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Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Schraubenauslegung mithilfe numerischer Rechenverfahren. Am Beispiel einer Radlagerverschraubung mit Kugelbundschrauben wurde ein geeigneter Modellaufbau untersucht, um Schraubenverbindungen hinreichend realitätsnah abzubilden und zu bewerten. Dabei wurden Einflüsse der Vernetzung, der Kontaktdefinition und der Randbedingungen betrachtet. Die Untersuchungen erfolgten ohne eine Darstellung des Gewindes. Es wurde eine Möglichkeit aufgezeigt um das Setzverhalten und die Torsionsspannung der Schraube mit in das FE-Modell einzubringen. Anhand der möglichen Ausgabegrößen konnten die benötigten Nachweise in Anlehnung an die VDI 2230 definiert werden. Dabei wurden in der Kontaktauswertung Indizien auf ein selbsttätiges Lösen aufgezeigt. Nach Abschätzen und Einbinden der auftretenden Temperaturen zeigten sich die Differenzen in der Vorspannkraft. Weitere mögliche Temperatureinflüsse wurden aufgeführt. Durch einen Vergleich zum analytischen Verfahren konnten die Unterschiede in den Ergebnissen festgestellt werden. Die Kontaktauswertung im FE-Modell erweist sich als detaillierte Untersuchungsmöglichkeit. Weiterhin zeigten sich durch den Vergleich die Vorteile der beiden Verfahren.
In dieser Bachelorarbeit werden poröse Schallabsorber aus Abstandsgestricken der STS Textiles GmbH & Co. KG entwickelt, die frei im Raum platziert werden können. Der Fokus liegt auf Eckenabsorbern für die Bedämpfung tiefer Frequenzen, z. B. in Büroräumen. Das Absorptionsvermögen der Prototypen wurde durch Messungen in einer Alphakabine und in einem Hallraum überprüft. Grundentscheidungen für Verkleidungs- und Füllungsoptionen wurden mittels der Methode der statistischen Versuchsplanung getroffen. Es hat sich gezeigt, dass mit säulenförmigen Absorbern verschiedener Ausprägung in tiefen, mittleren und hohen Frequenzbändern sehr hohe Absorptionsgrade (αs=1) erreicht werden können. Das beste erreichte Ergebnis eines Prototyps liegt bei αw=0,85, was der Schallabsorberklasse B nach DIN EN ISO 11654 entspricht.
Im Bereich der chronischen Gelenkpathologien zählt die Osteoarthrose zu den weltweit am häufigsten vorkommenden Störungen des Skelettsystems. Die Kniegelenksarthrose macht dabei den größten Anteil aus und kann durch eine degenerative oder traumatisch bedingte Meniskusläsion verstärkt werden. (vgl. Fuchs et al., 2013, S.678)
Aufgrund der aktuellen Corona-Situation, in der viele Menschen in Isolation leben müssen, konnten bereits Verschlechterungen der Schmerzintensität und der Gelenkfunktion bei Hüft- und Kniepatienten gemessen werden. Des Weiteren sank die Teilhabe von körperlichen Aktivitäten. (vgl. Endstrasser et al., 2020) Das ist ein Problem, da laut AWMF Leitlinie mit 100% Konsens bestätigt wurde, dass Muskelaufbau, Konditions- und Mobilitätstraining zum Erhalt bzw. Verbesserung der Gelenkfunktion dienlich sind. (vgl. Stöve et al., 2018, S.35)
Die fortschreitende Digitalisierung könnte hierbei eine Schlüsselposition für Patienten einnehmen, die selbständig und angeleitet zuhause trainieren wollen, indem adäquate Tools entwickelt werden.
Die hyperspektrale Bildgebung gewinnt zunehmend in Bereichen wie der klinischen Diagnostik an Bedeutung. Sie stellt eine nichtinvasive Methode der Gewebeuntersuchung dar. Eine wichtige Anwendung dieser bildgebenden Systeme ist die Gewebedifferenzierung. Aus diesem Grund wurde ein Messaufbau realisiert, mit welchem sich eine Gewebedifferenzierung anhand hyperspektraler Aufnahmen durchführen lässt. Durch die Verwendung eines breiten Spektralbereichs konnten die optischen Eigenschaften der unterschiedlichen Gewebetypen zur genauen Differenzierung ausgenutzt werden. Durch Anfertigen hyperspektraler Aufnahmen und anschließender numerischer Auswertung konnte der Informationsgehalt dieser Aufnahmen noch weiter gesteigert werden.
Konzeptionierung und Konstruktion einer Befestigung von Wasserstoffdruckbehältern im Fahrzeug
(2021)
Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Befestigung für Wasserstoffdruckbehälter im Fahrzeug, in welche eine Sensorik zur Ermittlung der in den Druckbehältern gespeicherten Wasserstoffmasse integriert wird.
In den theoretischen Grundlagen wird der Technikstand der zu fassenden Druckbehälter, sowie von bestehenden Befestigungen dargestellt. Zudem werden etablierte und zukünftige Package-Varianten von Wasserstoffdruckbehältern in Fahrzeugen aufgezeigt. Auf der Basis der Analyse von Aufbau und Funktion der aktuell beim Auftraggeber geplanten Wasserstoffkraftstoffversorgungsanlage, werden alternative Ansätze zur Ermittlung der Wasserstoffmasse erarbeitet.
Für den geeignetsten dieser Ansätze werden Aufnehmer zur Messwerterfassung betrachtet, welche in die Befestigung integriert werden können. Zur Konkretisierung der gegebenen Entwicklungsaufgabe werden Anforderungen an die Befestigung und Sensorik gesammelt, sowie in einer Anforderungsliste zusammengefasst, welche die Grundlage zur Bildung unterschiedlicher Varianten von Befestigungen mit integrierter Sensorik darstellt. Diese Varianten werden einer technisch-wirtschaftlichen Bewertung unterzogen und die resultierende Vorzugsvariante weiter detailliert.
Im Ausarbeitungsprozess wird die Vorzugsvariante mithilfe von grundlegenden Berechnungen und FE-Analysen ausgelegt. Zudem werden Aufbau und Funktion der integrierten Sensorik anhand von Hard- und Software beschrieben.
Die vorliegende Bachelorarbeit beschreibt die Entwicklung eines Gesamtsystems für die Aufnahme von Vitalparametern. Die Daten von den Vitalparametern werden verwendet, um das Stresslevel eines Patienten, während einer sinnesphysiologischen Untersuchung zu bewerten und zu überwachen. Für diesen Zweck werden über drei Messsysteme die Herzfrequenz, die elektrodermale Aktivität und die Griffkraft aufgenommen, da sich in diesen Parametern der Stress eines Patienten gut widerspiegelt. Die einzelnen Messsysteme wurden in einem Gesamtsystem zusammengeführt und unter Laborbedingungen getestet.
In der vorgelegten Arbeit erfolgt die technische, organisatorische und wirtschaftliche Bewertung eines Routenzugsystems auf einen betriebsspezifischen Anwendungsfall. Dabei wird nach der Erarbeitung wesentlicher Grundlagen, eine Ist-Analyse der bestehenden logistischen Prozesse durchgeführt. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Bewertung der Verkehrsstärke. Die in der Ist-Analyse gewonnenen Erkenntnisse dienen folgend der Entwicklung zweier Konzepte zur Integration eines Routenzuges in die bestehenden Prozesse. Die erarbeiteten Konzepte werden anschließend nach der bereits erwähnten Verkehrsstärke, als auch bezüglich der Erfüllung diverser Planungsgrundsätze in der Logistik, bewertet.
Parietalkunst
(2021)
‚Licht und Schatten – eine textile Kollektionsentwicklung für den Innenraum’ ist der Titel der praktischen und theoretischen Auseinandersetzung dieser Masterarbeit. Das Projekt entstand in Zusammenarbeit mit dem Praxispartner Norafin Industries (Germany) GmbH. Bei diesem Unternehmen handelt es sich um eine im Erzgebirge ansässige Firma, welche Vliesstoffe herstellen.
Ziel der Kooperation ist es, eine Kollektion für den Innenraum zu schaffen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Verwendung von Flachstapeten.
Des Weiteren findet während der theoretischen Erarbeitung eine Auseinandersetzung mit der Flachstapete in Bezug auf ihre Nachhaltigkeit statt. Berücksichtigt werden dabei der konventionelle und biologische Anbau von Flachs, die Ernte und die Weiterverarbeitung zur Flachstapete.
Der Vergleich zwischen anderen Tapeten, wie zum Beispiel Raufasertapete und Textiltapete mit Flachstapete, ist ebenfalls Teil der theoretischen Auseinandersetzung. Dabei werden die Vor- und Nachteile der Tapeten betrachtet und ausgewertet.
Was ist Licht und wie entsteht Schatten? Auch die Klärung dieser Frage wurde erörtert. Dabei wird physikalisch erklärt wie Licht und Schatten entstehen.
Im letzten Teil der Masterarbeit wird auf die praktische Ausarbeitung zu dem Thema Licht und Schatten eingegangen. Beschrieben wird, wie die Muster und Designs entstanden sind und was die Inspirationsquellen waren. Auch die Veredelungstechniken, mit welchen die Designs aufgebracht wurden, werden in dieser schriftlichen Auseinandersetzung erläutert.
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Montagerahmens für Abrollbehälter mit feuerwehrtechnischem Inhalt, ausgehend von einem vorhandenen, zu überarbeitenden Montagerahmen.
Erkenntnisse aus Analysen bestehender Montagerahmen von Abrollbehältern und Nutzfahrzeugen werden dargestellt. Die entstehenden Belastungen und Kräfte werden erschlossen und berechnet. Das Aufbaukonzept wird auf unternehmensinterne Neuheiten angepasst. Anhand der geltenden Vorschriften werden Anforderungen zusammengetragen.
Anschließend wird ein Grundrahmen entworfen und konstruiert, mit welchem dann drei Varianten erstellt und schließlich bewertet werden. Die besten Teillösungen aus den Varianten werden in einer finalen Variante vereint. Durch FEM- Berechnungen werden kritisch belastete Stellen am Montagerahmen gesucht und angepasst.
Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Erstellung eines optischen Messsystems für die zeitgleiche Detektion von Stickstoffdioxid und Distickstofftetroxid mittels Cavity-Ring-Down Verfahren.
Darauf basierend wurde ein Messsystem erstellt, welches die Detektion von Stickstoffdioxid mit Hilfe von Cavity-Ring-Down-Spectroscopy bei 510 nm und Distickstofftetroxid über Cavity-Enhanced-Spectroscopy bei 270 nm ermöglicht. Durch die Messung in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ist eine Referenzierung auf Stickstoffdioxid möglich, wodurch die Analyse der Konzentration von Distickstofftetroxid erfolgen kann.
Auf diese Weise könnten rechnerisch Stickstoffdioxidkonzentrationen von bis zu 98 ppb, sowie 80 ppb Distickstofftetroxid nachgewiesen werden. Der realisierte Messaufbau stellt eine Grundlage für weitere Untersuchungen von Stickoxidkonzentrationen an Atmosphäre auf der Basis der vorgestellten Messmethoden dar.
Die deutsche Automobilindustrie steht mit dem Wandel der Verbrennertechnologie hin zur Elektromobilität vor neuen Herausforderungen. Die EU-Kommission hat ab dem Jahr 2021 einen reduzierten CO2-Wert von 95 g CO2/km festgelegt. Damit die Fahrzeughersteller diesen Wert einhalten, drohen Strafzahlungen bei Überschreitung des Wertes. Aus dem Grund ist Volkswagen in die Lage versetzt, in kürzester Zeit Elektrofahrzeuge zu produzie-ren. Dafür ist das Fahrzeugwerk Zwickau Vorreiter. Pro Jahr sollen 330.000 voll elektrisch angetriebene Fahrzeuge hergestellt werden. Aufgrund der Verkürzung des Produktentstehungsprozesses beinhalten die Serienfahrzeuge Qualitätsmängel, welche vor der Markteinführung nachgearbeitet werden müssen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Prozess der Nacharbeiten des ersten elektrischen Fahrzeugmodells von Volkswagen. Ziel der Diplomarbeit ist es, den Nacharbeits-prozess anhand der aufgestellten Schwachstellen zu optimieren. Dabei wird auf die Wichtigkeit der Planung eingegangen. Teilbereiche der notwendigen Planung sind die Material-, die Flächen- und die Personalplanung. Anhand von praktischen Beispielen werden die Planungen auf den betrachteten Anwendungsfall übertragen. Die Diplomarbeit soll als Basis für zukünftige Nacharbeitsprozesse weiterer Fahrzeugmodelle dienen.
Die vorliegende Diplomarbeit beinhaltet die funktionsfähige Entwicklung von Analyse- und Darstellungsmethoden zur automatisierten Auswertung von Fahrzeugmessdaten innerhalb einer spezifischen Auswertungssoftware.
Dies wird innerhalb der Arbeit am konkreten Fahrzeugdiagnosepaket zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern beschrieben. Hierbei werden zum Zweck der Methodenerstellung auch wichtige Anforderungen und Probleme innerhalb der Serienentwicklung von Ottomotoren thematisiert. Weiterhin werden die in dieser Arbeit entwickelten Auswertungsregeln neben weiteren Analysen innerhalb einer Testaus- wertung angewandt und deren Ergebnisse anschließend hinsichtlich Aussagekraft und Effizienz bewertet.
Im ersten Schritt werden verschiedene Anforderungsbereiche in der Serienentwicklung von Ottomotoren betrachtet. Hierbei erfolgt sowohl eine Untersuchung von technischen, als auch gesellschaftlichen Aspekten. Zudem werden auch Anforderungen thematisiert, die aus branchentypischen Vorgehensweisen zur Absicherung der Steuergerätefunktionen von Fahrzeugantriebssystemen in der seriennahen Entwicklungsphase hervorgehen.
Anschließend wird zu Beginn des zweiten Kapitels das generelle Funktionsprinzip zur Steuerung moderner Ottomotoren beschrieben. Dabei findet auch die Betrachtung wichtiger Schlüsselbegriffe der Motorsteuerung statt, die in späteren Kapiteln vermehrt angewandt werden.
Ein weiterer Schwerpunkt dieses Kapitels ist die Betrachtung der verbrennungsbe- einflussenden Steuerungspfade und deren wichtige Einflussgrößen. Hierzu wird explizit nach dem Luftpfad, dem Kraftstoffpfad und dem Zündungspfad unterschieden.
Auch der Einfluss des Verbrennungsgemischs auf die Abgaszusammensetzung wird thematisiert. Diese Grundlagen bilden zusammen mit der ebenfalls kurz beleuchteten Diagnosestrategie in PKWs die Basis für das abschließend in diesem Kapitel untersuchte Diagnosepaket zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern. Dabei wird neben spezifischen gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich der Detektion insbesondere das Funktionsprinzip eines herstellerspezifischen Verfahrens untersucht, auf dessen Basis im späteren Verlauf entsprechende Auswertungsmethoden entwickelt und bewertet werden.
Innerhalb vom dritten Kapitel findet im ersten Schritt eine Analyse der verfügbaren Auswertungssoftware statt. Aus den daraus analysierten Voraussetzungen werden anschließend Kriterien abgleitet, die zur Analyse von Fahrzeugmessdaten innerhalb der Software erfüllt sein müssen.
Weiterhin werden die Rahmenbedingungen für die zu erstellende Auswertungsbibliothek festgelegt. Abschließend findet in diesem Kapitel die Entwicklung und Implementierung der Auswertungsstruktur in der Projektdatenbank der Auswertungssoftware statt.
Kapitel 4 befasst sich umfangreich mit der praktischen Entwicklung von Analyse- und Darstellungsregeln für das in Kapitel 2 beschriebene und in Kapitel 3 festgelegte Arbeitspaket der Aussetzererkennung.
Auch Auswertungsmethoden zur Analyse von allgemeinen Randbedingungen, die zur Bewertung der Aussetzererkennung relevant sind, werden in diesem Kapitel thematisiert.
Im thematisch letzten Kapitel 5 findet eine Bewertung der entwickelten Analysemethoden statt. Hierzu wird eine Auswertung des gesamten Arbeitspaketes der Aussetzererkennung einschließlich weiterer zur Einschätzung notwendiger Analysen anhand einer repräsentativen Messdatengrundlage durchgeführt. Anschließend erfolgt auf der Grundlage der Auswertungsergebnisse eine individuelle Betrachtung der Arbeitspaketbestandteile. In einer zusätzlichen Versuchsreihe wird zudem auf der gleichen Messdatenbasis die zu erwartende Auswertungszeit des entwickelten Arbeitspaketes analysiert und bewertet.
Mithilfe der erzielten Erkenntnisse aus den Versuchen erfolgt im abschließenden Fazit eine kritische Einschätzung der entwickelten Auswertung.
Das Ziel dieser Arbeit wurde grundlegend erreicht, allerdings sind die entwickelten Auswertungsalgorithmen nur in Verbindung mit einer herstellerspezifischen Steuergerätesoftware ohne weitere Zuarbeit nutzbar.
Für die Verwendung in zukünftigen Projekten ist zudem damit zu rechnen, dass auf Grundlage der entwickelten Auswertungsbibliothek individuelle Anpassungen an das vorliegende Antriebskonzept erfolgen beziehungsweise weitere gänzlich neue Lösungsansätze zur Analyse der Messdaten entwickelt werden müssen. Die Vorge- hensweisen aus der vorliegenden Diplomarbeit und der erarbeitete Entwicklungsleitfaden zur Erstellung neuer Auswertungsregeln können dabei als Grundlage dienen. Weiterhin entstehen durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der verwendeten Software ständig neue Auswertungsmöglichkeiten, die gegebenenfalls aussagekräftigere und effizientere Analysemethoden ermöglichen als sie innerhalb dieser Arbeit entwickelt wurden.