struktur durch eine Vergrößerung
der Amplitude der Entwurfsänderungen weniger empfindlich gegenüber Abweichungen wird. Das untersuchte Beispiel zeigt, dass eine
Erhöhung der Robustheit mit einem relativ geringen Verlust der deterministischen
Verbesserung eingeht.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2023
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/13670
http://dx.doi.org/10.15488/13560
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Random fields
robust design
geodesic random field
thickness tailoring
fiber steering
Zufallsfelder
robuster Entwurf
geodätisches Zufallsfeld
Dickenanpassung
Fasersteuerung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Optimized design of mixed flow compressors for an active high-lift system
Teichel, Sönke
Seume, Jörg
To support an active high-lift system for future civil aircraft small, electrically powered compressors are required, which exceed the current state of the art concerning stage loading and compactness. To satisfy the requirements of these compressors concerning high pressure ratio, small size, low mass, and high efficiency (high power density) an automated design process for single stage, transonic compressors is developed. The resulting compressor designs cover the required operating range with total pressure ratios larger than 2.3 at a corrected mass flow of 1.1 kg/s and high total efficiencies above 85 to 90%. The designs resemble mixed flow compressors but have typical characteristics of axial flow compressors like axial in- and outflow. Having very high stage loading at low specific speed, the designs significantly exceed the conventional design space of mixed flow compressors. A design guideline was developed to make use of this design space extension for future design processes of similar compressors. For the developed compressor type a new, characteristic flow effect is described which is defined by a flat, oval, „bubble“ shaped region of low flow momentum in the tip-trailing edge region of the rotor passage. It is shown that the origin of this effect is inviscid but that its final shape is largely determined by viscous effects and the interaction with the tip clearance flow. The flow effect is inherent to the design of highly loaded compressors with high rotor trailing edge loading and high shroud slope. It does not cause significant losses and therefore does not cause a considerable performance penalty.
Hannover : Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik
2018
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de:443/handle/123456789/3554
http://dx.doi.org/10.15488/3524
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3554/3/Dissertation_Teichel_elektronische_Version.pdf
c9cbb74f4318b81c2f67294beaf215ed
CC BY 3.0 DE
Design
Mixed-Flow Compressor
optimization
Auslegung
Diagonalverdichter
Optimierung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Criteria of wave breaking onset and its variability in irregular wave trains
Wilms, Mayumi Louise
Wave breaking is a random process that causes extreme hydrodynamic loads on offshore structures which lead to structural degradation and destruction. The majority of studies in literature analysed single wave breaking events in (quasi-)monochromatic wave trains and focused on energy dissipation and slamming forces on structures. Due to the random nature of wave breaking, its parameters vary widely and cannot be predicted with an exact value at a future instant of time, but instead must be described with probabilistic statements and statistical averages. This thesis analyses the variability of wave breaking onset, in order to gain deeper knowledge of the frequency and likelihood of occurrence of wave breaking, providing many applications to a more economic design and safety of offshore structures. Breaking onset is de fined as an instantaneous state of wave dynamics where a wave has not started to break but cannot return to a stable state either. Present investigations focus on the evolution of wave trains towards and at breaking onset to describe the stochastic process of breaking onset, to find precursors and indicators of breaking onset, and to determine the optimal sample size of test runs to get a reliable result of the parameters of breaking onset. By this means, insights on the variability of breaking onset and its distribution function are achieved, which have not been available beforehand. In this context, investigations on breaking onset in irregular wave trains (JONSWAP sea spectrum) in intermediate water depth are carried out using laboratory and hydronumerical model tests. The physical model tests are carried out in the wave flume of the Ludwig-Franzius-Institute in a length scale of 1:40. In parallel, hydronumerical model tests using a numerical wave fl ume developed by Sriram (2008) and Sriram et al. (2006; 2007; 2010), based on the fully non-linear potential flow theory (semi-arbitrary Lagrangian-Eulerian Finite Element Method (SALE-FEM, structured version)), are conducted in the same length scale to complement the laboratory investigations and to increase the possible test run length and number. As design database the wave measurements of research platform FINO1 in the North Sea for the time period 2004-2011 are used and JONSWAP spectra are selected in such a way that daily and storm events are covered. By means of the random phase angle distribution, every considered spectrum is transformed multiple times to artificial, but physically-sound time series of water surface elevations. The cause-effect relationship between input wave train and breaking onset is investigated with a dimensional analysis (Buckingham Pi theorem) and an analysis of the uni- and bivariate (copula) distribution functions. The optimal sample size of test runs is derived by means of a convergence analysis. Indicators of breaking onset are detected by analysing the surface elevation (over time and over flume length) and applying the threshold method which assumes that breaking onset happens when a parameter exceeds a certain threshold value. A novel detection indicator based on the Hilbert transform is introduced. Precursors of breaking onset are presented with Markov chains of the geometrical and instantaneous parameters, which describe the conditions that had to be met stochastically for wave instability to occur.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de:443/handle/123456789/3550
http://dx.doi.org/10.15488/3520
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3550/3/Diss_Wilms_Mayumi.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3550/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3550/1/Diss_Wilms_Mayumi.pdf
39df5b961babf07203a56f54148f5cfc
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
wave breaking
breaking onset
variability
detection
prediction
distribution function
intermediate water
physical modeling
numerical modeling
numerical wave flume
Wellenbrechen
Wellenbrechenanfang
Variabilität
Detektion
Vorhersage
Verteilungsfunktion
Übergangsbereich
SALE-FEM
physikalische Modellierung
numerische Modellierung
numerischer Wellenkanal
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Advanced model updating strategies for structural dynamic systems
Schröder, Karsten
In conjunction with increasing computational power, numerical models gained importance in virtually all engineering sciences during the last decades. Sophisticated modeling approaches are employed to simulate the physical behavior of the investigated structures for many practical problems. However, many of these models do not match with data measured in real-world structures to a certain degree. These inaccuracies are often caused by parameters needed for sophisticated modeling being imprecise, determined using engineering judgment or even completelyunknown. Structural systems are a particular case with many unknown parameters due to varying environmental conditions, approximated loads and imprecise knowledge of boundary conditions. This thesis aims to modify parameterized numerical models of structural systems automatically to increase conformity between simulation results and measured data. This process is known as model updating from the relevant literature. The deviation between numerical results and measured data is minimized using optimization methods via modifications of parameters of the numerical model. A further aim is to apply the same methodology to damage localization. If a model building a good representation of measurement data is found using a first model updating step, the methodology is applied again after a damage event to localize these damages. This technique is useful in structural systems, where assemblies may be inaccessible, and ongoing visual inspections are likely to be costly. Different metrics formulated in both frequency and time domain are investigated for their application in model updating within this text. A new scheme for the automated adjustment of numerical models is presented, enabling a comprehensive view of methods and techniques needed to perform iterative model updating. The aim is to minimize the outcome of these metrics, which results in nonlinear optimization problems providing several local minima. A new two-step algorithm employing state-of-the-art optimization methods is introduced to minimize the metrics, constituting a possible implementation of the scheme. The two steps consist of the global optimization method Simulated Quenching and the local Sequential Quadratic Programming. The need for a global algorithm is demonstrated using the concept of convexity and practical examples. Both methods can handle constraints to keep parameters within a specific user-defined range. Since the algorithm is a random procedure, it is started multiple times. A method to employ the objective function value to distinguish correct from wrong solutions is demonstrated. The distinctive metrics and their performance for updating different structures are investigated using a study on a simulated wind turbine in operation, a model of a three-story frame, a real scaled 34m wind turbine rotor blade and a scaled prestressed concrete tower. Although the examples focus quite heavily on assemblies from wind turbines, all concepts and methods introduced in this thesis are designed to be applied to general structural systems. A transfer of the methods to other physical processes is conceivable, although these applications may require different sensor settings. The classical approach to deviation quantification between model and measurement, using eigenfrequencies and mode shapes, performs good for most examples, but it has the drawbacks that the consideration of nonlinearities in the numerical model is not straightforward and it is not as sensitive to structural changes such as damage. Transient analyses are needed to account for nonlinearities, yielding time series that can be compared directly to measured data. Advantages and disadvantages of metrics for various structures are discussed in detail.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de:443/handle/123456789/3589
http://dx.doi.org/10.15488/3557
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3589/4/Dissertation.pdf.txt
a5c18bdc891d4d2c9ef2761acece1dbf
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3589/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3589/3/Dissertation.pdf
4a14e8089edcb47354e30fb4bf5f6542
CC BY 3.0 DE
Damage Localization
Global Optimization
Local Optimization
Model Updating
Structural Health Monitoring
Schadenslokalisalisation
Globale Optimierung
Lokale Optimierung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/37142022-12-02T08:05:51Zcom_123456789_1com_123456789_2961com_123456789_171col_123456789_6col_123456789_2962col_123456789_10540doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Influence of labyrinth seals in cavities on the flow of an axial compressor
Flores, Diego
Seume, Jörg
The vortex structure inside the upstream cavity-trench depends on the cavity outlet angle. Independently of the cavity outlet angle, the interaction of the upstream rotor wake and the leakage flow induces a wake-leakage vortex. The proximity of the cavity outlet with the rotor modifies the number of induced wake-leakage vortices. This investigation reveals that in the downstream cavity-trench a windage effect occurs similar to the upstream cavity-trench but with minor intensity. The leakage flow cannot recirculate to the upstream cavity-trench and be reheated. All investigated configurations modify the recovery factor near the hub, namely below 10% span with the inclusion of the cavity. The Kerrebrock and Mikolajczak’s effect remains on the stator suction-side at the hub due to the leakage flow transported by wake-leakage vortices while at mid-span the effect appears on the stator pressure-side. The overall performance of the third compressor’s stage shows that the effect of the cavity outlet angle is more influential at lower leakage rates. As the leakage rate progressively increases, the cavity outlet angle loses its influence. Independently of the cavity outlet angle, the inclusion of the cavity in the third stage reduces the total pressure level and increases the total temperature level of the stage as a consequence of the transport within the wake-leakage vortices. This combination results in a more pronounced deterioration of the isentropic stage efficiency. For every 1% of labyrinth seal clearance increase, the stage total pressure ratio decreases between 0.114 to 0.132%, and total temperature ratio increases between 0.039 to 0.051% resulting in an isentropic efficiency reduction by 0.828 to 0.944%.
Hannover : Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik
2018
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3714
http://dx.doi.org/10.15488/3681
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3714/3/Final_Dissertation_Diego_Flores_030918.pdf.txt
7b0708928fa0420c428f85f6a233bfc4
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3714/5/Final_Dissertation_Diego_Flores.pdf.txt
7b0708928fa0420c428f85f6a233bfc4
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3714/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3714/1/Final_Dissertation_Diego_Flores.pdf
08bedac651c6bf4573e506d9710858e2
CC BY 3.0 DE
Axial Compressor
Cavity
Wake-Leackage Vortex
Axialverdichter
Kavität
Nachlauf-Leakage Wirbel
URANS
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/38992022-12-02T08:05:51Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Investigations of boundary-layer transition and airloads on rotating blades
Untersuchungen von Grenzschichttransition und Luftkräften an rotierenden Blättern
Weiss, Armin
Measurements of surface pressure and boundary-layer transition on rotating blades is important for the validation of numerical tools, used e.g. to predict rotor efficiency in the design process. In this work, surface pressure distributions and boundary-layer transition were measured on a Mach-scaled helicopter rotor blade. Optical measurement techniques were used to obtain data at high spatial resolution and were complemented by integral thrust and local surface pressure tap measurements. Various collective pitch settings were investigated at tip chord Reynolds and Mach numbers of Re_tip = 4.6 - 9.3 x 10^5 and M_tip = 0.29 - 0.57. An optimized pressure-sensitive paint (PSP) system is presented, which allows omitting error-prone post-processing routines or laborious setups to eliminate artifacts originating from rotational image blur. The system was successfully applied for the first time to the investigated configuration. Boundary-layer transition positions were detected via temperature-sensitive paint (TSP) and for comparison also via infrared thermography. A data base was established, which is ready to use for validation purposes of numerical codes. For the first time, the effect of rotational forces on boundary-layer transition was systematically investigated. A rotational effect is found to be insignificant as the scaling parameter in terms of Rossby number Ro is varied from Ro = 6.95 to Ro = 4.76 at resulting Reynolds and Mach numbers of Re_res = 3.74 x 10^5 and M_res = 0.22. Measured surface pressure data at 77 % tip radius were compared to numerical solutions of a coupled two-dimensional Euler/ boundary-layer solver and the numerical solutions were used to determine critical N-factors based on two different approaches to the e^N-method, each based on two-dimensional flow assumptions only. Measured and calculated surface pressures are comparable within a difference of Delta c_p ≈ 0.02. Application of the determined N-factors yields a prediction capability of measured boundary-layer transition results of better than ± 5 % of the chord.
Die experimentelle Erfassung des Oberflächendrucks, sowie des laminar-turbulenten Grenzschichtumschlags auf Rotorblättern ist wichtig um numerische Verfahren validieren zu können, die z.B. die Rotoreffizienz im Entwurfsprozess vorhersagen. In dieser Arbeit wurden Oberflächendrücke und Grenzschichttransition auf einem Mach-skalierten Helikopterrotorblatt gemessen. Hierfür wurden örtlich hochauflösende optische Messverfahren eingesetzt und durch integrale Schub- sowie diskrete Druckmessungen ergänzt. Die bei unterschiedlichen kollektiven Steuerwinkeln untersuchten und auf die Blattspitzengeschwindigkeit sowie Sehnenlänge bezogenen Reynolds- und Machzahlen ergeben sich zu Re_tip = 4.6 - 9.3 x 10^5 und M_tip = 0.29 - 0.57. Es wird ein optimiertes pressure-sensitive paint (PSP) Messsystem vorgestellt, welches Messartefakte verhindert, die durch Bildunschärfe infolge Rotation entstehen. Das System wurde erstmalig und erfolgreich an der untersuchten Konfiguration angewendet. Grenzschichttransitionslagen wurden mittels temperature-sensitive paint (TSP) und vergleichsweise mittels Infrarotthermographie detektiert. Ausgewählte Daten stehen nun für Validierungszwecke von numerischen Methoden zur Verfügung. Erstmalig wurde der Einfluss von rotierenden Kräften auf Grenzschichttransition am Rotorblatt systematisch untersucht. Ein Effekt von Rotationskräften bei Variation der Rossbyzahl von Ro = 6.95 auf Ro = 4.76 und bei resultierenden Reynolds- und Machzahlen von Re_res = 3.74 x 10^5 und M_res = 0.22 konnte ist insignifikant. Druckmessdaten bei 77 % des Blattradius wurden mit Berechnungen eines gekoppelten zweidimensionalen Euler-/ Grenzschichtlösers verglichen. Die numerischen Lösungen wurden weiterverwendet, um kritische N-faktoren auf Basis zweier unterschiedlicher eN-Methoden und ausschließlich unter Annahme einer zweidimensionalen Strömung zu bestimmen. Die Vergleichbarkeit zwischen gemessenen und gerechneten Oberflächendrücken liegt innerhalb von Delta c_p ≈ 0.02 und die Vorhersagbarkeit der gemessenen Grenzschichttransitionslagen bei Verwendung der ermittelten N-Faktoren ist besser als ± 5 % der Sehnenlänge.
Köln : Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
2018
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3899
http://dx.doi.org/10.15488/3865
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3899/3/Dissertation_Armin_Weiss_2018.pdf.txt
e96a0b4032d3bc707f57fea1585d8871
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3899/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3899/1/Dissertation_Armin_Weiss_2018.pdf
1cd51d1981b678714e1b6bcd3a021806
CC BY-NC 3.0 DE
rotor blades
pressure-sensitive paint (PSP)
temperature-sensitive paint (PSP)
boundary-layer transition
rotational effect
e^N-method
Rotorblätter
druckempfindliche Beschichtungen (PSP)
temperaturempfindliche Beschichtungen (TSP)
Grenzschichttransition
Rotationseffekt
e^N-Methode
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/39472022-12-02T08:09:01Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Stereo vision-guided laser microsurgery
Schoob, Andreas
Transoral laser microsurgery (TLM) provides the most advanced microscopic technique for contact-less, atraumatic treatment of oral, pharyngeal, and in especially laryngeal carcinomas. The primary goal of the laser ablation is radical removal of the lesion. This necessitates the selection of sufficiently large resection margins and thus conflicts with a further principle of surgery which is function preservation. Preserving as much healthy tissue as possible requires very accurate laser positioning that, as of today, demands a highly experienced surgeon. Even though the advantages of TLM are manifold, there are substantial technical limitations compromising the post-operative outcome and hence the quality of life of the patient. Major challenges do not solely arise from a limited field of view and range of motion, but in particular from inaccurate laser focusing, inadequate imaging of the submucosal extent, suboptimal incision planning and loss of ablation accuracy due to soft tissue motion. To overcome these limitations, this dissertation presents a novel approach for stereo vision-guided laser microsurgery with special emphasis on laryngeal interventions. A variety of laser technologies and computer vision algorithms exist; however, holistic integration of real-time stereoscopic image processing into soft tissue laser surgery, considering the laser characteristics on the one hand and surgical scene information, e.g., structure and non-rigid motion, on the other hand, has not been addressed in its entity thus far. A computational method for stereo vision-based real-time surface estimation is developed as a prerequisite to multimodal registration. The reconstruction accuracy is assessed on an in vivo dataset and a variety of stereo imaging devices considered for microsurgery. A method for laser-to-camera registration is proposed facilitating distance-based laser focus adjustment and thus optimal ablation. To assist the manual focus repositioning process, color-encoded distance superimposed to the live view is implemented as part of the surgeon interface. A further contribution aims at the fusion of optical coherence tomography imaging with stereo vision. A registration and segmentation framework enables the detection and visualization of submucosal changes of laryngeal tissue. Moreover, three-dimensional surface information and laser-to-camera registration are integrated into a stylus-tablet-based interface. Several path planning strategies are evaluated in terms of accuracy and usability. Finally, laser ablation in a dynamic soft tissue environment is addressed with an algorithm for non-rigid tracking. Experiments demonstrate the benefit of live view stabilization during incision planning and closed loop control for motion compensation during laser ablation.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/3947
http://dx.doi.org/10.15488/3913
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3947/3/Dissertation_Schoob_2018.pdf.txt
acd46db7df569e2cf7666afdfb17c22e
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3947/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/3947/1/Dissertation_Schoob_2018.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Laser Microsurgery
Multimodal Registration
Augmented Reality
Non-Rigid Tracking
Motion Compensation
Lasermikrochirurgie
Stereo Vision
Multimodale Registrierung
Erweiterte Realität
Deformationstracking
Bewegungskompensation
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Generative Parametrische Modellierung von Strukturkomponenten für die Technische Vererbung
Sauthoff, Bastian
Im Sonderforschungsbereich(SFB) 653 der Leibniz Universität Hannover wird an gentelligenten Bauteilen geforscht, welche über bauteilinhärente Elemente zum Erfassen von Daten über Umgebungsbedingungen verfügen. Diese Bauteile eröffnen die Möglichkeit Informationen bezüglich der tatsächlichen Funktion und Nutzung von Produkten zu sammeln. Insbesondere für die Produktentwicklung können diese genutzt werden, um die Bauteile der Nachfolgegeneration durch eine „Technische Vererbung“ optimal an tatsächliche Einsatzbedingungen anzupassen. In dieser Arbeit wird untersucht, wie eine Technischen Vererbung für Strukturkomponenten realisiert werden kann. Dafür wird eine rechnerunterstützte Entwicklungsumgebung konzipiert, mit der die Gestalt solcher Komponente automatisch an veränderte Nutzungsbedingungen angepasst werden kann. Im Fokus steht dabei die Frage, wie ein Produktmodell innerhalb einer solchen Entwicklungsumgebung beschaffen sein muss, um die für die Technische Vererbung notwendige Variabilität zu unterstützen. Auf Basis eines Reifegradmodells, dass den Entwicklungsprozess von Strukturkomponenten abbildet, wird zunächst untersucht welchen Einfluss die Änderung von Nutzungsinformationen in Form von Lastfällen auf diesen Prozess hat. Es wird festgestellt, dass Nutzungsinformationen bereits die Phase der Strukturfindung zu Beginn des Prozesses beeinflussen. Da dieser Umstand eine Integration von Konstruktionswissen in die Umgebung erfordert, wird im Rahmen der Arbeit eine Entwicklungsumgebung implementiert, die auf einer rein parametrischen Geometrierepräsentation basiert. Zur Realisierung eines parametrischen Produktmodells für die Umgebung wird innerhalb der Arbeit eine neue Modellierungsmethode, die generative, parametrische Modellierung (GDA) vorgestellt. Diese basiert auf einer CAD-Datenstruktur, die nicht mehr an der Baustruktur orientiert ist. Dies ist notwendig, da eine Veränderung von Nutzungsinformationen auch die Baustruktur einer Strukturkomponente beeinflussen kann. Beim GDA werden parametrische Modelle auf Basis von Gestaltungszonen aufgebaut, die jeweils nur einen Teilbereich einer Komponente abbilden. Verschiedene konstruktive Lösungen für eine Zone werden in sogenannten Gestaltelementen modelliert. Durch Austauschen solcher Elemente wird eine Variation der Baustruktur und der konstruktiven Lösung für die jeweilige Zone unterstützt. Die Anwendung des GDA wird anhand eines Radträgers demonstriert und die Implementierung der Umgebung im Detail erläutert. Dabei wird auf die Kopplung von GDA- mit FEModellen zur Analyse der mechanischen Eigenschaften eingegangen sowie das entwickelte Optimierungsmodul auf Basis eines genetischen Algorithmus vorgestellt. Durch dieses wird die automatische Anpassung eines GDA-Modells an veränderte Nutzungsbedingungen innerhalb der Entwicklungsumgebung realisiert. Die Arbeit schließt mit einem Anwendungsbeispiel der Entwicklungsumgebung.
Garbsen : TEWISS - Technik und Wissen GmbH Verlag
2017
DoctoralThesis
Book
Text
ger
Deutsche Forschungsgemeinschaft/SFB 653 : Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus - Nutzung vererbbarer, bauteilinhärenter Informationen in der Produktionstechnik/5486368/EU
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4022
http://dx.doi.org/10.15488/3988
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4022/4/Dissertation_Sauthoff.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4022/3/Dissertation_Sauthoff.pdf
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4022/2/license.txt
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Technische Vererbung
Strukturkomponente
Wissensbasierte Konstruktion
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/44582022-12-02T08:05:51Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Investigation of the effect of ultrasonic cavitation in small gaps on surface properties
Bai, Fushi
Ultrasonic cavitation can be used to improve surface properties of workpieces in industrial applications. During this surface enhancement process, a small gap is required to generate high impact forces on the workpiece surfaces. The distribution of cavitation bubbles, the optimal gap width and the process time highly affect the treated surface properties. In this thesis, the distribution of sound fields in the small gaps and the optimal standoff distance are simulated with the consideration of bubble interactions. Then, sonochemiluminescence and surface volume variation experiments are carried out. Additionally, a piezoelectric force sensor is designed to detect impact forces. Finally, plastic deformation volume is studied to more accurately identify the optimal process time. The simulation and experimental results show good agreements.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4458
http://dx.doi.org/10.15488/4418
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4458/4/Dissertation_Fushi_Bai.pdf.txt
35a49f956a36cabb7c1e3ea68154567e
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4458/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4458/3/Dissertation_Fushi_Bai.pdf
959eda5e39b731406217af717acd652e
CC BY 3.0 DE
Ultrasonic cavitation
gap width
process time
surface properties
Ultraschall-Kavitation
Spaltbreite
Prozesszeit
Oberflächeneigenschaften
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/44822022-12-02T08:09:01Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Modelling and simulation of the transport mechanisms in solid oxide fuel cells with molecular dynamics and non-equilibrium thermodynamics
Valadez Huerta, Gerardo
The quantitative description of the transport mechanisms in solid oxide fuel cells (SOFCs) is relevant for cell development and the optimization of operating strategies. These mechanisms have an intrinsic multi-causality as given by Non-Equilibrium Thermodynamics (NET), which is not necessarily considered by empirical classical transport equations. If, e.g., additional heat is transported due to a potential gradient across the SOFC, this effect may have to be considered for the design of heating or cooling strategies. The main focus of this thesis is the description of the transport mechanisms in the electrolyte of a SOFC. The electrolyte is an essential part of the cell and should be highly ionic conductive, gas-tight and an electronic insulator. The electrolyte materials analyzed are zirconium dioxide ZrO2 co-doped with yttrium(III) oxide Y2O3 (YSZ) and ZrO2 co-doped with 10 mol% scandium(III) oxide Sc2O3 and 1 mol% cerium dioxide CeO2 (10Sc1CeSZ). This work comprises three molecular dynamics (MD) studies, which provide data for the phenomenological coefficients based on NET for different YSZ compositions, as well as the ionic conductivity and different diffusion coefficients for 10Sc1CeSZ. The numerical data for the ionic conductivity of 10Sc1CeSZ agrees with experimental studies. Furthermore, the dependency of each transport mechanism on the Y2O3 concentration in YSZ is explained by linear response theory. A theoretical framework is proposed to give the electrostatic potential thermodynamic consistency and to relate it to the Coulomb contribution of other thermodynamic quantities. Finally, simulations of a planar SOFC with an YSZ electrolyte are carried out using a validated one-dimensional(1D) NET model and the phenomenological coefficients from the MD simulations. If the coupled mechanisms are neglected, the temperature profile, the heat flux and the entropy production may not be correctly predicted. The methodologies and results from this work can be used in future studies to describe more accurately the transport mechanisms in SOFCs with electrolytes based on ZrO2 metal oxides or even other electrolyte technologies like proton conducting perovskites. Moreover, they can also be used to effectively predict the thermal behavior of SOFCs and, thus, they provide a contribution to the optimization of thermal strategies in SOFCs.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4482
http://dx.doi.org/10.15488/4442
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4482/8/GesamtRevisedFinal.pdf.txt
8b21a9fdece529bdca9a6580208fa716
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4482/7/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4482/1/GesamtRevisedFinal.pdf
d8663aac3e39080215327eaf65b3d2ad
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
molecular dynamics
non-equilibrium thermodynamics
SOFC
YSZ
10Sc1CeSZ
Molekulardynamik
Thermodynamik irreversibler Prozesse
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Traction in EHL-Contacts : the influence of local fluid rheology and temperatures
Bader, Norbert Fritz
The traction in concentrated contacts is governed by the fluid rheology. While the film formation has been well understood and its relation to the physical lubricant properties have been shown, the rheology governing the lubricant behaviour within elastohydrodynamic lubricated (EHL) contacts still poses numerous challenges. The limit of the traction transferable through a concentrated contact is governed by the lubricant property limiting shear stress. The behaviour of the limiting shear stress is evaluated by examining data from traction experiments. It is found that a linear relationship of pressure and maximum shear stress exists. The problem of using an integral contact is addressed by using data gained from a specialised experiment with homogeneous pressure. This shows the same pressure limiting shear stress relation. Thus the traction experiments are assumed a valid basis for extracting pressure limiting shear stress data. From the observations in the experiments a limiting shear stress relation is formulated and abstracted for several lubricants. This relation is subsequently implemented in a computational routine. The temperature dependence of the limiting shear stress is investigated by measurements of body temperature and by obtaining temperature maps of the contact through thermography. It can be found, that a small temperature dependence of the limiting shear stress may be present. However, when including the temperature maps into computations it is shown that the effect of temperature on viscosity out- weighs possible influences of temperature on the limiting shear stress. Furthermore, the knowledge of local temperatures makes the solution of the energy equation for a local temperature calculation unnecessary thus allowing for faster computations with the real temperat- ures. This is backed further by implementing several different viscosity models which are all based on identical high pressure viscometry data. It can be shown that the viscosity model influences the traction results substantially. Thus this work aims to achieve the following goals: Shed light on the true fluid behaviour in the EHL contact, point out the influence of temperature on the limiting shear stress, and further enhance a simple numerical model of the limiting shear stress for use in computations.
Die Reibung in hochbelasteten elastohydrodynamisch geschmierten Kontakten (EHD) wird von der Schmierstoffrheologie beherrscht. Wäh- rend die Mechanismen die zur Schmierfilmbildung führen und die Zusammenhänge mit physikalischen Schmierstoffeigenschaften bereits erforscht und zufriedenstellend geklärt sind, ist das rheologische Verhalten der Schmierstoffe in den Kontakten weiterhin nicht ausreichend geklärt. Die maximale Schubspannung/Traktion die durch den Schmierfilm eines hochbelasteten EHD Kontaktes transferiert wird ist eine Schmierstoffabhängige Größe: Die Grenzschubspannung. Das Verhalten der Grenzschubspannung wurde mithilfe von Traktionsversuchen untersucht. Ein linearer Zusammenhang zwischen Druck und Grenzschubspannung konnte bestätigt werden. Da es sich bei der Traktionsmessung um eine Messung an einem integrierenden EHD Kontakt handelt wurden die Ergebnisse mit Versuchen aus einem Experiment mit homogener Druckverteilung abgeglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die Ergebnisse aus Traktionsmessungen und Laborexperiment diesselben Werte liefern. Daraus wurde abgeleitet, dass eine Nutzung von Traktionsexperimenten zulässig ist um die Grenzschubspannung zu ermitteln. Aus den Messwerten wird eine Druckabhängigkeit der Grenzschubspannung abstrahiert und diskutiert. Weiterhin wird diese Relation in einer Berechungsroutine umgesetzt. Die Temperaturabhängigkeit der Grenzschubspannung wird mittels Massentemperaturmessungen und flächigen Thermografiemessungen untersucht. Es kann eine kleine Temperaturabhängigkeit der Grenzschubspannung ermittelt werden. Durch die Thermografiemessungen zeigen sich jedoch die Einflüsse auf Viskosität dominant. Durch die Kenntnis der lokalen Temperaturen kann eine schnelle Berechnungsroutine entwickelt werden, die es ermöglicht zeitsparend mit den vorliegenden Temperaturen zu rechnen. Weiterhin wurden weiter Viskositätsmodelle rechnerisch betrachtet und stützen die Beobachtung, dass die maximal Schubspannung im Kontakt vornehmlich durch das Viskositäts Temperatur Verhalten begrenzt werden, die Grenzschubspannung aber davon unberührt bleibt. Diese Arbeit bildet einen Beitrag bei der Beantwortung der Frage wie sich das Fluid im EHD Kontakt verhält, sie zeigt den Einfluss der Temperatur auf die Grenzschubspannung und entwickelt eine einfache Berechnungsvorschrift zur überschlägigen Traktionsberechnung weiter.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4499
http://dx.doi.org/10.15488/4459
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4499/4/Bader_diss.pdf.txt
12f0f34e0a97107be222caed7cf2ed99
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4499/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4499/3/Bader_diss.pdf
23a6d0ceebdc66bbc24e1fb40772de3e
CC BY 3.0 DE
elastohydrodynamic lubrication
rheology
limiting shear stress
traction
thermography
temperature influence
Elastohydrodynamik
Rheologie
Grenzschubspannung
Traktion
Thermographie
Temperatureinfluss
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/46132022-12-02T08:02:56Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Automatic generation of task-specific serial mechanisms using combined structural and dimensional synthesis
Generierung aufgabenspezifischer serieller Roboterkinematiken durch kombinierte Struktur- und Maßsynthese
Ramirez Rodriguez, Daniel Andres
Although the diversity of robot kinematic structures that are used in industry has increased in the recent years, robot manufacturers still offer only a limited number of architectures. As most of the robots, especially in industrial applications, are chosen from a few different kinematic structures, they are oversized as well as overactuated and thus not optimal with respect to their task. To develop new robot manipulators, two processes have to be considered, namely the structural and the dimensional synthesis. The former allows for determining the kinematic structures that fulfill a given number of degrees of freedom at the end effector. In the second, the dimensions of the robot links are optimized with respect to a desired performance index. However, these processes are actually performed separately. In the dimensional synthesis, only one structure is usually optimized without consideration of possible further mechanisms that are able to perform the desired task. Consequently, the obtained manipulator is not necessarily optimal with respect to its application. This thesis presents a new approach for the synthesis of task specific serial manipulators considering all suitable structures. Initially, the task suitable structures as well as their optimization parameters are automatically determined from all Denavit parameters combinations by inspecting the rank of the Jacobian matrix and the end effector velocity in symbolic form. Afterwards, isomorphisms are detected through the dependency of the desired degrees of freedom with respect to the geometric parameters. As a result, the number of structures and optimization parameters is significantly reduced allowing for the optimization of all task suitable structures. In order to be able to calculate kinematic and dynamic performance indices, the generated robotic structures are modeled and executable code is automatically generated. This code is individual for each architecture and offers a reduced computational effort compared with numeric methods. The performances indices are used to constitute the objective function and the constraints of the optimization problem. The task specific manipulator results from the geometric optimization of all suitable structures. The approach can synthesize optimal manipulators up to six degrees of freedom. As most of the method is automatically performed, it is a powerful tool for reducing the effort during the conceptual design phase of a robot. Additionally, it allows for the comparison of the performance between the structures as well as for their sensitivity with respect to changes in the optimal geometric parameters.
Obwohl die Vielfalt der in der Industrie verwendeten Roboterkinematiken in den letzten Jahren gestiegen ist, bieten die Roboterhersteller doch nur eine begrenzte Anzahl an unterschiedlichen kinematischen Strukturen an. Aufgrund dieser geringen Anzahl an Strukturen sind viele Roboter, vor allem in Industrieanwendungen, für ihre Aufgabe überdimensioniert sowie überaktuiert und daher nicht optimal. Bei der Entwicklung neuer Robotermanipulatoren sind sowohl die Struktur- als auch die Maßsynthese zu berücksichtigen. Während die Struktursynthese die Bestimmung der Strukturen mit den gewünschten Freiheitsgraden am Endeffektor ermöglicht, werden die Robotersegmente in der Maßsynthese optimiert. Beide Verfahren werden heutzutage jedoch getrennt durchgeführt. Das führt dazu, dass bei der Maßsynthese in der Regel nur eine einzige Struktur optimiert wird, ohne die vielzähligen möglichen kinematischen Alternativen zu berücksichtigen. Aus diesem Grund ist der aus diesem Prozess ermittelte Roboter nicht notwendigerweise für seine Aufgabe optimal. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Synthese aufgabenspezifischer serieller Kinematiken unter Berücksichtigung sämtlicher geeigneter Strukturen. Durch die Ermittlung des Rangs der Jacobi Matrix und der Endeffektorgeschwindigkeit jeder, im Sinne der Spezifikation, möglichen Kombination der Denavit Parameter werden im ersten Schritt alle aufgabengeeigneten Strukturen sowie ihre Optimierungsparameter bestimmt. Der Algorithmus benutzt anschließend die Abhängigkeit zwischen den gewünschten Endeffektorfreiheitsgraden und den geometrischen Parametern der Strukturen zur Erkennung möglicher Isomorphismen. Infolgedessen wird die Anzahl an Strukturen und Optimierungsparameter drastisch verringert, was die Optimierung sämtlicher aufgabengeeigneten Mechanismen ermöglicht. Um sowohl kinematische als auch dynamische Leistungsmerkmale berechnen zu können, werden die Kinematik und Dynamik der generierten Strukturen modelliert und ausführbarer Code für jede einzelne Struktur automatisch erzeugt. Dank diesem ist der Rechenaufwand der Dynamik im Vergleich zu üblichen numerischen Verfahren geringer. Die zu der gewünschten Aufgabe passenden Leistungsmerkmale bilden anschließend die Kostenfunktion und die Randbedingungen der Maßsynthese. Der aufgabenoptimale Manipulator ergibt sich schließlich aus der geometrischen Optimierung sämtlicher geeigneter Strukturen. Mit dem dargestellten Ansatz können Manipulatoren mit bis zu 6 Freiheitsgraden optimiert werden. Da der Großteil der Methode automatisch durchgeführt wird, ermöglicht dies eine erhebliche Reduktion des Entwicklungsaufwandes zur Auslegung neuer Roboter.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4613
http://dx.doi.org/10.15488/4571
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4613/4/Dissertation_Ramirez_2018.pdf.txt
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CC BY 3.0 DE
serial kinematics
structural synthesis
dimensional synthesis
modeling
serielle Kinematiken
Struktursynthese
Maßsynthese
Modellierung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/46012022-12-02T08:02:56Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
A numerically efficient and holistic approach to design optimization of offshore wind turbine jacket substructures
Häfele, Jan
Die Strukturoptimierung von Jacket-Tragstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen birgt das Potenzial, signifikant zur Senkung der normierten Stromentstehungskosten von Offshore-Wind-energie beizutragen. In der Wissenschaft wurden in den letzten Jahren große Anstrengungen unternommen, um geeignete Ansätze hierfür zu entwickeln. Nichtsdestotrotz besteht weiterhin die Herausforderung, diese als unverzichtbare Optionen für die Dimensionierung von Jacket-Tragstrukturen nach dem Stand der Technik zu etablieren. In dieser Arbeit wird ein Optimierungsansatz vorgestellt, der das Problem ganzheitlich adressiert und sowohl hinsichtlich Genauigkeit als auch numerischer Effizienz Verbesserungen gegenüber dem Stand der Forschung darstellt. Dabei werden im Wesentlichen vier Aspekte thematisiert: Erstens, eine numerisch effiziente Implementierung der Boden-Bauwerk-Interaktion in Gesamtsimulationen von Offshore-Windenergielagen. Zweitens, eine umfangreiche Studie über reduzierte Lastsätze, die für die Berechnung der Ermüdungslebensdauern von Jacket-Tragstrukturen verwendet werden können. Der dritte Aspekt adressiert die Formulierung des Optimierungsproblems und beinhaltet die Entwicklung von Modellen für eine Zielfunktion, ein Kostenmodell auf Basis linear gewichteter Faktoren einzelner Kostenanteile, und nichtlineare Nebenbedingungen, für die Ersatzmodelle auf Basis der Gaußprozessregression zur numerisch effizienten Evaluation von Ermüdungs- und Extremlastnachweisen eingesetzt werden. Alle Entwicklungen werden im Rahmen des vierten Aspektes zu einem ganzheitlichen Optimierungsansatz zusammengeführt, der unter Verwendung gradientenbasierter Methoden am Beispiel der Optimierung von Jacket-Tragstrukturen für die NREL 5 MW-Referenzturbine vielversprechende Ergebnisse liefert.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4601
http://dx.doi.org/10.15488/4559
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4601/4/Dissertation_JanHaefele_final.pdf.txt
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
jacket substructures
offshore wind energy
optimization
structural optimization
nonlinear programming
Jacket-Tragstrukturen
Offshore-Tragstrukturen
Offshore-Windenergie
Optimierung
Strukturoptimierung
Nichtlineare Programmierung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/45862022-12-22T11:18:36Zcom_123456789_1col_123456789_6doc-type:BachelorThesisdoc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620ddc:600
Air Transport versus High-Speed Rail: From Physics to Economics
Gregorian, Hayk
Scholz, Dieter
Purpose - This bachelor thesis compares high-speed rail (HSR) transport with air transport. The investigation considers physical fundamentals, energy consumption, environmental impact, infrastructure and investment, market situations, passenger's selection criteria to choose transportation options, and overall economics. --- Methodology - The thesis combines an investigation of physical principles with a literature review. --- Findings - Steel wheels on steel rails show by far less rolling resistance to support the train's weight than drag due to lift (induced drag) to support the aircraft's weight. This leads to less energy consumption. HSR trains use electricity from an overhead line. Hence, the environmental impact of HSR also depends much on how the electricity is produced. Airplanes only need an air traffic control environment to connect airports. In contrast, HSR needs infrastructure to connect stations. The amount of necessary infrastructure depends on the geological conditions. For example, crossing mountains means high investment. Longer passages over water are infeasible for HSR. High-speed rail is superior to air transport when connecting megacities because the trains have higher transport capacity, offer higher service frequencies and mission reliability, shorter total travel time, shorter access time to stations, shorter unproductive waiting time in stations and potentially lower travel costs. HSR is a strong competitor to airline services and has replaced some short range flights. A comparison of HSR in different world regions shows differences in the market situation and in passenger's selection criteria for transportation options. --- Research limitations - The potential of high-speed rail was investigated mainly on busy routes with high service frequencies. A comprehensive network comparison between high-speed trains and airplanes was not done and could lead to somewhat different results. --- Practical implications - The report tries to contribute arguments to the discussion about alternatives to air travel. --- Social implications - With more knowledge people can make an educated choice between transport options, can vote with their feet, and can take a firm position in the public discussion. --- Originality/value - A general comparison of HSR and air transport from physical fundamentals to economics seemed to be missing.
Hamburg : Aircraft Design and Systems Group (AERO), Department of Automotive and Aeronautical Engineering, Hamburg University of Applied Sciences
2019
Book
BachelorThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4586
http://dx.doi.org/10.15488/4544
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4586/4/TextGregorian.pdf.txt
21dce2c4cd0c970373a04db7915a0c0c
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4586/3/TextGregorian.pdf
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4586/2/license.txt
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CC BY-NC-SA 4.0 Unported
HSR
Dewey Decimal Classification::600 | Technik
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau::629,1 | Luft- und Raumfahrttechnik
Airplanes
High speed trains
Economics
Choice of transportation
Aeronautics
Air traffic control
Physics
Energy consumption
Environmental impact analysis
Investments
Marketing
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/47162022-12-02T08:09:01Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Replication of planar polymer micro-optical waveguides and components
Rezem, Maher
Photonic integrated circuits represent a topic of increasing interest in the research
community. Its attractiveness is linked to the potential wide range of applications in the elds of optical telecommunication, photonic computing and optical sensing. Parallel to semiconductor and silicon photonics, polymerbased optical integrated circuits are the focus of intense research due to the immense versatility in material properties and fabrication techniques of polymers compared to their semiconductor counterparts. This dissertation was conducted in the framework of the collaborative research center "Planar Optronic Systems" (PlanOS), which aims at developing novel low-cost fabrication techniques and applications for planar polymer-foil integrated optical circuits and sensors. This thesis specifically investigates the use of the hot embossing process to create such micro-optical and photonic structures in thin polymer films. To fabricate waveguide-based photonic elements on exible thermoplastic polymer substrates, a thermal imprinting process suited for replication in thin polymer films was developed and transferred to a commercial hot embossing system. Various stamp materials and fabrication techniques were investigated. The replication quality was optimized through process parameter studies and integration of custom embossing machine parts. The resulting replicated foils were then used as waveguide cladding. For the waveguide core, various thermosetting and UV curing polymer materials were tested. To deposit core
materials, a fabrication process based on two-step hot embossing, as well as a
combination of hot embossing and doctor blading, were examined. The quality
of produced waveguides was investigated through the measurement of refractive
index, propagation losses, crosstalk and bend losses. The experimental
results demonstrate low propagation and bend losses and excellent signal confinement. Coupling structures in the form of grating arrays were then integrated in the obtained low-loss optical waveguides through di erent approaches. First, couplers and waveguides were fabricated on di erent polymer sheets and later
combined through thermal and adhesive bonding. Alternatively, a single-step
integration process based on a silicon stamp having waveguide-integrated grating couplers was demonstrated. The obtained samples were used to fabricate hybrid and full-polymer optical transmission links. As an application for the waveguide manufacturing technique, optical beam splitters with di erent splitting properties were designed, fabricated and characterized with respect to their excess losses and power imbalance. The achieved components exhibit low excess losses and high output uniformity. Furthermore, optical strain sensors were successfully fabricated. The fabrication of microresonators through hot embossing was also pursued in the course of this work. A novel two-step replication process was developed, which is based on the replication of micro-pillars and the attening of their top surface to obtain disk shapes typical for resonator structures. A targeted
modification of resonator dimensions and shape was demonstrated through an
adequate parameter study.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4716
http://dx.doi.org/10.15488/4674
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4716/4/Dissertation_Rezem.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4716/2/license.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4716/3/Dissertation_Rezem.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
hot embossing
integrated optics
waveguide
Heißprägen
Polymer
integrierte Optik
Wellenleiter
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/47402022-12-13T15:14:00Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Direct geo-referencing of 3D point clouds with 3D positioning sensors
Paffenholz, Jens-André
A broad range of scientific, administrative, industrial and private users demand for detailed three dimensional (3D) spatial data with typical applications in, for instance, as-built documentation, construction engineering, navigation applications and forensic investigations. The acquisition of 3D spatial data is conveniently performed by means of laser range sensors which provide immediately numerous 3D object points. These 3D point clouds are obtained in the local coordinate system of the lidar sensor which is also known as laser scanner. In order to capture a complete view of objects, multiple sites are necessary. Aforementioned applications frequently demand, besides a common local coordinate system, the transformation into a global coordinate system (geo-referencing). For a time-saving and efficient provision of geo-referenced 3D point clouds, sophisticated methodologies are required to obtain the parameters for the transformation. The main objective of this thesis is the development of an efficient methodology for the determination of parameters and its uncertainty measures for the direct geo-referencing of 3D point clouds acquired by stationary laser scanners. This objective is addressed by a prototypic mss and a novel algorithm to perform the geo-referencing of 3D point clouds considering uncertainty measures. The developed mss is established by the fusion of a laser scanner and gnss equipment. The use of only physically attached sensors to the laser scanner and the waiver of auxiliary control points leads to a time-saving, simultaneous acquisition of 3D point clouds and its geo-reference information, i.e direct geo-referencing. The novel algorithm is fundamentally based on the motion modelling of the mss in an ekf. The circular motion of the laser scanner about its vertical axis is exploited to obtain time series of 3D positions by means of gnss equipment eccentrically installed on the laser scanner. These time series enable a redundant estimation of the transformation parameters and their variance matrices which increase the fidelity and reliability of the proposed approach. The prediction and filtering of the 3D trajectories are realised by two distinct variants of modelling the system. First, states and adaptive parameters are considered in a single antenna scenario. Here, the benefit can be stated by the verification possibility of mss specific parameters which are usually obtained by separate calibration procedures. Second, constraints among the states are taken into account by a dual antennas scenario. The constant velocity of the circular motion and the distance between the two gnss antennas are considered as constraints. The geo-referenced 3D point clouds are supplemented with uncertainties induced by the transformation parameters (transformational uncertainty) as well as the laser scanner (positional uncertainty). Both uncertainties are jointly propagated to the geo-referenced 3D point clouds. The result is a geo-referenced stochastic 3D point cloud which provides spatial and supplemental stochastic information. In addition, an optimisation of transformation parameters by an icp based matching (Gref-ICPHe3) is proposed which utilises both kinds of uncertainties and also incorporates the uncertainties of the relative transformation parameters within the iterative matching. The potential of the developed methodology is shown in practical experiments for both system modelling approaches (single and dual antennas scenario). The results show good coincidence of overlapping regions from different sites and differences of only a few centimetres with respect to known control point coordinates. Owing to the use of one set of transformation parameters for the geo-referencing of the entire 3D point cloud, each 3D point cloud is consistent. It can be stated that the main influencing factor of the proposed geo-referencing approach is the heading and its uncertainty. As expected, the heading and its uncertainty is strongly related to the baseline length used for the heading determination. The proposed methodology with the introduced mss and novel algorithm is suitable for the above-mentioned laser scanning applications. In addition, optimal initial values with uncertainty information for matching algorithms can be obtained. The provision of the geo-referenced stochastic 3D point clouds is efficient and paves the way for rigorous consideration of the entire uncertainty budget of a 3D point cloud also for subsequent analysis like, eg estimation of geometric primitives.
München : Verlag der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
2012
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4740
http://dx.doi.org/10.15488/4698
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
geo-referencing
Kalman filter
light detection and ranging
LiDAR
3D point cloud
registration
sensor fusion
terrestrial laser scanning
uncertainty
Geo-Referenzierung
Kalman Filter
3D Punktwolke
Registrierung
Sensorfusion
Terrestrisches Laserscanning
Unsicherheit
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Kennfelderweiterung einer supersonischen axialen Impulsturbine durch variable Teilbeaufschlagung
Supersonic axial impulse turbine with variable partial admission for an extended performance map
Kunte, Harald Sebastian
Mit der fortschreitenden Optimierung moderner Verbrennungsmotoren in Straßenfahrzeugen gewinnen alternative Systeme zur Effizienzsteigerung an Bedeutung. Dabei verspricht die Abgaswärmenutzung mittels eines Organic Rankine Cycles (ORC) ein signifikantes Potential zur Treibstoffeinsparung. Der Wirkungsgrad des ORCs ist stark vom Wirkungsgrad der Expansionsmaschine abhängig. Die These dieser Arbeit lautet: Axiale Turbinen eignen sich für den Einsatz in ethanolbetriebenen ORCs geringer Leistung und weisen durch eine variable Teilbeaufschlagung ein verbessertes Teillastverhalten auf.
Eine thermodynamische Analyse bestätigt die Eignung von Ethanol als Kreislaufmedium für eine LKW-Anwendung. Es ergibt sich allerdings ein hohes Druckverhältnis von bis zu 49 bei geringen Massenströmen. Für einen effizienten Betrieb wurde eine Turbine entwickelt, die sich durch supersonische Schaufelkonturen und eine variable Teilbeaufschlagung zur Kennfelderweiterung auszeichnet. Die aerodynamische Bewertung der Turbine erfolgte mit CFD, die mit einem analytischen Ansatz zur Verlustberechnung durch Teilbeaufschlagung gekoppelt wurde. Mit diesem Ansatz wird eine Leistung der Turbine von 1,1 bis 18,5 kW bei einem Wirkungsgrad von bis zu 65,8% prognostiziert.
Für die experimentelle Untersuchung der Turbine wurde eine getriebelose Generatoreinheit gefertigt. Durch Fertigungsabweichungen im Hals der Lavaldüsen kommt es zu einer Kennfeldverschiebung der Turbine zu höheren Massenströmen und Leistungen. Im Rahmen der experimentellen Untersuchung wurden 40% des Turbinenkennfelds vermessen. Dabei erzielte die Turbine eine Leistung von 1,8 bis 7,6 kW. Auf Basis dieser Kennfelder wurde mit einer Kreisprozesssimulation ein Treibstoffeinsparpotential von bis zu 4,5% ermittelt und das Potential zur Prozessverbesserung durch variable Teilbeaufschlagung bestätigt.
Über einen breiten Kennfeldbereich zeigen die Turbinen einen charakteristischen Strömungszustand. Bei einem ausreichend hohen Turbinendruckverhältnis ist die Verteilung von Mach-Zahl und Druckverhältnis bezogen auf den Eintrittsdruck bis zum Rotoraustritt zwar drehzahlabhängig, aber unabhängig vom Eintritts- und Austrittsdruck. Eine Anpassung an den Turbinenaustrittsdruck erfolgt am Rotoraustritt durch eine supersonische Expansion, die bei Druckverhältnissen deutlich über dem Auslegungsdruck zu signifikanten Verlusten führt.
München : Verlag Dr. Hut
2019
DoctoralThesis
Book
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4828
http://dx.doi.org/10.15488/4785
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4828/3/20190426-V26-Diss-Kunte-Veroeffentlichung-download-Version.pdf.txt
fdad5503039b2daf9d46798f6fa368e2
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4828/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4828/1/20190426-V26-Diss-Kunte-Veroeffentlichung-download-Version.pdf
909c45140761ee419d3590438e99ba6b
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
supersonic impulse turbine
partial admission
waste heat recovery
Organic Rankine Cycle (ORC),
supersonische Impulsturbine
Teilbeaufschlagung
Abgaswärmenutzung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/48652022-12-02T08:05:50Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Efficient probabilistic analysis of offshore wind turbines based on time-domain simulations
Hübler, Clemens Janek
Rolfes, Raimund
Offshore wind energy plays an important role in the successful implementation of the energy transition. However, without subsidies, it is not yet sufficiently competitive compared to other renewables or conventional fossil fuels. This is why offshore wind turbines have to be structurally optimised with regard to economic efficiency. One possibility to significantly increase economic efficiency is to improve the reliability or at least to assess present reliability levels precisely. For an accurate reliability assessment during the design phase, probabilistic analyses based on time-domain simulations have to be conducted. In this thesis, a methodology for a comprehensive probabilistic design of offshore wind turbines with special focus on their substructures is developed and applied. All investigations are based on time-domain simulations. This leads to more accurate results compared to semi-analytical approaches that are commonly used for probabilistic modelling at the expense of higher computing times. In contrast to previous probabilistic analyses, considering only particular aspects of the probabilistic design, this work defines a comprehensive analysis that can be split up into the following seven aspects: deterministic load model, resistance model (failure modes), uncertainty of inputs, design of experiments, sensitivity analysis, long-term extrapolation/lifetime distribution, and economic effects. For five of these aspects, scientific innovations are realised, while state-of-the-art approaches are applied for the last two aspects. First, a method is developed in order to efficiently consider soil effects in offshore wind turbine simulations. This method is integrated in a state-of-the-art model for offshore wind turbines to enhance it by considering soil characteristics. At the same time, the number of degrees of freedom is kept constant. Second, the uncertainty of the most important inputs, i.e. environmental conditions, is determined. Theoretical statistical distributions of environmental conditions - like wind speeds - are derived using real offshore measurement data. State-of-the-art approaches are improved by using more sophisticated distributions. This enables a better agreement of theoretical and empirical distributions. Moreover, a variety of environmental conditions - having been neglected so far - is taken into account. Although there is some inherent uncertainty for every input, this uncertainty influences relevant outputs (e.g. reliability) only in some cases. Therefore, third, global sensitivity analyses are applied to determine significant inputs. All other inputs are set to deterministic values to reduce computing times. Especially for non-linear systems, the developed approach is more accurate than commonly used sensitivity analyses in the field of wind energy. Since - due to computational limitations - it is not possible to simulate the entire lifetime of an offshore wind turbine, long-term extrapolations have to be applied. These extrapolations increase the uncertainty of lifetime estimations. If probabilistic inputs are used, this effect is even intensified. Hence, several improved sampling techniques are developed. They enable a significant reduction of the extrapolation-based lifetime uncertainty compared to classic approaches. Finally, the effect of variable, distributed lifetimes on the economic profitability of wind farm projects is investigated. In contrast to state-of-the-art investigations, economic aspects are not included in the engineering model, but independent economic and engineering models are combined. This enables high-quality results in both disciplines. Using the methodology for comprehensive probabilistic designs that is developed here, it is demonstrated that probabilistic analyses of wind turbines using time-domain simulations are possible. For this purpose, it is necessary to reduce computing times by applying adequate sensitivity analyses and extrapolation techniques. These approaches are developed in this thesis. Moreover, based on present findings, well-founded recommendations for efficient and realistic probabilistic simulations of offshore wind turbines are given. Finally, since the profitability of wind turbines depends significantly on the service life and lifetimes scatter substantially, deterministic approaches cannot be economically optimised. Hence, probabilistic analyses are valuable.
Hannover : Institut für Statik und Dynamik, Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4865
http://dx.doi.org/10.15488/4822
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4865/3/Dissertation_Druckversion.pdf.txt
df9235102420844d7750c58c8b35f1e0
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4865/2/license.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4865/1/Dissertation_Druckversion.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
offshore wind energy
probabilistic analysis
uncertainty
fatigue
Offshore-Windenergie
probabilistische Analyse
Unschärfe
Ermüdung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/48722022-12-02T08:05:51Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Investigations on the mechanisms of ultrasonic wire bonding
Untersuchungen zu den Mechanismen des Ultraschall-Drahtbondens
Long, Yangyang
Ultrasonic (US) wire bonding is a predominating interconnection technique in the microelectronic packaging industry. Despite its long-term usage and wide applications, the mechanisms, especially those of the friction and softening phases, are still unclear more than half a century after its invention. Targeting on reducing the big gap to a good understanding of the mechanisms, this dissertation focuses on the relative motions at the wire/substrate and wire/tool interfaces, and the oxide removal process. In addition, an energy flow model from the electrical input energy to the different energies involved in the mechanisms is developed and quantified.
The relative motions at the two interfaces were investigated by a real-time observation system with which the micrometer-motions of the tool and the wire were captured. The motions were then tracked and quantified. In addition, the influences of the process parameters including the normal force, US power and process time were analyzed and the combined effect of the normal force and US power was emphasized. By a further investigation on the changes of the surface topography and elements distribution, it was proved that the relative displacement amplitudes at different locations of the wire/tool interface differ. With the substitution of the metal substrate by a transparent glass, the bonding process was visualized and different areas including the contact, friction, stick, microwelds and oxides areas were detected. The oxide removal process was studied with artificial coatings on either the wire or the substrate. A complete removal process including cracks, detachment, milling and transportation was studied. The transportation further includes penetration, oxide flow, pushing and metal splash. The quantification of energy flows shows that most US energy flows to the vibration induced friction at the two interfaces and the vibration induced formation, deformation and breakage of microwelds. Based on the energy flow to the wire/substrate interface and to the formation of microwelds, the optimal combination of the normal force and the ultrasonic power is determined.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4872
http://dx.doi.org/10.15488/4829
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4872/3/Dissertation_Long.pdf.txt
d80d5aaea3145997411abb3a35e8b75d
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/4872/2/license.txt
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92bb68dffcc669c380e1c31c8e527a2c
CC BY 3.0 DE
ultrasonic wire bonding
bonding mechanisms
relative motion
oxide removal
energy flow
Ultraschall-Drahtbonden
Verbindungsmechanismen
relative Bewegung
Oxidentfernung
Energiefluss
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/50002022-12-02T08:09:01Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Numerical modeling of pipe leakage in variably saturated soil
Peche, Aaron
Graf, Thomas
Pipe leakage related to defect urban sewer and stormwater pipe networks may lead to subsurface contamination, reduction of groundwater recharge or a significant decrease of the groundwater table. The quantification of pipe leakage is challenging, mostly due to the uncertain forming of a colmation layer in the defect vicinity and inaccessibility of both, pipe defects and the surrounding soil. Numerical models can be used to quantify leakage. At present times, only few physically-based pipe leakage models exist, all of which either neglect or simplify variably-saturated flow. In the present dissertation, a novel and unique three-dimensional physically-based pipe leakage model for variably saturated soil is presented. The model consists of the newly implemented coupling between the pipe flow simulator HYSTEM-EXTRAN and the unsaturated-saturated flow simulator OpenGeoSys. The coupling is based on updating of boundary conditions and source terms. The interprocess data transfer is realized using a shared-memory. The pipe leakage model is successfully validated and verified using a newly generated benchmark library for pipe leakage models. Benchmarks are based on two physical experiments described in literature and two newly derived analytical solutions. A novel method for upscaling pipe leakage is presented. The method enables to significantly reduce the local refinement of spatial discretization in the pipe vicinity, which leads to a substantial reduction of computational costs. The method is based on leakage functions. Two leakage functions representing both, sewer and stormwater pipe leakage are presented. Accuracy and time efficiency of the upscaling method is demonstrated by comparing results from a fully discretized model and an upscaled model. In the present dissertation, the pipe leakage model is applied to several case studies to investigate the pipe leakage process. Model setups represent (i) a single defect, (ii) a leaky sewer pipe of 30 m length, and (iii) a 53 km long defect stormwater pipe network in an urban catchment. Results of the single defect and leaky sewer pipe model (models i,ii) show that leaky pipes can hydraulically disconnect from groundwater. It is found that, for a given pipe water level, pipe water exfiltration converges as the groundwater table is lowered. Further, it is found that pipe water exfiltration increases as the intensity and duration of pipe flow events increase. The temporal distribution of pipe flow has a negligible effect on pipe water exfiltration. Results of the model representing a defect stormwater pipe network in an urban catchment (model iii) show the impact of pipe leakage on urban groundwater. It is shown that groundwater infiltration into a largely defect pipe network may be in the order of annual groundwater recharge. Further, it is shown that groundwater infiltration may reduce the groundwater table by several meters and that the groundwater table may be lowered to the elevation of the pipe network.
Hannover : Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5000
http://dx.doi.org/10.15488/4956
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5000/3/Dissertation_Peche.pdf.txt
77a2698cb74ac4fadd1e00bb6ef039e4
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5000/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5000/1/Dissertation_Peche.pdf
fcdd45890573f7e19bda8a164fd97818
CC BY 3.0 DE
Coupled model
Numerical model
Pipe flow
Groundwater flow
Richards flow
Pipe leakage
Modellierung von Rohrleckagen
Leckageströmung
Sickerströmung
Grundwasserströmung
Rohrströmung
gekoppeltes Modell
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau::624 | Ingenieurbau und Umwelttechnik
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Fatigue assessment of large-size bolting assemblies for wind turbine support structures
Ermüdungsbewertung sehr großer Schraubenverbindungen für Tragstrukturen von Windenergieanlagen
Eichstädt, Rasmus
High-strength ‘System HV’ bolting assemblies with large bolt diameters of M36 and bigger are frequently used in ring-flange connections in steel support structures for on- and offshore wind turbines. At the bottom parts of the supporting steel towers the magnitude of the acting loads usually requires the application of very large bolt diameters M64 or M72. The bolts are subjected to high cyclic loads with considerable numbers of load cycles and variable amplitudes. Thus, for reduction of fatigue loads, preloading of bolts with high forces is mandatory. Reliable protection against corrosion is commonly achieved by hot-dip galvanizing. It is known that the zinc coating has an impact on the fatigue strength of structural steel components. Moreover, the high mean stress level affects the bolts’ fatigue behaviour and thus needs to be appropriately considered in experimental as well as analytical fatigue analyses. Fatigue testing of HV-bolts with large diameters under a representative mean stress level imposes challenges to the required testing equipment. Hence, S-N curves in applicable design standards, in particular EN 1993-1-9, are mostly validated on tests with smaller bolts and the influence of an increased diameter is yet to be verified. Moreover, the quantitative effect of hot-dip galvanizing on the fatigue strength of large-size HV-bolts is still under investigation. Analytical fatigue assessment procedures provide valuable potentials to supplement expensive experimental test series and to discretely investigate specific impact factors with relevance to the fatigue strength. However, to this end suitable assessment methodologies need to be adapted and validated for the application to HV-bolts with large diameters as well as for an appropriate consideration of the effect of hot-dip galvanizing. This dissertation presents comprehensive research work on the experimental and analytical fatigue assessment of large-size HV-bolts. The performed fatigue tests extend the range of the experimental validation of normative regulations to a bolt diameter of M64, representative for the upper end of bolt sizes applied in today’s modern wind turbine support structures. Thereby, the safe applicability of the relevant fatigue class FAT 50 of the Eurocode 3 is confirmed. The comparison of performed tests on hot-dip galvanized bolts of diameters M36 and M64, as well as further analytical analyses, indicate a minor impact of the bolt size in the considered large diameter range. The corresponding reduction function of the Eurocode 3 thus tends to overestimate the diameter related effect. Moreover, the results of tests with variable amplitude loading suggest a rather conservative hypothesis of damage accumulation, considered in the Eurocode. Regarding the discrepancy of fatigue strength between uncoated and hot-dip galvanized HV-bolts ambiguous results are obtained for bolt sizes M36 and M64. Thus, the results put into question a superior fatigue classification of uncoated, black large-size HV-bolts, as for instance suggested in the VDI Guideline 2230. The systematically elaborated analytical fatigue assessment methodology, specifically refined for the application to large size HV-bolts, yields calculations in good agreement with experimental results for different bolt sizes and loading conditions. Thereby, an introduced engineering model also enables the calculation of the fatigue life for hot-dip galvanized bolts.
Hochfeste Schraubengarnituren des Systems HV mit Durchmessern M36 und größer kommen bevorzugt in Ringflanschverbindungen von Tragstrukturen von Windenergieanlagen zum Einsatz. Insbesondere an unteren Turmsektionen wird bedingt durch die auftretenden Belastungen häufig die Verwendung sehr großer Durchmesser M64 oder M72 erforderlich. Die HV-Schrauben sind hohen zyklischen Lasten mit variablen Amplituden ausgesetzt. Zur Begrenzung von Ermüdungsbeanspruchung werden die Schrauben daher auf hohe Vorspannungsniveaus angezogen. Ein zuverlässiger Schutz gegen Korrosion wird in der Regel durch Feuerverzinken sichergestellt. Es ist bekannt, dass die dabei thermisch hergestellte Zinkoberfläche die zyklische Beanspruchbarkeit stählerner Bauteile beeinträchtigt. Zudem hat auch das durch die Vorspannung erzeugte hohe Mittelspannungsniveau einen Einfluss auf die Ermüdungseigenschaften der Schrauben. Die Durchführung von Ermüdungsversuchen an großen HV-Garnituren, insbesondere unter repräsentativer Mittelspannung, ist mit hohen Anforderungen an die verwendete Prüfeinrichtung verbunden. Bemessungswöhlerlinien normativer Regelwerke, mit besonderer praktischer Relevanz der EN 1993-1-9, sind aus diesem Grund nur begrenzt für große Schraubendurchmesser validiert. Zudem ist der quantitative Einfluss der Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit hochfester großer Schrauben bislang nicht abschließend untersucht. Ergänzend zu kostspieligen Ermüdungsversuchen können mit analytischen Methoden spezifische ermüdungsrelevante Einflussfaktoren isoliert bewertet werden. Allerdings sind hierzu geeignete Verfahren noch für die Anwendung auf große HV-Garnituren anzupassen und zu validieren. Außerdem bedarf es einer geeigneten Möglichkeit zur Berücksichtigung des Einflusses der Feuerverzinkung. Diese Dissertation beinhaltet umfangreiche, systematische Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten großer HV-Schraubengarnituren mit experimentellen und analytischen Methoden. Die durchgeführten Ermüdungsversuche erweitern die experimentelle Validierung normativer Regelwerke erstmalig bis zum Nenndurchmesser M64. Die Anwendbarkeit des relevanten Kerbfalls 50 aus dem Eurocode 3 kann dabei bestätigt werden. Der Vergleich der erzielten Versuchsergebnisse an feuerverzinkten HV-Garnituren mit Durchmessern M36 und M64 sowie weiterführende analytische Untersuchungen zeigen für diese Schraubengrößen einen geringen Einfluss des Durchmessers. Die im Eurocode 3 berücksichtigte durchmesserabhängige Reduzierung führt darum tendenziell zu einer Unterschätzung der Ermüdungsfestigkeit. Versuche mit variablen Amplituden deuten darüber hinaus darauf hin, dass die verwendete Hypothese zur Schädigungsakkumulation zu einer konservativen Bemessung führt. Bezüglich des Unterschieds der Ermüdungsfestigkeit bei unbeschichteten und feuerverzinkten Garnituren weisen die Versuche an M36 und M64 Schrauben uneinheitliche Ergebnisse auf, was eine mögliche Besserstellung schwarzer Schrauben in Frage stellt. Das für die Anwendung auf große HV-Schrauben weiterentwickelte analytische Bewertungsverfahren der Ermüdungsfestigkeit liefert Ergebnisse in guter Näherung mit Versuchen unterschiedlicher Durchmesser und Lastverhältnisse. Ein vorgeschlagenes Ingenieurmodell ermöglicht dabei ebenfalls die Ermüdungsberechnung feuerverzinkter Schrauben.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5204
http://dx.doi.org/10.15488/5157
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5204/4/Dissertation_Rasmus_Eichstaedt.pdf.txt
c085fa04fe8d580e5171d3e6f7b94207
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CC BY 3.0 DE
HV-bolt sets
fatigue
strain-life concept
wind turbines
hot-dip galvanizing
HV-Schraubengarnituren
Ermüdung
Windenergieanlagen
Feuerverzinkung
Kerbdehnungskonzept
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau::624 | Ingenieurbau und Umwelttechnik
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Global-local progressive failure analysis of composite panels including skin-stringer debonding and intralaminar damage
Akterskaia, Margarita
An increasing application of fibre-reinforced composites in aircraft and aerospace engineering contributed to the rise of development of highly effective numerical tools. On the one hand, computational simulations help to overcome the problems related to expensive experimental testings by partially substituting them. This in turn could result in decrease of design and certification costs. On the other hand, the need of effective numerical methods emerged from the desire to increase the limit loads and thus, to further exploit possible reserves of composite components. However, the complexity of problems commonly associated with the modelling of composites requires thorough understanding of the material and structural
behaviour. For this reason, an efficient and reliable progressive failure analysis capability is required. Moreover, it is indispensable to be able to combine different levels of precision in one model to effectively examine large structures.
Extensive usage of composite stiffened panels is justified by their slenderness, which results in desired light weight jointly with high stiffness in designated direction due to accordingly aligned reinforcing parts called stringers or stiffeners. These stiffeners not only prevent the skin of the panel from premature buckling under compressive loading, but they also increase the overall structural strength leading to final failure detected far beyond initial buckling.
Successfully employed in modelling fuselages and wing boxes as primary components, composite stiffened panels have gained recognition. However, substantial enhancements are to be envisaged in terms of computational methods, as various effects, such as damage initiation and propagation, plasticity or impact damage, for example, require investigation at different levels of accuracy. That leads to development of various multiscale and global-local methods. A literature review has been conducted with a special attention to damage mechanisms and their importance as well as a following discussion dedicated to the existing multiscale
algorithms with their strong and weak points.
To address a need in computationally efficient strategies, during this work a novel global-local coupling approach has been developed that is able to model progressive separation of the skin and the stringer together with intralaminar damage in stiffened CFRP panels under compression. The main goal of this methodology is to examine the damage at two levels of accuracy, taking advantage of the fast calculations at the global level and assessing in detail the damage propagation at the local level. An appropriate information exchange between the global and local levels in both directions is particularly challenging and it has been achieved in the demonstrated global-local approach.
According to the proposed method, at the global level a linear elastic coarse model with shell elements is employed to detect the probable areas of damage. Afterwards, local models are generated using a fine mesh with solid elements. Kinematic constraints are used as boundary conditions to prescribe corresponding displacements from the global to the local model. The damage evolution is simulated by means of a material degradation model and cohesive elements are applied at the local level. To ensure a full information exchange between the
two levels, a transfer of the reduced material properties from the local to the global level is carried out. As the relative element sizes of the global and local models are different, a special homogenization procedure is implemented that preserves energies dissipated between the local and global levels. The global-local steps are executed until the final failure takes place.
The new developed approach is illustrated on the basis of one-stringer and multi-stringer laminate panels considering intact and predamaged cases with initial debonding with an aim to demonstrate advantages of the proposed method for modelling progressive failure in the stiffened composite panels with localized damage.
Der zunehmende Einsatz von faserverstärkten Verbundwerkstoffen in der Luft- und Raumfahrttechnik
beschleunigt die Entwicklung hochwirksamer numerischer Werkzeuge. Einerseits
helfen Computersimulationen, schwierige und kostspielige experimentelle Tests zu vermeiden
um Design- und Zertifizierungskosten zu senken. Andererseits ergibt sich die Notwendigkeit
effektiver numerischer Methoden aus dem Wunsch, Lasten in die Nahe der Belastungsgrenze
zu erhöhen und damit mögliche Reserven von Verbundbauteilen besser zu nutzen. Die
Komplexität der Probleme, die häufig mit der Simulation von Verbundbauteilen verbunden
ist, erfordert allerdings ein umfassendes Verständnis des Werkstoff- und Strukturverhaltens.
Aus diesem Grund ist eine effiziente und zuverlässige progressive Fehleranalysefähigkeit
erforderlich. Darüber hinaus ist es unerlässlich, verschiedene Detailgrade in einem Modell
kombinieren zu können, um große Strukturen effektiv zu untersuchen.
Der umfangreiche Einsatz von Fasenverbundpaneelen kann auf ihre Schlankheit zurückgeführt
werden, die aufgrund der entsprechend ausgerichteten Versteifungskomponenten,
die als Stringer bezeichnet werden, das gewünschte niedrige Gewicht gemeinsam mit einer
hohen Steifigkeit in der erforderlichen Ausrichtung erzielen. Diese Versteifungen verhindern
nicht nur, dass die Paneele unter Druckbelastung vorzeitig beult, sondern sie erhöhen
auch die Gesamttragfähigkeit, was wiederum zu einem endgültigen Strukturversagen weit
jenseits des initialen Beulens führt. Bei der Modellierung von Rumpf- und Flügelkästen
erfolgreich als Hauptkomponenten eingesetzt, haben Fasenverbundpaneele Bedeutung erlangt.
Bezüglich der Berechnungsmethoden sind jedoch erhebliche Verbesserungen erforderlich,
da unterschiedliche Effekte, wie beispielsweise die Schadenseinleitung und -ausbreitung,
Schäden durch Plastizität oder Aufprall, auf verschiedenen Genauigkeitsniveaus untersucht
werden müssen. Dies führt zur Entwicklung unterschiedlicher Multiskalen- und
Global-lokal-Ansätzen. Es wurde eine Literaturrecherche mit besonderem Augenmerk auf
Schadensmechanismen und deren Bedeutung sowie eine anschließende Diskussion über die
bestehenden Multiskalenalgorithmen mit ihren Stärken und Schwächen durchgeführt.
Um einem Bedarf an rechentechnisch effizienten Strategien gerecht zu werden, wurde im
Rahmen dieser Arbeit ein neuartiger global-lokaler Kopplungsansatz entwickelt, der in der
Lage ist, die progressive Trennung von Außenhaut und Stringer zusammen mit intralaminaren
Schäden in versteiften CFK- Paneele unter Druckbeanspruchung zu modellieren. Das
Hauptziel dieser Methodik ist es, den Schaden auf zwei Skalen-Ebenen zu untersuchen. Zum
Einem wird eine globale Struktur mit relativ grober Vernetzung erstellt, die den Vorteil von
zügigen Berechnungen aufweist. Zum Anderem wird die Schadensausbreitung auf lokaler
Ebene im Detail bewertet. Ein angemessener Informationsaustausch zwischen der globalen
und der lokalen Ebene ist besonders herausfordernd und wurde im Rahmen des dargestellten
global-lokalen Ansatzes erreicht.
Nach dem in dieser Arbeit vorgeschlagenen Verfahren wird auf globaler Ebene ein linear elastisches Modell mit Schalenelementen eingesetzt. Die Vernetzung wird so gewählt, damit
die alle möglichen Schadensbereiche erfasst werden. Anschließend werden lokale Modelle
mit einem feinen Netz aus Volumenelementen erzeugt. Kinematische Kopplungen werden
als Randbedingungen verwendet, um entsprechende Verschiebungen vom globalen zum
lokalen Modell vorzugeben. Die Schädigungsentwicklung wird mit Hilfe eines entsprechenden
Materialmodells simuliert und Kohesivzonenelemente auf lokaler Ebene angewendet. Um
einen umfassenden Informationsaustausch zwischen den beiden Ebenen zu gewährleisten,
wird eine Übertragung der reduzierten Materialeigenschaften von der lokalen auf die globale
Ebene durchgeführt. Da die relativen Elementgrößen der globalen und lokalen Modelle
unterschiedlich sind, wird ein spezielles Homogenisierungsverfahren implementiert, welches
sicherstellt, dass auf der lokalen und globalen Ebene die gleiche dissipierte Energie vorliegt.
Die global-lokalen Schritte werden ausgeführt, bis das endgültige Strukturversagen eintritt.
Der neu entwickelte Ansatz wird auf Basis von Einstringer- und Multistringer-Laminatpaneelen
unter Berücksichtigung intakter und vorgeschädigter Fallbeispiele mit initialem Ablösungen
veranschaulicht, um die Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens zur Modellierung des
fortschreitenden Versagens in den versteiften Fasenverbundpaneel mit lokaler Schäaufzuzeigen.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5260
http://dx.doi.org/10.15488/5213
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5260/4/Akterskaia_Dissertation.pdf.txt
65196f55b085a72b10c48849247c7bfb
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5260/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5260/3/Akterskaia_Dissertation.pdf
1c25288d95cb0df7844321f55acaf2ef
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Global-local method
Composite structures
Progressive failure analysis
Multiscale analysis
Skin-stringer debonding
Matrix cracking
Fibre damage
Faserverbundstrukturen
Global-lokale Methode
Progressive Versagensanalyse
Multiskalen-Analyse
Haut-Stringes-Ablösung
Delamination
Matrixversagen
Faserversagen
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Thermo-mechanical modeling for selective laser melting
Wessels, Henning
Wriggers, Peter
Selective Laser Melting (SLM) is an Additive Manufacturing (AM) process where a powder bed is locally melted with a laser. Layer by layer, complex three dimensional geometries including overhangs can be produced. Up to date, the material and process development of SLM mainly relies on experimental studies that are time intensive and costly. Simulation tools offer the potential to gain a deeper understanding of the process - structure - property interaction. This can help to find optimal process parameters for individualized components and the processing of innovative powder materials. In this work, a rigorous thermo-mechanical framework for the finite deformation phase change problem is formulated. Beside the phase change, an additional peculiarity of the SLM process is the fusion of powder particles. Regarding the numerical solution, meshfree methods seem to be especially suited because the treatment of particle fusion is intrinsic to the formulation. The complex moving boundaries between liquid melt and solid metal can be resolved without additional numerical effort. The recently introduced Optimal Transportation Meshfree Method (OTM) has been chosen since it was promoted as a versatile tool for both fluid and solid mechanics. Special focus lays on the modeling of laser-matter interaction. The laser beam can be divided into moving discrete energy portions (rays) that are traced in space and time. In order to compute the reflection and absorption, usually a triangulation of the free surface is conducted. Within meshfree methods, this is a very expensive operation. To avoid the need for surface triangulation, a computationally efficient algorithm is presented which can easily be combined with meshfree methods. Both melt pool dynamics and residual stress formation are studied with the developed numerical framework. The influence of laser heating and cooling conditions on melting and consolidation is investigated. Although the numerical results are promising, it was found that the OTM exhibits some limitations. Therefore, the accuracy of the method is critically discussed.
Hannover : Institut für Kontinuumsmechanik, Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5378
http://dx.doi.org/10.15488/5331
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5378/3/dissWessels_Print.pdf.txt
5c4447aebc683f2b2df846ae4eba2a25
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5378/2/license.txt
f2913156831f3a79acd4e29910f5cfd8
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5378/1/dissWessels_Print.pdf
bd35c4be2d4daa7d12a1338e10cee6b1
CC BY 3.0 DE
additive manufacturing
selective laser melting
phase change modeling
implicit meshfree scheme
optimal transportation meshfree method
Additive Fertigung
Selektives Laserstrahlschmelzen
Phasenwandel-Modellierung
Ray Tracing
Implizite Netzfreie Methode
Optimal Transportation Meshfree Methode
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Energieeffizienter Betrieb von Industrierobotern
Energy-efficient operation of industrial robots
Eggers, Kai Benjamin
Beim Erwerb eines Industrieroboters werden heutzutage nicht mehr nur klassische Faktoren wie die minimal erreichbare Taktzeit und die Anschaffungskosten als Kaufkriterien betrachtet, sondern auch der Leistungs- und Energiebedarf des Roboters sowie die laufenden Kosten über dessen gesamte Lebensdauer (TCO: Total Cost of Ownership). Konzepte zur Steigerung der Energieeffizienz von Industrierobotern sind somit sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht erstrebenswert. Die Verbesserungsansätze lassen sich in zwei Kategorien unterteilen: Bei den hardwareseitigen Ansätzen wird eine Effizienzsteigerung durch Anpassung der verwendeten mechanischen und elektrischen Komponenten und/oder durch hardwarebezogene Erweiterung des Systems, zum Beispiel in Form von Energiespeichern, angestrebt. Die zweite Kategorie bilden Ansätze zur Optimierung der Software, bei denen die Ersparnisse durch energieeffizientere Bahnplanungsalgorithmen und Ablaufsteuerungen erzielt werden sollen. Die folgenden Untersuchungen fokussieren sich dabei auf die zweite Kategorie.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden softwarebasierte Ansätze zum energieeffizienten Betrieb von Industrierobotern unter möglichst praxisnahen Bedingungen vorgestellt und auf zwei Roboter verschiedener Traglastklassen angewendet. Als Szenarien werden unterschiedliche industrietypische Applikationen wie zum Beispiel Pick-and-Place- und Schweißaufgaben untersucht. Die Bahnen der Ausgangsszenarien, die als Referenz zur Bewertung des Einsparpotentials dienen, werden direkt auf einer modernen, kommerziellen Robotersteuerung geplant, sodass diese dem Stand der Technik entsprechen. Es wird ein Modell erstellt, das den Leistungs- und Energiebedarf des betrachteten Roboters in Abhängigkeit von der durchgeführten Bewegung wiedergibt. Das Modell wird für beide Roboter am Prüfstand validiert. Die vorgestellten Verfahren zum energieeffizienten Betrieb von Industrierobotern lassen sich im Wesentlichen anhand der Freiheitsgrade des Ausgangsszenarios klassifizieren: Im ersten Fall werden zeitlich veränderliche Bewegungen mit fest vorgegebener Geometrie untersucht. Anschließend werden für Aufgaben mit veränderlicher Bahngeometrie zwei Verfahren zur Bestimmung einer energieoptimalen Bahngeometrie unter Verwendung nichtlinearer Optimierungsverfahren präsentiert. Im dritten Fall wird das Einsparpotential durch Änderung der relativen Lage des Roboters zum Werkstück aufgezeigt. Für jedes Verfahren werden die Bedingungen zur Umsetzung in der Praxis sowie die Ursachen und Einflussfaktoren für die erreichbaren Ersparnisse diskutiert.
Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
2019
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5379
http://dx.doi.org/10.15488/5332
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82d0b5d41303244500029a195135c1ec
CC BY 3.0 DE
Industrial robots
energy efficiency
path planning
optimization
Industrieroboter
Energieeffizienz
Bahnplanung
Optimierung
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/56362022-12-02T08:12:00Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Bookdoc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Transmissibility-based monitoring and combination of damage feature decisions within a holistic structural health monitoring framework
Tsiapoki, Stavroula
Over the past forty years, intensive research has been carried out in the field of structural health monitoring (SHM), since the identification of damage at an early stage contributes to avoiding structural failure and reducing maintenance costs. In particular, the monitoring of wind turbines has gained special interest, since there is an increasing number of installed wind turbines worldwide and a large number of wind turbines which have reached or will soon reach their design lifespan.
This thesis focuses on vibration-based SHM methods, which observe features describing the dynamics of a structure. Moreover, this work is based on the conception that the consideration of SHM should not only involve the observation of damage-sensitive features, but should also address further aspects, such as the effect of environmental and operational conditions (EOCs) and the statistical pattern recognition approaches used for decision making.
Wind turbines are complex structures which operate in a challenging environment. Most of the vibration-based approaches rely on assumptions which are violated, for example, during the operation of a wind turbine, raising doubts concerning their accuracy. Furthermore, there is a plethora of damage-sensitive features, alternatively called condition parameters (CPs), which can be used to assess the state of a structure. However, up to the present moment, little research has been conducted on the combination of damage feature selected and on the exploitation of decision making processes for improving the detection rates of damage when it exists.
This work introduces a new vibration-based CP, which does not rely on any significant assumptions. The new CP is based on an output-only version of an autoregressive model with exogenous input (ARX), which is essentially a transmissibility function (TF) model. The poles of the model are therefore called TF poles. The proposed CP is based on the observation of TF pole migration due to structural changes. Several experimental datasets are used to explore the sensitivity of TF poles to damage, while the concept of implementing TF poles as a CP in unsupervised mode is described. The new CP is integrated into a three-tier SHM framework which performs data normalizaton (tier 1), extracts the CP for analysis (tier 2) and subsequently makes use of hypothesis testing (tier 3). This framework using TF poles is validated on the fatigue test data of a full-scale rotor blade.
This work also proposes the implementation of adaptive boosting (AdaBoost) for the combination of decisions obtained from several damage features in order to attain a new and more accurate decision rule. The proposed concept is integrated into the aforementioned three-tier SHM framework and is used for combining the decisions of vibration-based damage features. However, the proposed concept can be implemented after any SHM process, even if other SHM approaches are employed. The concept of implementing Adaboost within the three-tier SHM framework is outlined and validated on the data of an operating 3~kW wind turbine.
Finally, different damage features, including the proposed CP, are compared with respect to their sensivity to damage and sensitivity to EOC variability based on rotor blade fatigue tests.
Hannover : Institut für Statik und Dynamik, Leibniz Universität Hannover
2018
DoctoralThesis
Book
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5636
http://dx.doi.org/10.15488/5584
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5636/4/Diss_StavroulaTsiapoki.pdf.txt
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Structural Health Monitoring
Wind turbines
Machine Learning
Transmissibility
Strukturüberwachung
Windenergieanlagen
maschinelles Lernen
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Das Axialschubverhalten von einstufigen Kreiselpumpen mit Spiralgehäuse
Bahm, Falk Utz
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5830
http://dx.doi.org/10.15488/5778
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Centrifugal pump
axial thrust
flow within impeller side cavity
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Beitrag zur Auslegung von Kühllüftern für Nutzfahrzeuge
Beyer, Bernd
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5835
http://dx.doi.org/10.15488/5783
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Fan design
engine cooling
experiment
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Untersuchung von Kavitationsphänomenen in Dieseleinspritzdüsen
Busch, Roger
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5849
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Cavitation
two-phase flow
diesel injection nozzle
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Phänomenologische Modellbildung des gasseitigen Wandwärmeüberganges in Dieselmotoren
Eiglmeier, Christian
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5859
http://dx.doi.org/10.15488/5807
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Wall heat transfer
diesel engine
simulation
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Einsatz elastischer Niederhaltersysteme zur Erweiterung der Prozeßgrenzen beim Tiefziehen
Elend, Lutz-Eike
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5860
http://dx.doi.org/10.15488/5808
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Sheet metal forming
deep drawing
blank holder
design
elasticity
FE-simulation
process stability
tilt compensation
tailored blanks
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Untersuchungen zu simulationsgeeigneten Normen für das Fahrverhalten schwerer Nutzfahrzeuge
Faber, Andreas
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5862
http://dx.doi.org/10.15488/5810
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Commercial vehicle
driving behaviour
simulation and standardisation
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Experimentelle und theoretische Untersuchungen der Bewegungswiderstände von Gurtförderanlagen
Geesmann, Franz-Otto
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5869
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Belt conveyor system
conveyor belt
troughing geometry
idler configuration
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Experimentelle Untersuchungen an einer Radialverdichterstufe mit verschiedenen Vorleitgittern variabler Geometrie
Hagelstein, Dirk
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5874
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Centrifugal compressor
inlet guide vane
control
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Beitrag zur Bestimmung des Werkzeugverschleißes beim Plasmaschmelzschneiden
Hüske, Marc
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5883
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Plasma arc cutting
laser measuring technology
speckle effect
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Zur Optimierung hochfester Stahlseilgurtverbindungen
Keller, Markus
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5891
http://dx.doi.org/10.15488/5839
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Steelcord belt
FEA
elastomer
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Interaktive Maschinenaufstellungsplanung durch internetbasierte Variantenkonfiguratoren
Klotzek, Jürgen
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5896
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Space assignment planing
layout planing
variant configuration
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::000 | Allgemeines, Wissenschaft::000 | Informatik, Wissen, Systeme::004 | Informatik
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Least-cost planning : ein energiepolitisches Instrument auf dem Prüfstand
Klünder, Michael
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5897
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Least-cost planning
energy political instrument
subsidy-programme
Dewey Decimal Classification::300 | Sozialwissenschaften, Soziologie, Anthropologie::330 | Wirtschaft
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Messung der Zylinderverformung von Aluminiumkurbelgehäusen für Dieselmotoren
Kuhn, Thorsten
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5911
http://dx.doi.org/10.15488/5859
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5911/2/353284009.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/5911/1/353284009.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Cylinder bore deformation
aluminium crankcases
piston assembly group
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/59132022-12-02T08:02:55Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Realisierung und Kalibrierung aktiver Antennensysteme mit digitaler Strahlformung
Kühnke, Lutz
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5913
http://dx.doi.org/10.15488/5861
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Array calibration
digital beamforming
mutual coupling
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/59822022-12-02T08:05:50Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Energy conservation in urban areas in the framework of a sustainable transportation concept
Shahin, Mohamed Maher
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5982
http://dx.doi.org/10.15488/5930
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Transport
energy
sustainable
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/59852022-12-02T07:47:03Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Möglichkeiten zur Wirkungsgradoptimierung von Stufenlosgetrieben
Sladek, Walter
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5985
http://dx.doi.org/10.15488/5933
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Continously variable transmissions
metal pushing V-belt
simulation
efficiency
fuel consumption
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/59892022-12-02T07:59:28Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Einfluss der Temperaturverteilung auf das tribologische Verhalten von Synchronisierungen
Spreckels, Marcus
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5989
http://dx.doi.org/10.15488/5937
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Synchroniser
temperature distribution
tribological performance
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/59992022-12-02T07:47:03Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessddc:330status-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Planung und Steuerung des Werkzeug- und Formenbaus auf Basis eines integrierten Produktmodells
Tracht, Kirsten
[no abstract]
Hannover : Universität
2001
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/5999
http://dx.doi.org/10.15488/5947
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Die and mold industry
planning
scheduling
Dewey Decimal Classification::300 | Sozialwissenschaften, Soziologie, Anthropologie::330 | Wirtschaft
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60012022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Thixoschmieden im geschlossenen Gesenk zur Herstellung komplexer Stahlbauteile
Abdelfattah, Samer
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6001
http://dx.doi.org/10.15488/5949
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Thixoforging
steel
semi solid state
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60142022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Zur hochpräzisen GPS-Positions- und Lagebestimmung unter besonderer Berücksichtigung mariner Anwendungen
Böder, Volker
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6014
http://dx.doi.org/10.15488/5962
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Global positioning system (GPS)
hydrography
multi sensor system
real-time position and attitude determination
active GPS reference station network
station calibration
GPS/INS integration
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60162022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Ein wissensbasiertes System zur automatischen Extraktion von semantischen Informationen aus digitalen Fernerkundungsdaten
Bückner, Jürgen
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6016
http://dx.doi.org/10.15488/5964
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Knowledge based system
image interpretation
remote sensing
semantic net
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Untersuchungen zur Herstellung von komplexen Antriebsbauteilen durch Präzisionsschmieden
Dreyer, Guido
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6026
http://dx.doi.org/10.15488/5974
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Precision forging
gearing
form filling
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60342022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessddc:330status-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Simulationsgestützte Belegungsplanung in der Multiressourcen-Montage
Evers, Karsten
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6034
http://dx.doi.org/10.15488/5982
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Loading planning
simulation
assembly planning/control
Dewey Decimal Classification::300 | Sozialwissenschaften, Soziologie, Anthropologie::330 | Wirtschaft
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60372022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Schwingungsüberwachung von Primärkreiskomponenten in Kernkraftwerken
Fiedler, Jürgen
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6037
http://dx.doi.org/10.15488/5985
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Vibration monitoring
core barrel vibration
neutron noise
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60392022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Entwicklung eines Werkzeugsystems zur Fertigung gelochter Präzisionsschmiedestücke
Flüß, André
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6039
http://dx.doi.org/10.15488/5987
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Precision forging
punching process
tool system
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/60452022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_8col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Senkung der Emissionen eines PKW mit direkteinspritzendem Dieselmotor durch Verwendung von Kraftstoffen mit abgestimmtem Siede- und Zündverhalten
Garbe, Thomas
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6045
http://dx.doi.org/10.15488/5993
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Unit injector engine
diesel fuel
emissions
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Umformung von Magnesiumknetlegierungen auf Aluminium-Zink Basis im geschlossenen Gesenk
Janssen, Stefan
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6085
http://dx.doi.org/10.15488/6033
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Magnesium wrought alloys
forming
process development
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Modellbasierte Beurteilung der Logistikleistung von Prozessketten
Kerner, Axel
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6089
http://dx.doi.org/10.15488/6037
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Production logistics
process chains
logistical and economical characteristic curve
Dewey Decimal Classification::300 | Sozialwissenschaften, Soziologie, Anthropologie::330 | Wirtschaft
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Methodische Auslegung und Erprobung von Fahrzeug-Crashstrukturen
Kröger, Matthias
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6097
http://dx.doi.org/10.15488/6045
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Impact
crash
bumperbeam
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Modellgestützte Untersuchung der Gleisdynamik und des Verhaltens von Eisenbahnschotter
Kruse, Holger
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6099
http://dx.doi.org/10.15488/6047
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6099/2/353962066.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6099/1/353962066.pdf
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Train-track interaction
railway ballast
molecular dynamics simulation
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61002022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_7col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Experimentelle Untersuchungen zur Entstehung und Ausbreitung von Staubfahnen hinter Kraftfahrzeugen
Kühn, Gerald
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6100
http://dx.doi.org/10.15488/6048
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6100/2/359196780.pdf.txt
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Cloud of dust
emission-factor
dust-concentration
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61262022-12-02T07:47:02Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_7col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Analyse und Reduktion der optischen und elektrischen Verluste in multikristallinen Silizium-Solarzellen
Nagel, Henning
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6126
http://dx.doi.org/10.15488/6074
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6126/2/360042090.pdf.txt
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Solar cell
multicrystalline silicon
optical and electrical losses
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61292022-12-02T07:47:02Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Numerische Untersuchungen zur Auslegung von Präzisionsumformprozessen am Beispiel schrägverzahnter Stirnräder
Neubauer, Ingo
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6129
http://dx.doi.org/10.15488/6077
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6129/2/359195997.pdf.txt
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Precision forging
finite element method
heat treatment
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61352022-12-02T07:32:53Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Beitrag zum Elektrokontakttrennen unter Wasser
Philipp, Eckhardt
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6135
http://dx.doi.org/10.15488/6083
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6135/2/34869590X.pdf.txt
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Contact arc metal cutting
thermal cutting technique
cutting simulation
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61372022-12-02T08:05:51Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_7col_123456789_2962ddc:004doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Integration flexibler Bauteile in eine Umgebung der virtuellen Realität für den Einsatz in einer Montagesimulation
Rabätje, Ralf
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6137
http://dx.doi.org/10.15488/6085
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6137/2/357236548.pdf.txt
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Deformable objects
virtual reality
assembly simulation
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dewey Decimal Classification::000 | Allgemeines, Wissenschaft::000 | Informatik, Wissen, Systeme::004 | Informatik
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61412022-12-02T07:47:03Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_8col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Untersuchung der Sulfatierung und Desulfatierung von Stickoxidspeichermaterialien für NOx-Speicher-Reduktions-Katalysatoren
Resch, Stefan
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6141
http://dx.doi.org/10.15488/6089
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6141/2/352199164.pdf.txt
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Automotive catalyst
nitrous oxides
sulfur
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61472022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Untersuchungen zur Simulation rückfederungsbedingter Formabweichungen beim Tiefziehen
Schmidt-Jürgensen, Rune
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6147
http://dx.doi.org/10.15488/6095
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Simulation
sheet metal forming
spring-back
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61522022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessddc:330status-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Entwicklung eines Informationssystems für das kooperative Produktengineering
Seidemann, Holger
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6152
http://dx.doi.org/10.15488/6100
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6152/2/345451872.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6152/1/345451872.pdf
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Information system
business development
product engineering
Dewey Decimal Classification::300 | Sozialwissenschaften, Soziologie, Anthropologie::330 | Wirtschaft
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61742022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Zur Untersuchung des stationären Gurt-Trommel-Umlaufs mit der Methode der Finiten Elemente
Warnecke, Ulrike
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6174
http://dx.doi.org/10.15488/6122
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6174/2/355153254.pdf.txt
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Belt conveyor
ALE formulation
contact
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61752022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Zerstörungsfreie Prüfung dickwandiger austenitischer Rohre und Rohrbögen mit fortschrittlicher Wirbelstromtechnik
Weber, Wolfram
[no abstract]
Hannover : Universität
2002
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6175
http://dx.doi.org/10.15488/6123
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Eddy current testing technique
austenitic pipes
inner imperfections
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/61882022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Untersuchungen zu elektrostatischen Rotoren
Bähnisch, Ralf
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6188
http://dx.doi.org/10.15488/6136
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Electrostatic levitation
electrostatic drive
gyroscope
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62012022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Ein zirkular polarisierter Breitbandstrahler für den Einsatz in planaren Gruppenantennen
Büchel, Oliver
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6201
http://dx.doi.org/10.15488/6149
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Circular polarization
sprial antennas
mutual coupling
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62032022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessddc:330status-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Strategisches und taktisches Logistikmonitoring der prozesskettenorientierten Produktion
Colsman, Robin
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6203
http://dx.doi.org/10.15488/6151
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6203/2/362297657.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6203/1/362297657.pdf
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Logistic monitoring
process chain orientated production
reference process model
Dewey Decimal Classification::300 | Sozialwissenschaften, Soziologie, Anthropologie::330 | Wirtschaft
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62042022-12-02T08:02:56Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
3-D time-depending simulation of void formation in metallization structures
Dalleau, David
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6204
http://dx.doi.org/10.15488/6152
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6204/1/365376841.pdf
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Void
simulation
reliability
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62122022-12-02T08:02:56Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_8col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Anthropogenes Iod-129 als Tracer für Umweltprozesse : ein Beitrag zum Verhalten von Spurenstoffen bei der Migration in Böden und beim atmosphärischen Transport
Ernst, Thomas
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6212
http://dx.doi.org/10.15488/6160
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6212/2/37628126X.pdf.txt
3aa44eaea578f4922d0e7a3911578906
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6212/1/37628126X.pdf
8f7a9386ad82c59cc65144b55ece20f9
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Radioecology
migration
radionuclide mobility
radionuclide dislocation
129 I
iodine-129
137Cs
Cs-137
environmental materials
natural pre-nuclear 129I/127I ratio
accelerator mass spectrometry
AMS
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62132022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Herstellung hochreflektierender AlGaN/AlN-DBR- und UV-VCSEL-Strukturen mittels plasmaunterstützter Molekularstrahlepitaxie
Fedler, Fritz
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6213
http://dx.doi.org/10.15488/6161
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b1103493caa5c3021d875bb0c302b0a3
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6213/1/36885356X.pdf
5a98df6bca40189b746ca04d309efdbb
Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
GaN
DBR
UV-laser
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62572022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Vermessung von Wirbeln mit der Hintergrundschlieren-Methode : Untersuchung der räumlichen Position und Stärke des kompressiblen Tragflächenspitzenwirbels des Außenflügels eines Transportflugzeuges mit einer steroskopischen Hintergrundschlieren-Methode und der Stereo Particle Image Velocimetry
Klinge, Falk
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6257
http://dx.doi.org/10.15488/6205
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6257/2/36823018X.pdf.txt
05750fef493f8fdea6997627a9b70b31
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6257/1/36823018X.pdf
9667de6dfaed9cc35079c1b86e8763e8
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Vortex
PIV
BOS
position
density
velocity
density measurement technique
refraction index
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62612022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Simulation der Entstehung von Versetzungsstrukturen am Beispiel von AlMg5Mn
Kuhlmeyer, Andreas
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6261
http://dx.doi.org/10.15488/6209
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6261/2/366248596.pdf.txt
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Simulation
dislocation
microstructure
transmission-electron-microscopy
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62622022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Herstellung von Blechformteilen aus Reintitanwerkstoffen und hochlegierten rostfreien Stählen
Kulp, Steffen
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6262
http://dx.doi.org/10.15488/6210
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Commercial pure titanium
stainless steel
deep drawing
forming simulation
dent resistance
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62762022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Transiente Druckfelder in zweiphasigen Strömungen
Maksic, Senada
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6276
http://dx.doi.org/10.15488/6224
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6276/2/373203144.pdf.txt
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Transient pressure fields
numerical calculation
thermodynamical non-equilibrium
pipe break
flashing flow
direct contact condensation
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62802022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Laserumschalterstruktur in CMOS-Technologie
Mende, Ole
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6280
http://dx.doi.org/10.15488/6228
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6280/2/366569759.pdf.txt
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Laser-switch
configuration
VLSI
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62812022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_3col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Zur Kalibrierung der Phasenzentrumsvariationen von GPS-Antennen für die hochpräzise Positionsbestimmung
Menge, Falko
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6281
http://dx.doi.org/10.15488/6229
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6281/2/381885593.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6281/1/381885593.pdf
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Global positioning system (GPS)
precise position determination
phase center variations (PCV)
GPS-antennas
antenna calibration
absolute field calibration
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62932022-12-02T07:32:53Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Simulation des Werkstoffflusses beim Ringwalzen mittels elementarer Plastizitätstheorie
Puller, Stefan
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6293
http://dx.doi.org/10.15488/6241
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6293/2/368887839.pdf.txt
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Ring rolling
simulation
elementary theory of plasticity
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62942022-12-02T07:36:29Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Bewegungskompensierende Teilbandcodierung von Bewegtbildsequenzen mit sehr niedrigen Übertragungsbitraten
Qian, Deyu
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6294
http://dx.doi.org/10.15488/6242
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6294/2/385964161.pdf.txt
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Forward analysis
block-based subband coding
apative quantization
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/62962022-12-02T08:05:50Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Flow boiling of pure refrigerants and binary refrigerant mixtures in a horizontal tube
Rabah, Ali Abdelrahman
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
eng
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6296
http://dx.doi.org/10.15488/6244
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6296/2/366251627.pdf.txt
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Flow boiling
R134a
mixtures
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/63022022-12-02T07:32:53Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_4col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Herstellung und Charakterisierung dünner Gatedielektrika auf Germanium
Röver, Kai-Sven
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6302
http://dx.doi.org/10.15488/6250
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Germanium-MIS
low-temperature dielectrics
ECR-PACVD
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/63052022-12-02T07:32:53Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_8col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Zusammenhang von Gaspermeabilität und Morphologie in zweiphasigen Elastomeren
Schaube, Jens
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6305
http://dx.doi.org/10.15488/6253
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6305/2/366682849.pdf.txt
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https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6305/1/366682849.pdf
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Rubber
morphology
gaspermeation
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oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/63202022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Untersuchung von Axialturbinen-Beschaufelungen mit dreidimensionalen Gestaltungselementen
Shieh, Tzong-Hann
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6320
http://dx.doi.org/10.15488/6268
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6320/2/367309572.pdf.txt
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Lean- and bow-blades
radial blade force
secondary loss
deflection of flow
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
oai:www.repo.uni-hannover.de:123456789/63232022-12-02T07:36:30Zcom_123456789_1com_123456789_2961col_123456789_6col_123456789_2962doc-type:Textopen_accessstatus-type:publishedVersionddc:620doc-type:DoctoralThesis
Die Pendelbewegung von Einschienen-Hängebahnen am Beispiel der Wuppertaler Schwebebahn
Singer, Andreas
[no abstract]
Hannover : Universität
2003
DoctoralThesis
Text
ger
https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/6323
http://dx.doi.org/10.15488/6271
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6323/2/366037412.pdf.txt
f759a60f876fa422743f4de9e78875e4
https://www.repo.uni-hannover.de/bitstream/123456789/6323/1/366037412.pdf
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Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
Schwebebahn
suspension railway
pendulum movement
Dewey Decimal Classification::600 | Technik::620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
uketd_dc///ddc:620/100