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Mit dem Thermischen Smart Grid ist es möglich, die Energieabgabe an die Umwelt zu minimieren, indem die überschüssige Wärme- und Kälteenergie durch eine energetische Umverteilung zwischen den Netzteilnehmern zu den Verbrauchern mit Wärme- oder Kältebedarf transportiert wird. Dazu wurde die intelligente Netzknotenstation entwickelt, welche die Netzteilnehmer über ein Rohrleitungssystem hydraulisch miteinander verbindet. Die Netzknotenstationen bilden im Thermischen Smart Grid die zentralen hydraulischen Verteileinheiten und sind für den gerichteten Medienfluss verantwortlich. Der allgemeine Aufbau/Anschluss der Netzknotenstation und die mono- sowie bidirektionale Durchströmung der B-Knoten wurde zunächst unabhängig von einer realen Anwendung beschrieben. Anschließend ist die Umsetzung und die hydraulische Einbindung der Netzknotenstation in das Heiz-/ Kühlsystem im Ubineum erfolgt. Mit dem im Ubineum verfügbaren Quellen/Senken sind verschiedene Anschlussvarianten konstruiert und bewertet worden. Für die Umsetzung im Ubineum wurde eine Anschlussvariante ausgewählt.
Für die energetische Umverteilung im Thermischen Smart Grid ist die Steuerung sowie Verteilung der Wärme- und Kälteströme mit Matlab simuliert worden. Es ist der Aufbau der neuen Netzkonfiguration erfolgt und die Durchführung der Prozesssimulation sowie die Ansteuerung der Feldgeräte ist implementiert worden. Anschließend wurde die Funktionstauglichkeit der Simulation und das korrekte Ansteuern der Feldgeräte in einem Funktionstest durch das Einspielen eines Testauftrags überprüft. Die Funktionsüberprüfung verlief von dem Starten der Simulation über die Abarbeitung der beiden Testprozesse (Auftragsbeginn, Auftragsbeendigung) bis zum korrekten Ansteuern der Feldgeräte erfolgreich und fehlerlos.
Um den Energieaustausch im Thermischen Smart Grid zu optimieren, sind Strategien zur Steuerung/Verteilung der Energieströme entwickelt worden. Die Optimierung erfolgte zunächst durch die Betrachtung und Bewertung einzelner Bewertungsvariablen, was aber zu keiner wirtschaftlich, ökologisch und energetisch optimalen sowie effizienten Auswahl des Angebotsknotens und Abarbeitung der Bedarfsanforderung führte. Es ist demzufolge eine Optimierung durch die Bewertung mehrerer Bewertungsvariablen nach definierten Kriterien beschrieben worden.
Für das Konzept zur Energiekostenabrechnung beim Austausch von Energiepaketen ist zunächst das Erfassen der ausgetauschten Energiepakete durch Wärme-/Kältemengenzähler beschrieben worden. Anschließend wurde zur Energiekostenberechnung ein Konzept für ein Abrechnungsmodell entwickelt, das nach einem dynamischen Preiskonzept arbeitet.
Bewertung einer Auswahl von Heizkörpern bei der Nutzung als Raumkühlgerät, Vergleich der Abkühl- und Durchströmungsverhalten der Heizkörper anhand Strömungssimulation, Erarbeiten einer Aufgabenstellung für notwendige Änderungen am Heizkörperanschluss, Darstellung eines Nutzungskonzeptes und Beschreibung der Wärmeströme mittels Jahressimulation in einem mehrgeschossigen Wohngebäude Konzeption für die Umrüstung eines Heizungsstranges in einem mehrgeschossigen Wohngebäude, Kostenschätzung und Berechnung der wirtschaftlichen Leistungs- und Arbeitspreise für Wärme- und Kältelieferungen mit den Nutzungsansätzen der Simulation
The increasing impact of Internal combustion engines on the environment have led to some stringent rules over the automotive industry, which have forced them to have a deeper investigation into the components of the engine.Friction, oil consumption and blow-by are the major concern of the automotive industry and all of this happens at the Piston-ring pack assembly. So, through this work using 3D CFD software Star CCM+, the better understanding of the fluid mechanics in the Piston-ring pack is addressed, which could be helpful for the broad range of R&D and can also provide base for the further CFD research. A two-dimensional geometric section of the Piston-ring pack has been selected of the Gasoline engine having the operating condition of full load. The 2D Piston-ring pack has been modelled with the transient condition of Pressure and Temperature over the cycle. Dynamic mesh has been created for the kinematics and dynamics of the Piston and rings. Gas flow and oil flow in the Piston-ring pack was analysed with the dependent parameters like absolute pressure for 3 cycles, which was also compared with available MBS (Multi-body Simulation) results, Mass flow rate. Based on that, the flow pattern of the gas and oil was captured with different transport mechanism i.e. reverse flow, inertia force, squeezing, pumping. Hydrodynamic friction power loss was also studied between ring-liner gap due to shear stress in lubricating oil and the results was compared with MBS results. The resultant axial and radial force acting on the rings was also calculated and compared for all the 3 cycles. This work is the comprehensive investigation of the Piston-ring pack (2D-model) for all the important mechanism could take place in the Piston-ring pack. It constitutes a major step in understanding oil and gas dynamics in the Piston-ring pack.
In der vorliegenden Arbeit wird die Belastungs-Beanspruchungs-Situation von Arbeitsprozessen in verschiedenen industriellen Arbeitsbereichen mithilfe von Wearables untersucht. Analog dazu werden Rückschlüsse auf die Gebrauchstauglichkeit von Wearables im industriellen Einsatz geschlossen und ggf. potenzielle Anwendungsmöglichkeiten identifiziert. Umgesetzt wird dies durch den Einsatz von unterschiedlichen Wearables in verschiedenen industriellen Arbeitsbereichen. Dabei gilt es, die Unterstützungsmöglichkeiten durch Wearables sowie mögliche Probleme bei deren Einsatz in der Industrie zu untersuchen, um daraus gegebenenfalls Rückschlüsse auf die Belastungs-Beanspruchungs-Situation von Arbeitsprozessen ziehen zu können. Darüber hinaus können gleichzeitig Erkenntnisse hinsichtlich der Akzeptanz von Nutzern gegenüber Wearables im beruflichen Umfeld gewonnen werden.
Die Masterarbeit befasst sich mit der Erstellung mathematischer Regressionsmodelle. Diese dienen der Bewertung des Zustandes von Motoröl in verschiedenen BMW Motoren. Dafür sind zunächst die grundlegenden Eigenschaften von Motoröl aufgezeigt. Dazu gehört das Analysieren wesentlicher Verschleißindikatoren von Motoröl. Für die Erstellung mathematischer Modellgleichungen liegen etwa 1000 Ölproben aus unterschiedlichen Fahrzeugen vor. Die Ölproben stammen von BMW Niederlassungen diverser Länder, darunter Deutschland, China und die USA. Neben dem Zustand der Ölproben, ist die Betriebscharakteristik der zugehörigen Fahrzeuge bekannt. Diese dienen der Berechnung wesentlicher Verschleißgrößen von Motoröl. Die vorliegendenden Daten sind sortiert und von Messfehlern bereinigt. Über verschiedene Bewertungskriterien wird bestimmt, wie gut die Modellgleichungen den Ölzustand prognostizieren können. Mit wachsender Ölprobenzahl werden die mathematischen Modelle automatisiert, über ein Matlab Programm, berechnet. Das Matlab Programm konnte anschließend in eine BMW interne Datenbank eingebunden werden. Dies bietet die Möglichkeit den Ölzustand beliebiger Fahrzeuge, auf Basis der Betriebscharakteristik, zu beschreiben. Abschließend kann anhand des Bestimmtheitsmaßes sowie dem Standardfehler bestimmt werden, mit welcher Genauigkeit das Modell Prognosewerte berechnet.
In der Arbeit wurden Sensitivitätsanalysen in Abhängigkeit der Auslegung ausgewählter Fahrzeuge, sowie der lastabhängigen und der lastunabhängigen Getriebeverluste durchgeführt. Es wurden konventionelle und elektrifizierte Antriebe (PHEV, BEV) betrachtet, wobei das Hauptaugenmerk auf der Elektrifizierung lag. Außerdem wurden die Ursachen der analysierten Verbrauchssensitivitäten erläutert. Weiterhin war ein Zusammenhang der rein konventionell angetriebenen und der rein elektrisch angetriebenen Fahrzeuge mit einen hybridisch angetriebenen Fahrzeug zu analysieren. Zur frühzeitigen Einschätzungen dieser Sensitivitäten wurden Abschätzkarten für die jeweiligen Antriebe erstellt.
Entwicklung und Untersuchung eines alternativen Gemischbildungssystems für Verbrennungsmotoren
(2018)
Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung und Untersuchung von alternativen Gemischaufbereitungssystemen. Es wurden dafür verschiedene Systeme theoretisch näher betrachtet und relevante Informationen extrahiert. Basierend auf diesen wurden im Anschluss verschiedene Systeme entwickelt, konstruiert, gebaut und letztendlich mit geeigneter Messtechnik getestet und untersucht. Die ermittelten Ergebnisse wurden zuletzt ausgewertet, verglichen und beurteilt. Die so gewonnen Erkenntnisse wurden in einem Fazit und einem Ausblick zusammengefasst.
Mit dieser Masterarbeit wurden, im Rahmen eines Projektes der Abteilung Triebsatzverkabelung seitens der Volkswagen AG, genaue Untersuchungen zur Freigabe von Bauteilen analysiert, welche zur Materialgruppe des Hitzeschutzes gehören. Primäres Ziel war es dabei, zukünftige Entwicklungsaufwände zu reduzieren und gleichzeitig die Mehrlieferantenstrategie zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund wurde geprüft, in wie weit zur Verfügung stehende Informationen gebündelt werden können und welche Maßnahmen notwendig sind, um die Entwicklungs- und Freigabeprozesse in kürzerer Zeit darstellen zu können. In diesem Zuge entstand eine ausführliche Übersicht von Bauteilen, Lieferanten, einsetzbaren Hitzeschutzmaterialien und den zugehörigen Materialeigenschaften. Gleichzeitig wurde dokumentiert, welche mitgeltenden Unterlagen dieser Materialgruppe vereinheitlicht werden können und es wurde ausgearbeitet, wie einheitliche Materialdatenblätter und technische Zeichnungen aussehen müssen, wenn die Interessen aller beteiligten Fachbereiche berücksichtigt werden. Im Verlauf der Untersuchung stellte sich heraus, dass zum Beschleunigen des Freigabeprozesses und zur Unterstützung der Vergleichbarkeit von Hitzeschutzprodukten unterschiedlicher Lieferanten zusätzliche Materialprüfungen notwendig sind. Zu diesem Zweck wurde, im Zuge der Masterarbeit, ein neuer Prüfstand für Hitzeschutzmaterialien entwickelt. Das Ergebnis dieser Arbeit umfasst einen neuen Freigabeprozess, welcher, basierend auf den Ergebnissen der neuen Materialprüfung, zukünftige Entwicklungstätigkeiten im Bereich Hitzeschutz beschleunigt und mit einer Verbesserung der Vergleichbarkeit die Mehrlieferantenstrategie unterstützt.
Der Automobilbau ist stark von den hohen Qualitätsanforderungen des Kunden geprägt. Die MA Automotive GmbH, als Lieferant im Bereich des Karosseriebaus, fertigt Press- und Zusammenbauteile, die das optische Erscheinungsbild des Fahrzeuges für den ersten Eindruck des Kunden prägen. Um dem vom Fahrzeughersteller geforderten Qualitätsanspruch zu genügen, erfolgen geometrische Messungen der hergestellten Bauteile. Für die Durchführung zukünftiger Projekte wie die des Mercedes Sprinter, Lamborghini Urus und des elektronischen SUV von Mercedes, müssen die vorhandenen messtechnischen Kapazitäten genügen, um in den vorgegebenen Fertigungstoleranzen die Serienproduktion zu realisieren. Die vorliegende Arbeit untersucht dabei die vorhandenen Kapazitäten im Messraum hinsichtlich des Personals sowie der vorhandenen Koordinatenmessgeräte. Dabei soll untersucht werden, ob die anstehenden Projekte messtechnisch bedient werden können. Das Resultat der Kapazitätsanalyse zeigt den notwendigen Handlungsbedarf zur Erweiterung der vorhandenen Messkapazität. Es wird mit Hilfe einer Nutzwertanalyse ein geeignetes Koordinatenmessgerät ausgesucht, sodass die Fertigung auf dem gleichbleibend hohen Niveau weiter gesteuert werden kann. Der Vergleich wird zwischen den Messgeräten der Hersteller Carl Zeiss Optotechnik GmbH, mit der COMET Automated Anlage und dem Hersteller GOM, mit dem ATOS III Triple Scan vorgenommen. Eine angeschlossene Sensitivitätsanalyse prüft das Ergebnis auf dessen Belastbarkeit, um eine Handlungsempfehlung für die MA Automotive GmbH auszusprechen.
Für eine systematische Arbeitsschutzorganisation ist ein nachhaltiger Aufbau eines Arbeitsschutzmanagementsystems sinnvoll. Durch die Analyse der Arbeitsschutzor-ganisation werden Mängel in den verschiedenen Geschäftsprozessen aufgedeckt. Zur Verbesserung werden Maßnahmen in der Ablauforganisation entwickelt, neue Prozesse erstellt und bestehende optimiert. Mit der Erstellung eines Arbeitsschutz-managementhandbuchs werden die Abläufe dokumentiert und für alle Beschäftigten verständlich aufbereitet. Die Funktionsfähigkeit der Arbeitsschutzorganisation wird durch einen Vergleich der Zuständigkeiten, der Zielstruktur und den entwickelten Maßnahmen hin überprüft. Für die Definition des Sollzustandes wird die im Entwurf vorliegende ISO/DIS 45001:2016 genutzt.
Aufgrund der steigenden Anforderungen hinsichtlich der CO2-Emission bietet es sich an, zwei Maßnahmen zur Senkung der CO2-Emission zu kombinieren. Zum einen der Hybridantrieb, zum anderen der Erdgasantrieb. Die vorliegende Masterarbeit gibt eine Übersicht über elektrische Antriebe und den Erdgasantrieb im Kraftfahrzeug. Weiterhin erfolgt die Erstellung einer Anforderungsliste für ein Elektro-Hybrid-Fahrzeug mit Erdgas-Aggregat. Auf Grundlage des VW Golf werden drei Konzepte vorgelegt: Ein Elektrofahrzeug mit Range Extender, ein paralleler Hybrid und ein kombinierter Hybrid. Für jedes Konzept erfolgt die Auswahl und Dimensionierung der ausschlaggebenden Komponenten des Antriebs und der Energiespeicher. Zudem beinhaltet die Arbeit für jedes Konzept die Erstellung eines Packageplans, um die Unterbringung aller Komponenten des Antriebs ohne Einschränkung des Nutzens sicherzustellen. In einer darauffolgenden Nutzwertanalyse wird ersichtlich, dass der parallele Hybrid, vor allem aufgrund der Nähe zur Serie, das favorisierte Konzept darstellt. Die Arbeit zeigt, dass prinzipiell die Möglichkeit besteht mit vergleichsweise geringem Entwicklungsaufwand ein Elektro-Hybrid-Fahrzeug mit Erdgas-Aggregat aufzubauen, welches durch eine äußerst geringe CO2-Emission besticht. Es bleibt zu untersuchen, ob ein solches Fahrzeug aufgrund des hohen Aufwands des Antriebs marktfähig ist.
Die numerische Strömungsberechnung bietet die Möglichkeit, Verhalten der Strömungen zu untersuchen und dadurch die geometriechen Details des Einlasskanals schneller zu optimieren. Die zunehmende Leistung von Rechnern erlaubt es nun, die Strömungsberechnung anhand der Large Eddy Simulaion (LES) zu durchführen. Mit der LES können die Motorinnenströmungen während der Ansaugsphase qualitativ und quantitativ im Vergleich zum Experiment gut wiedergegeben werden.
Generierung eines Schallbildes mittels stereoskopischer Abtastung über eine rotierende Fläche
(2017)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer Verbesserungsmethode zur Herstellung der Matrize für die Pressung von Schallplatten. Grundgedanke der Thematik ist die Auswertung von Bildaufnahmen einer Matrize über einen eigens entwickelten Algorithmus zur automatischen Fehlererkennung. Die Vorbereitung der Bildaufnahmen greift auf Bereiche aus der Bildverarbeitung zurück. Durch dieses Verfahren kann der Herstellungsprozess von Vinylschallplatten effizienter und kostengünstiger gestaltet werden. Aufgrund der aktuellen Marktsituation und Retrobewegung steigt Nachfrage nach Vinylplatten stetig. Dieser Tatsache ist es geschuldet, dass die Befassung mit technischer Innovation und Verbesserungsmöglichkeiten in dieser Branche wieder wirtschaftlich sinnvoll ist.
In dieser Abschlussarbeit sollen anhand einer 1D-Simulation eines vorhandenen Verbrennungsmodells Brennverläufe für die im transienten Motorbetrieb auftretenden Randbedingungen berechnet werden. Die berechneten Werte der Verläufe werden danach in geeigneter Form tabelliert. Ziel der Arbeit ist es, die Brennverläufe in Abhängigkeit von jedem auftretenden Betriebszustand, und damit auch während transienter Fahrmanöver, vorzugeben. Um die Bennverläufe für jeden Betriebszustand ermitteln zu können, müssen zuvor die Einspritzverläufe als Eingangsgröße für den jeweiligen Betriebspunkt im Verbrennungsmodell hinterlegt werden. Im Versuch wur-den dafür verschiedene Variationen der Einspritzraten in Abhängigkeit von Einspritz-druck, Druckübersetzer-Zustand und Einspritzmenge ermittelt. Dadurch können nicht hinterlegte Einspritzraten für jeden Punkt im Motorkennfeld interpoliert werden. Mit den simulierten Brennverläufen können in akzeptabler Rechenzeit Verbrauchs- sowie Abgasemissionswerte in Stationärpunkten sowie transienten Fahrmanövern (zum Beispiel im Fahrzyklus des WLTP) bestimmt werden. Das so entstandene Einspritz-raten- und Verbrennungsmodell wird später in ein Nutzfahrzeug-Vollmotor-Modell integriert.
Lieferanten komplexer technischer Systeme verfolgen in der heutigen Entwicklung meist den Mechatronikansatz. Dies gilt insbesonders für den aufkeimenden Automobilbereich Elektromobilität. Das Risiko, welches mit der Entwicklung, Produktion und des Betriebes dieser Systeme einhergeht, muss möglichst klein gehalten werden. Daraus erfolgt eine kurze Einführung in gängige Methoden der Risikoanalyse. Normen und Vorgaben, welche das Thema Risikoanalysen tangieren, werden aufgezeigt. Der Fokus liegt dabei besonders auf der verbreiteten Fehlermöglichkeits- und
Ein 7-Stempel-Prüfstand oder auch 7-Post-Testrig genannt ist ein Fahrdynamikprüfstand zur Untersuchung der Vertikaldynamik von Fahrzeugen. Die vergleichsweise einfachste Art die Vertikaldynamik, also das Aufbauverhalten, hervorgerufen durch Radhubbewegungen, zu untersuchen bieten 4-Stempel-Anlagen (4-Post-Testrig). Diese sind daher bevorzugt bei Serienfahrzeugen zu finden. Die Räder des Testfahrzeugs stehen auf jeweils einem Hydraulikstempel, der in vertikaler Richtung die Fahrbahnanregungen simuliert oder nach Vorgabe einen gewünschten Frequenzbereich mit einer sinusförmigen Bewegung durchläuft (Sweep Test). Der Aufbau antwortet auf die Anregungen entsprechend der Feder-Dämpferabstimmung (sog. Übertragungsfunktion). Die Bewegungen werden nach Frequenz, Geschwindigkeit und Weg aufgezeichnet und ausgewertet. Damit kann die grundsätzliche Feder-Dämpferauslegung ermittelt werden und das Verhalten der beiden Achsen aufeinander abgestimmt werden. Ergebnisse sind u. a. Eigenfrequenzen von Vorder- und Hinterachse, dynamischer Bodenabstand, maximale Federwege und Dämpfergeschwindigkeitshistogramme. Während bei Serienfahrzeugen diese Anlagen zur Prüfung ausreichen, kommen bei Rennfahrzeugen neben den Masseeinflüssen noch aerodynamische Kräfte hinzu. Deshalb kommen 6-Stempel-Anlagen zum Einsatz. Zwei zusätzliche Hydraulikzylinder (aero loader) simulieren dabei die Luftabtriebskräfte vorne und hinten, indem diese an geeigneter Stelle am Aufbau befestigt werden. Eine Simulation von Streckenfahrten (track replay) ist allerdings nur mit 7-Stempel-Anlagen (7-Post-Testrig) möglich.\\ Neben den vier hochfrequenten Rad-Stempeln ermöglichen zwei niederfrequente Stempel im hinteren Wagenbereich nicht nur das Aufbringen der hinteren Abtriebskraft, sondern auch die Einleitung einer Seitenneigung (Rollbewegung). Der ebenfalls niederfrequente Stempel für den Abtrieb vorne, sorgt auch für die Nickbewegung des Wagens. Solche Prüfstände sind äußerst hilfreich beim Erstellen eines streckenspezifischen Basis Setups.
Das vibroakustische Verhalten von elektrischen Kleinantrieben, welche in Fahrzeugen immer öfter zum Einsatz kommen, erfährt bei der Beurteilung des Kunden im Hinblick auf die Kaufentscheidung eine immer größer werdende Rolle. Aus diesem Grund ist die Automobilindustrie bestrebt, in einem möglichst frühen Entwicklungsstadium geeignete Finite-Elemente-Modelle zu generieren. Diese sollen dem realistischen Verhalten der Antriebe entsprechen, um schnell und gezielt physikalische Änderungen überprüfen zu können. Die vorliegende Werk zeigt die Erarbeitung und die Anwendung einer computergestützten Modellanpassung hinsichtlich strukturdynamischer Eigenschaften am Beispiel eines Elektromotors. Auf der Basis von experimentellen Modalanalysen werden Finite-Elemente-Modelle des zu untersuchenden Kühlerlüftermotors hinsichtlich ihrer Eigenfrequenzen und Eigenformen optimiert. Es werden dabei Möglichkeiten aufgezeigt, wie eine möglichst hohe Korrelation zwischen Versuch und Simulation erreicht werden kann. Desweiteren wird die Hochlaufsimulation eines Kühlerlüftermodules dargestellt.
Ein Hybrid-Trolleybus, welcher seinen Fahrstrom aus der Oberleitung oder aus der Batterie bezieht, ermöglicht den Einsatz eines partiellen Oberleitungssystems. Dies setzt ein automatisches Stromabnehmersystem voraus. Bisher haben sich pneumatische Antriebe als Stellglieder für Stromabnehmersysteme bewährt. Als Ersatz bieten sich derzeit Linearmotoren an, die einen hohen Wirkungsgrad sowie eine gute Regelbarkeit besitzen. Die lineare Bewegung wird, ohne Zwischenschaltung von mechanischen Komponenten wie Getriebe oder Spindel, durch elektromagnetische Kräfte erzeugt. Somit zeichnen sich Linearmotoren durch hohe Dynamik und hohe Lebensdauer aus. Aus diesen Gründen stellen sich Linearmotoren als potentielle Antriebslösung in einem Stromabnehmersystem dar. Diese Antriebsvariante wird in dieser Masterarbeit untersucht und es werden auch Versuche am Funktionsmuster zur Bestimmung der dynamischen Anforderungen für den Antrieb durchgeführt. Anhand dieser Kenntnisse kann eine Aussage für die Antriebsauslegung getroffen werden. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit ein mathematisches Modell des Schwenkantriebs mit Linearmotor erstellt, welches zur Simulation der Steuerungsvorgänge eingesetzt werden kann. Nicht zuletzt wird ein Entwurf der Steuerung des Linearmotors über CAN-Bus vorgestellt. Dieser bildet die Grundlage für die Entwicklung eines Steuergerätes für das Stromabnehmersystem.
Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit werden vergleichende Untersuchungen zur Trennung und Wichtung verschiedener Schallquellen an einem Motorrad durchgeführt. Die Identifikation der Hauptschallquellen des Motorrades findet anhand von zwei unterschiedlichen Verfahren statt. Es handelt sich um das Mikrofon- arrayverfahren und das akustische
In der Motorenentwicklung wird neben der Weiterentwicklung und Optimierung konventioneller Lösungen auch an der Neuentwicklung unkonventioneller Systeme gearbeitet. In der vorliegenden Masterarbeit wird ein neuartiger Zweitakt-Kolbenläufermotor konzeptionell untersucht. Im ersten Teil wird der Aufbau und die Funktionsweise analysiert und daraus Machbarkeit, Vorteile und Problembereiche abgeleitet. Zur thermodynamischen Untersuchung des neuartigen Zweitakt-Kolbenläufermotors wird ein Simulationstool in MATLAB erstellt. Mit dem funktionierenden Simulationstool werden Variationsrechnungen durchgeführt, um die Einflüsse wichtiger thermodynamischer Parameter untersuchen zu können. Die thermodynamischen Untersuchungen zeigen, dass der indizierte Wirkungsgrad des Zweitakt-Kolbenläufermotors im aktuellen Entwicklungsstand nur knapp 30 Prozent beträgt. Es lässt sich feststellen, dass das Konzept des Zweitakt-Kolbenläufermotors und dessen Wirkungsgrad noch nicht mit konventionellen Motoren vergleichbar ist.
In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zum Aufbau einer durchgängigen Fahrzeugakte und zur Vereinheitlichung übergreifender Managementberichte durchgeführt. Mittels einer Analyse des gegenwärtigen Zustandes des Berichtswesens werden Schwachpunkte ausgemacht und daraus ableitend Handlungsempfehlungen sowie Potentiale aufgezeigt. Vorschläge zur zukünftigen Gestaltung des Berichtswesens und einer schnellen und einfachen Berichtsabfrage vom Karosseriebau bis in die Montage schließen sich an. Das Ganze wird abgerundet durch eine Prozessvisualisierung, die die Kommunikationswege darlegt. Ähnlich erfolgen die Untersuchungen zur Etablierung einer gewerkeübergreifenden, durchgängigen Fahrzeugakte. Dazu erfolgt ein Vergleich der Daten aus den einzelnen Gewerken. Möglichkeiten zur Zusammenführung zu einer durchgängigen Fahrzeugakte werden ebenso aufgezeigt. Zwei Lastenhefte halten die erarbeitenden Anforderungen für eine durchgängige Fahrzeugakte und übergreifender Managementberichte fest.
Die verschiedenen Arten der Segmentierung sind ein Ansatz zur Komplexitätsbeherrschung. Das Fahrzeugfinish ist in der Automobilproduktion der letzte Fertigungsabschnitt nach der Fahrzeugmontage. Im Volkswagen Automobilwerk Zwickau werden die Fahrzeuge im Finish geprüft und bei erkannten Mängel nachgearbeitet. Dabei werden alle drei Modelle -Golf, Golf Variant und Passat Variant
Ziel dieser Abschlussarbeit ist die tagesaktuelle, effiziente und automatische Auswertung von Fahrzeugmessungen. Aus diesem Grund wurde im Zuge der Abschlussarbeit ein Auswertungs-Tool entwickelt, dessen Schwerpunkt in der Implementierung individuell definierter Testfälle, im Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage, liegt. Hierfür wurde ein modularer Skript-Aufbau entwickelt, der durch die Anwendung eines Baukastenprinzips unbegrenzt erweiterbar ist.Das Portfolio der entwickelten Testfälle unterteilt sich in die Bereiche statistische Erhebungen und Fehler-Detektierung.
Zunehmend strengere Emissionsgesetzgebungen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren erfordern die Vermeidung des unterstöchiometrischen Betriebes bei Ottomotoren. Die in bestimmten Betriebsarten benötigte Absenkung der Abgastemperatur kann anstatt des unterstöchiometrischen Betriebes auch mittels der Integrierung des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf realisiert werden. Dies hat jedoch Konsequenzen für die physikalische Abbildung des Abgaskrümmers im Abgastemperaturmodell, dem zur Modellierung der Abgastemperatur als wichtige Modell- und Regelgröße in der Motorelektronik eine besondere Bedeutung mit möglichst großer Modellgüte zukommt. Zur Realisierung dieser Abbildung bei gleichzeitig möglichst geringem Applikationsaufwand werden überarbeitete Versionen des bestehenden Abgaskrümmermodells zur besseren physikalischen Abbildung in der Motorelektronik unter Einbeziehung von Prüfstands- und Fahrzeugmessungen sowie Simulationsrechnungen entwickelt. Neben der Analyse der Versionen hinsichtlich der erreichten Modellgüte werden die dazugehörigen Applikationshinweise geschildert und weitere Entwicklungsschritte empfohlen.
Konzeptionelle Entwicklung eines sensorgesteuerten Lichtszenarios in der Instrumententafel eines Pkw
(2016)
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Konzept für eine sensorgesteuerte Lichtapplikation in der Instrumententafel eines Pkws zu entwickeln. Diese soll anstelle der Chromleiste in einem Fahrzeug der Marke Audi integriert werden und dem Kunden die Möglichkeit geben das Licht kontakt-analog ein- und auszuschalten. Zu diesem Zweck wurden auf der Basis des vorhandenen Designs Konzeptideen aufgebaut, die unter Beachtung des kleinstmöglichen Bauraums in die Instrumententafel integrierbar sind. Hierfür war es erforderlich ein passendes Leuchtmittel sowie eine geeignete Bedientechnologie zu finden, die sich in die lichtleitenden Komponenten einbetten lässt. Um die Eckpunkte für die Lichtapplikation ermitteln zu können, war es weiterhin notwendig, den umliegenden Bauraum zu analysieren und die am Markt vorhandenen Technologien, hinsichtlich einer möglichen Übereinstimmung mit dem Zielkonzept, zu überprüfen. Unter Beachtung der kundenspezifischen Anforderungen sowie der geltenden, gesetzlichen Bestimmungen wurden verschiedene Bewertungskriterien abgeleitet. Mit Hilfe dieser Kriterien konnte aus den Konzeptideen ein Vorzugskonzept gefunden werden, welches dem Kunden die Möglichkeit gibt, durch die Berührung der Oberfläche mit dem Finger, das Licht in individuell großen Segmenten ein- und auszuschalten.
Stand der Technik im Automobilbereich ist die elektromechanisch unterstützte Lenkung. Siebietet im Vergleich zur hydraulischen Lenkung Vorteile in Leistung, Platzbedarf und Energieeffizienz. Zusätzlich bestehen in der Lenkungsapplikation mehr Freiräume bezüglich bedarfsgerechter Lenkunterstützung. Nachteilig kann das akustische Verhalten sein, im Speziellen bei der Überfahrt einer Schlechtwegestrecke, wie einem Kopfsteinpflaster. Hier kann es zu Klappergeräuschen kommen. Zur Analyse des Geräuschverhaltens stehen der BMW AG mehrere Kopfsteinpflasterstrecken zur Verfügung. Da diese nicht genormt sind, ist es für das Unternehmen von großem Interesse, die durch die Kopfsteinpflaster in das untersuchte Automobil eingeprägten Anregungen vergleichen zu können. Dieser Vergleich wurde in vorliegender Arbeit angestellt. Alle Kopfsteinpflasterstrecken der BMW AG in Deutschland sowie die zweier Zulieferer wurden in die Untersuchung mit einbezogen. In den Voruntersuchungen zeigte sich, dass die Lenkung über eine Resonanzfrequenz verfügt, bei deren Anregung die einwirkenden Kräfte verstärkt werden. Es wurden Beschleunigungen in allen drei Raumachsen an Radträgern, Spurstangen und Lenkgehäusen aufgenommen, genauso wie die Spurstangenkräfte gemessen wurden. Die Auswertung erfolgte per softwaregestützter FFT-Analyse. Aus den Messwerten wurden Kenngrößen generiert, die einerseits die Anregungsintensität der gemessenen Strecken im Resonanzfrequenzbereich und andererseits die Stärke der akustischen Lenkungsreaktion darstellen. Ergebnis ist eine breite Streuung der Anregungen, die von den verschiedenen Kopfsteinpflasterstrecken in die Lenkung eingebracht werden. Auch die Reaktion der Lenkung auf die Anregungen zeigt eine weite Bandbreite. Durch weitergehende Untersuchungen konnte der Ursprung der Klappergeräusche eingegrenzt werden.
Aufgrund fehlender Bewertungsmethoden für Parkbauten kann die Leistungsfähigkeit einer Parkierungsanlage im Planungsprozess nicht prognostiziert werden. Infolgedessen gestaltet sich der Verkehrsablauf in Parkbauten häufig problematisch. Aufbauend auf dem stark begrenzten Stand der Technik kann in der Arbeit eine erste Annäherung an die simulatorische Untersuchung von Parkbauten vorgenommen werden. Für die Untersuchung der Leistungsfähigkeitsbewertung konnten verschiedene technische Parameter identifiziert werden. Dabei wurde die Parkvorgangszeit sowie die mittlere Wartezeite in den Fokus der Untersuchungen gerückt. Zusätzlich sollten die Einflüsse automatisierter Fahrzeuge in Parkbauten abgeschätzt werden. Um eine erste Annäherung an das Thema umsetzen zu können, wurde die mikroskopische Verkehrsflusssimulation als Hilfsmittel gewählt. Die Selektion des Simulationstools PTV Vissim erfolgte dabei aufgrund der abgeleiteten Anforderungen der Untersuchung. Anhand des Modellbeispiels eines fiktiven Parkhauses konnten verschiedene Nutzungsszenarien untersucht werden. Im Ergebnis kann einerseits die Qualifikation der gewählten technischen Parameter zur Bewertung des Beispielparkhauses nachgewiesen und andererseits der Einfluss der Anlagennutzung auf die Leistungsfähigkeit bestätigt werden. Jedoch besteht weiterhin ein hohes Potential hinsichtlich weiterführender Untersuchungen.
Diese Masterarbeit befasst sich mit der kinematischen und dynamischen Analyse eines Oberleitungsstangenstromabnehmersystems für Trolleybusse. Das betrachtete Teilsystem beschränkt sich dabei auf das nichtlineare schwingungsfähige System eines Stromabnehmers für seinen Freiheitsgrad der Rotation in der vertikalen Ebene. Die aufgestellten Bewegungsgleichungen werden für die rechnergestützte Simulation verwendet. Des Weiteren wird das Schwingungsverhalten des Stromabnehmers hinsichtlich der Bedämpfungsmöglichkeiten experimentell untersucht. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem Dämpfungsverhalten bei der Verwendung eines oder zweier hochdynamischer Druckregelventile am pneumatischen Aktuator des Stromabnehmers. Die Ergebnisse werden durch thermodynamische Betrachtungen verifiziert. Abschließend werden die Möglichkeiten der Bedämpfung des Systems auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse bewertet.
In dieser Masterarbeit werden der Wirkungsgrad und die daraus erzeugten Kohlendioxidemissionen, die hauptsächlich zur Klimaerwärmung führen, der Dieselhochdruckpumpe (DHP1) der Firma Continental unter Berücksichtigung der Fahrbedingung analysiert. Das Ziel der Arbeit ist der energetische Wirkungsgrad der Pumpe mit geeigneten Maßnahmen zu verbessern. Es handelt sich um:
Die neuartigen Unrundprofile auf Basis der komplexen Trochoiden sollen zukünftig als formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung eingesetzt werden. Sie vereinen die mechanischen Vorteile der genormten Evolventenzahn- sowie P3G Profile. Aufgrund ihrer stetigen Kontur weisen die neuartigen Profilkonturen eine geringe Kerbwirkung sowie sehr gute Zentriereigenschaften auf. Durch stufenlos einstellbare Exzentrizitäten besitzen die Profile eine sehr große Anpassungsfähigkeit und können damit an die Belastungs- und Fertigungsbedingungen angepasst werden. Um die komplexen Trochoiden mit ihren großen mechanischen Vorteilen zukünftig technisch anwendbar zu machen, müssen alle Einflussparameter erfasst und untersucht werden, die einen wesentlichen Einfluss auf das Tragverhalten der Welle-Nabe-Verbindung ausüben. Im Rahmen eines DFG- Forschungsvorhabens an der Westsächsischen Hochschule Zwickau werden in der vorliegenden Arbeit drei Profiltypen der komplexen Trochoiden einer umfassenden numerischen Parameteruntersuchung bei reiner Torsionsbelastung unterzogen. Dabei wird ein Vergleich mit dem genormten Evolventenzahn- sowie P3G Profil vorgenommen. Um dem Konstrukteur ein Werkzeug für die Dimensionierung sowie Nachrechnung der neuartigen Profile bereitzustellen, werden basierend auf den Erkenntnissen der vorangegangenen Untersuchungen mögliche Berechnungsansätze für die Einflussparameter abgeleitet. Ziel ist die Zusammenführung aller Berechnungsansätze in einem einheitlichen Auslegungskonzept für die drei neuartigen Profiltypen.
Bewertung des Einflusses der Motorapplikation im Instationärbetrieb mittels Fahrdynamiksimulation
(2015)
Bei der Antriebsauslegung müssen neben den Entwicklungsanforderungen hinsichtlich Verbrauch, Umweltgesetzgebung und wettbewerbsfähigen Kosten auch die Kundenerwartungen an die Fahrdynamik berücksichtigt werden. Dazu erfolgt bei der BMW Group eine Auslegung und Bewertung der Antriebe mittels Simulationen. Im Rahmen dieser Arbeit ist die dazu genutzte Cosimulationsumgebung (1D Längsdynamik- und Fahrermodell in Dymola mit gekoppeltem Motormodell in GT- Power und Matlab Simulink Motorsteuerung) optimiert und erweitert worden, sodass ein Beschleunigungsvorgang aus dem Stillstand, inklusive Gangwechsel, bis zu einer wählbaren Zielgeschwindigkeit simuliert werden kann. Dabei kann neben dem bei Turbomotoren kritischen Instationärverhalten auch der Einfluss längsdynamikrelevanter Motorapplikationsgrößen bewertet werden. Eine Bewertung ist nach der Validierung der Modelle mittels eines Messungsabgleichs für die Fahrdynamikfilterung, die Volllastschaltungsfunktion und den Überspülbetrieb erfolgt.
Der Leitgedanke der zugrunde liegenden Master-Thesis besteht in der Untersuchung der Wirksamkeit von prozessüberwachenden Kontrollen im Gegensatz zur aktuell An-wendung findenden statischen Produktüberwachung. Hierbei befindet sich das Hauptaugenmerk bei der Betrachtung von Prozessen aus den Gewerken Karosseriebau sowie Lackiererei der Porsche Leipzig GmbH. Auf Basis einer grundlegenden Ist-Analyse bezogen auf die Sicherstellung der Auslieferqualität als auch auf die Einflussfaktoren für Prozessabweichungen in den beiden Gewerken am Standort Leipzig, werden grundlegende Herausforderungen und Optimierungspotentiale erarbeitet. Durch die zusätzliche Betrachtung analoger Prozesse innerhalb des Porsche- und Volkswagen-Konzerns können Rückschlüsse auf die eigenen Schwerpunktthemen gezogen werden. Daraufhin wird ein Vorgehen mit Hilfe einer sogenannten
In der vorliegenden Arbeit werden relevanten Parameter für das Prepreg-Verfahren zur Erzielung eines definierten Faservolumengehaltes bestimmt. Dazu wird eine real im Fahrzeug vorkommende Rückwand nach Herstellerangaben aufgebaut und hinsichtlich des Faservolumengehaltes, der porosität und der Glasübergangstemperatur ausgewertet und als Referenz betrachtet. Danach werden unterschiedliche Versuchsreihen anhand einer Plattenfertigung unter Berücksichtigung der möglichen Einflussparameter im Autoklav vorgenommen und ausgewertet. Im Anschluss daran können die aus Plattenfertigung gewonnenen Erkentnisse dierekt auf die Rückwand übertragen werden. Zum Abschluss erfolgt eine Zusammenfassung inklusive Empfehlung und ein Ausblick für mögliche weiterführende Themen.
Die Masterarbeit umfasst den kompletten Entwicklungsablauf eines vollvariablen hydraulischen Ventiltriebs von der Auslegung bis hin zur Erprobung. Dabei wird zunächst der Stand der Technik variabler Ventilsteuerungen ausführlich aufgezeigt. Die anschließende hydraulische Auslegung erfolgt auf Basis analytischer Betrachtung des Ventiltriebs aus Sicht der technischen Mechanik. Im weiteren Verlauf wird das Vorgehen zum Aufbau eines CAD-Modells des Hauptvolumenkörpers dargestellt. Nach dem Aufbau der kompletten Baugruppe erfährt der Leser die ersten Ergebnisse der Erprobung des Ventiltriebs. Weiterhin ist Bestandteil der Masterarbeit die geometrische Untersuchung zum Freigang der Ladungswechselventile am Zylinderkopf des VW-Motors EA211. Ferner wird die konstruktive Realisierung einer kontinuierlichen Ventilwegmessung dargestellt.
Parametrisierung der Seilroboterzuverlässigkeit durch die Versuchsdurchführung im Dauerbetrieb
(2014)
Ein Roboter dessen Endeffektor mit Seilen bewegt wird, ein sogenannter Seilroboter, besitzt gegenüber konventionellen Robotern viele Vorteile wie beispielsweise einen größeren Arbeitsraum, eine höhere Flexibilität (nahezu beliebige Anpassung des Seilroboters an den gewünschten Arbeitsraum möglich), ein geringeres Gewicht sowie eine höhere Geschwindigkeit und Beschleunigung. Der große Nachteil des parallelen Seilroboters ist seine geringere Genauigkeit im Vergleich mit einem konventionellen Industrieroboter. Daher ist es die Aufgabe in dieser Abschlussarbeit alle Einflussfaktoren, welche die Genauigkeit des Seilroboters beeinflussen, zu finden und diese numerisch zu erfassen. Da die Abschlussarbeit in einem gewissen zeitlichen Rahmen bleiben soll, ist es nicht möglich, alle Einflussfaktoren zu behandeln. Deshalb liegt der Schwerpunkt auf den Einflussfaktoren, welche die Genauigkeit des Seilroboters am stärksten beeinflussen. Soweit dies möglich ist, sollen aus den gefundenen Erkenntnissen bereits erste Ansätze zur Steigerung der Genauigkeit des Seilroboters abgeleitet werden. Bei der Vorgehensweise zur Lösung der Aufgabe wird als erstes eine Liste mit allen Einflussfaktoren aufgestellt. Anschließend werden diese Einflussfaktoren durch theoretische Überlegungen, Berechnungen und Versuche numerisch erfasst und hieraus, soweit möglich, Formeln, die den jeweiligen Einflussfaktor beschreiben, aufgestellt. Mit den gefundenen Formeln ist eine Kompensierung bzw. Verminderung des jeweiligen Einflussfaktors möglich.
This work is aimed to study the effect of two types of stresses/corrosion on different materials used in making of disc brake rotors, atmospheric corrosion and thermal fatigue. The materials chosen were steel (100Cr6), nodular cast iron (GJS-400-15) and Aluminium reinforced silicon carbide (F3S-20S). Specimens of the each material will be subjected to an induced atmospheric corrosion using the salt spray (fog) chamber for two different test durations to simulate atmospheric corrosion. Other specimens of the chosen materials will be subjected to a thermal fatigue test through a repeated heating-cooling cycle. The effects on the materials will be measured by the difference in the values of coefficient of friction and the wear rate before and after the tests are carried out. Analysis of the induced corrosion and thermal fatigue products will be carried out by XRD analysis and microscopic photos of the surfaces. A comparison between the different tested materials will also be performed.
Analyse und Bewertung von Möglichkeiten zur Montagestrukturerweiterung bei einem Automobilhersteller
(2014)
Die fortschreitende Elektrifizierung des Antriebes eines Personenkraftwagens verändert nicht nur das Erscheinungsbild auf der Straße sondern zwingt auch die Hersteller zum Umdenken in der Forschung, Entwicklung und letztendlich auch in der Produktion der Fahrzeuge. Die erhöhte Nachfrage nach Elektrofahrzeugen wirkt sich insbesondere auf die Produktion aus, die im Zweifelsfall erweitert werden muss. Dazu sind Analysen der Unternehmensziele mit den entsprechenden Produktionsprogrammszenarien sowie der verfügbaren Produktionskapazität durchzuführen. Sollten die vorhandenen Kapazitäten nicht ausreichen, ist entsprechend der Grundfälle der Fabrikplanung über eine Erweiterung oder sogar einer Verlagerung der Produktion mit vorgelagertem Neubau der Produktionsstätte nachzudenken. Der Entwurf von Lösungsvarianten anhand von Groblayouts richtet sich nach den Vorgaben der Unternehmen und dem Umfeld der Produktionsstätte. Für die Auswahl einer möglichen Variante eignet sich die Nutzwertanalyse, die mittels eines Rankings und einer Bewertung der Varianten anhand von verschieden Kriterien. Die Kriterien richten sich dabei nach den etablierten Prämissen und Standards eines Unternehmens sowie wissenschaftliche Kriterien. Mit dem Ergebnis der Vorzugslösung einer Grobvariante werden Möglichkeiten einer zukunftsweisen Produktion ausgezeigt und stellen einen Lösungsvorschlag für eine Erhöhung der Ausbringungsleistung und kann einer gesteigerten Nachfrage der Kunden gerecht werden.
Die vorliegende Masterthesis beschäftigt sich mit der Optimierung des Bypasssystems einer Abgasturbine bezüglich Regelbarkeit, Betätigung, Verschleiß und Akustik. Nach eingehender Betrachtung von Bypasssystemen in Abgasturboladern und deren Stand der Technik / Patentrecherche mit anschließender Bewertung werden die Grenzen der Regelbarkeit des aktuellen Bypasssystems des Motors EA888 Gen. 3 analysiert. Dabei soll untersucht werden, in welchen Bereichen die Schwachstellen liegen und mit zukünftigen Anforderungen an Abgasturboladern Verbesserungspotentiale abgeleitet werden. Es werden für die Konzeptfindung die geometrische Gestaltung, Materialpaarungen und Lagerungs- sowie Dichtungskonzepte untersucht und bewertet. Die Vorzugsvariante eines Drehventils weist folgende Merkmale auf: Kugeldesign, schwimmend gelagert und Hochtemperaturlagerwerkstoffe (PL29, Inconel 713C, etc.). Im Verlauf von Untersuchungen an einer Strömungsbank und FEM-Simulation werden die Funktion sowie Auslegung der Spiele und Lagerungen überprüft. Das Drehventil besitzt eine progressive Regelcharakteristik und kann die Regelung des Abgasturboladers wesentlich verbessern. Ferner bestätigt sich in der Simulation die Festigkeit durch einen SRT (Schub-Risstest). Die Resultate werden verwendet, um Konzepte für das Package am Motor zu realisieren. Dabei zeigt sich für erste Versuche am Heißgas- und Motorprüfstand ein nachgeschaltetes Wastegate zwischen Turbolader und Katalysator am geeignetsten.
In der vorliegenden Arbeit werden Kavitationseffekte im Radialgleitlager untersucht. Als Hilfsmittel dient hierbei ie numerische Strömungssimulation. Zunächst werden notwendigen strömungsmechanischen Grundlagen ermittelt. Wichtige Kenndaten eines Gleitlagers sowie die Ursache der einzelnen Kavitationsarten werden anschließend erläutert. Weiterhin ist ein Überblick über in der Literatur dokumentierte Kavitationsschäden in Radialgleitlagern gegeben. Da der verwendete numerische Löser Parameter benötigt, die bislang unbekannt sind, wird mittels der Methode Design of Experiments'' eine geeignete Kombination der Parameter ermittelt. Die Grundlagen für dieses Vorgehen werden ebenso vermittelt. Anschließend ist ein Berechnungsmodell erstellt worden, welches die Grundlage für die folgenden Simulationen darstellt. Typische Kenngrößen des Radialgleitlagers werden in einem parametrisierten Vernetzungswerkzeug berücksichtigt. Damit ist die Simulation verschiedenster Radialgleitlager möglich. Mit Hilfe eines geeigneten Versuchsplans sind in mehreren Schritten die fehlenden Parameter für den numerischen Löser ermittelt worden. Für die Versuche wird ein Experiment aus der Literatur zu Grunde gelegt. Die Vergleichsgröße zwischen Experiment und Simulation ist die Länge des Kavitationsgebiets. Mit den Einstellparametern sind zwei Referenzexperimente berechnet worden. Hierin haben sich die ermittelten Parameter sowie ein abgeändertes Berechnungsmodell als geeignet erwiesen. Im Folgenden sind geometrische Änderungen am Nutauslauf, an der Zuführbohrung, an der Lagerbreite und am Lagerdurchmesser des Gleitlagers hinsichtlich des Kavitationsverhaltens untersucht worden. Die Ergebnisse zeigen, dass mit einer strömungsgünstigen Gestaltung des Gleitlagers die Gefahr der Kavitation vermindert werden kann.
Entwicklung eines Prüfstandes zum Nachweis des Entwärmungspotentials einer rotorintegrierten Kühlung
(2013)
Zur Absicherung der aus Simulationen erhaltenen Erkenntnisse zur Wirksamkeit und Leistungsfähigkeit einer rotorintegrierten Kühlung soll ein Versuchsstand entwickelt werden, welcher die Nachbildung der Rotorbetriebsbedingungen erlaubt und eine Erfassung der Kühlungsleistung ermöglicht. Der als Referenz dienende elektrische Antrieb, welcher sich derzeit noch in der Entwicklung befindet, wurde für Transportaufgaben mit einem Kompaktfahrzeug konzipiert. Dieser Umstand hat die Datenlage zu den Betriebsbedingungen, die Planung der Versuchsmethodik und die Prüfstandsgestaltung erschwert. Wichtige Elemente zur Lösung der Aufgabenstellung waren das Erstellen eines zeitlichen Projektablaufplanes, die Definition der Arbeitsbereiche, das Erarbeiten und Auswählen der geeigneten Konzepte und die Umsetzung durch Erwärmungsversuche, durch Modellierung der Komponenten und durch Anlegen der Fertigungszeichnungen. Themen der Arbeitsbereiche sind: Einhausung, Erwärmung, Lagerung, Messtechnik, Rotation, Simulation, Volumenstrom und Leistungsbedarf. Durch diese Arbeit soll der Auftraggeber in die Lage versetzt werden, auf Hersteller der benötigten Komponenten zuzugehen, um die notwendigen Abstimmungen zum Aufbau des Prüfstandes und entsprechende Anpassungen vorzunehmen.
Mit der kontinuierlichen Fortschritt der Wissenschaft und der nachhaltiger Entwicklung der Wirtschaft steht die Fertigungsindustrie, die die Produkten als die Träger erachtet, vor zunehmend härteren Wettbewerb auf dem Markt der ganzen Welt. Die rasante Entwicklung von High-Tech und die vielfältige Nachfrage der Verbraucher hat die Modernisierung der Produkte weiter beschleunigt. Die Unternehmen konfrontieren nicht nur die Anforderungen der Produktqualitätserhöhung und Serviceverbesserung, sondern verspüren auch immer mehr den Druck, die Lieferzeit zu verkürzen und Kosten zu senken. Der Produktionsverhalten hat sich von der Massenproduktion zu eine maßgeschneiderte Dienstleistung entwickelt, die die Wissensinnovation als Wettbewerbsfaktoren behandelt, was von den Unternehmen verlangt, die sich verändernde Marktanforderungen schnell zu reagieren, die Nachfrage der Verbraucher zu erfüllen und dadurch den Markt zu dominieren sowie den Wettbewerb letztendlich zu gewinnen. Auf den Weg zur Innovation in der Fertigungsindustrie spielt Produktionslebenszyklusmanagement eine wichtige Rolle. PLM ist eine neue Idee für die Unternehmensinformationen zu verwalten, die das Unternehmen helfen kann, u.a. die Produktionskosten zu senken, die profitable Lebensdauer zu verlängern, die neuen Produkten schnell auf den Markt einzuführen und die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens zu heben. Dann kommt IPN. Um den Wettbewerbsvorteil zu sichern, werden Potentiale zur Kostensenkung sowie regionale Kundenorientierung durch Fertigungskonzentration an Niedrigkostenstandorten (LCL) erschlossen. Im Rahmen des Standortkonzeptes trägt Leitwerk, beim Neuanlauf bzw. der Verlagerung/Verlegung von Fertigungslinien und Erzeugnissen während der An- und Hochlaufphase die Verantwortung für Qualität, Lieferung und Kosten des Produktes. Als Leitwerk ist die Aufgabe hierbei die Koordination des internationalen Fertigungsverbunds, nämlich der Zusammenarbeit zwischen dem Leitwerk und anderen Fertigungswerken. Das Ziel des IPN ist wettbewerbsfähig in der Regionen der Kunden mit lokalen Kostenvorteile zu produzieren. Die vorliegende Masterarbeit wird zunächst die Begriffsdefinition PLM und IPN ausführlich erklärt (Kap. 2). Anschließend werden die Unterschiede und die Beziehungen zwischen den beiden Begriffen in Kapitel 3 geschildert. In Kapitel 4 beschäftige ich mich mit der Frage, wo und wie PLM entlang aller Phasen der Produktentstehung im Rahmen des IPN eingesetzt werden. Dieses Kapitel ist auch gleichzeitig der Schwerpunkt dieser Arbeit. Danach werden zwei praktische Anwendungsbeispiele aufgezeigt, um die Vorgehensweise der Umsetzung der Informationsstrategie zu deuten. Zum Schluss werden die entsprechenden Vorschläge und die Verbesserungsmaßnahmen angeben sowie die Aussicht der Zukunft analysiert. Das endgültige Ziel der Masterarbeit ist die immer umfassendere Anwendungen der Ideen und Konzepte aus PLM innerhalb von IPN zu ermöglichen, so dass IPN effektiver und reibungsloser in der Zukunft sein kann, weil die zukünftige internationale Kooperation deutlich enger betrieben wird.
Die Entwicklung der Methodik zur CAD-gestützten Bauteilkonstruktion mit Hilfe des Konstruktionsprogramms CATIA V5 wurde ausgehend von den Grundlagen zur Lösung von Aufgaben und Problemen sowie der Beschreibung von Denkprozessen mit der allgemeinen Beschreibung der Methode sowie der Darstellung der Schritte und ihrer Anwendung begonnen. Davon ausgehend wurden Schwerpunkte des methodischen Vorgehens vor allem die Besonderheiten der Strukturierung des Konstruktionsbaums behandelt. Mit Hilfe von CATIA V5 wird ein Gussradträger in einem vorgegebenen Bauraum konstruiert und die erarbeitete Methode angewandt. Von Beginn des Anwendungsbeispiels wird auf die einzelnen methodischen Teilschritte, die Parametrisierung, assoziative Verknüpfungen und die Strukturierung des Konstruktionsbaums während der Konstruktion eingegangen. Mit der erfolgreichen Fertigstellung des Radträgers erhält der Konstrukteur neben der Geometrie des spanend nachbearbeiteten Fertigbauteils die Geometrie des Sandkerns, die Bauteilaußengeometrie und die Geometrie des innen hohlen Rohteils in einer CAD-Datei. Eine Anleitung zur Bearbeitung des Radträgerbeispiels befindet sich in der Anlage. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die im Studium erworbenen Kompetenzen mit den in der Konstruktionspraxis geforderten Kompetenzen verglichen. Hierbei wurde nachgewiesen, dass das Studium wesentliche Grundlagen für die konstruktive Tätigkeit in der Praxis legt. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der acatech-Studie wurde die Projektarbeit in Formula Student besonders gewürdigt.
Diese wissenschaftliche Arbeit befasst sich mit der grundlegenden Konzeptionierung des elektrischen Antriebes eines Konzept- und Forschungsfahrzeugs. Die Auslegung des Antriebskonzeptes beinhaltet die Berechnung der benötigten Leistungen und Drehmomente der Elektromotoren sowie die diesbezüglichen Marktrecherchen. Vordergründig zu erarbeiten war die konstruktive Integration der Radnabenmotoren mittels CATIA. Dabei wurden ein Stator- und Rotorgehäuse, sowie eine neue Ankerplatte entworfen. Weiterhin wurde das Grundkonzept eines Range-Extenders diskutiert und eine praxisnahe Umsetzung vorgeschlagen. Die elektrische Klimatisierung der Fahrgastzelle und der HV-Komponenten wurde ebenso erörtert und eine Arbeitsgrundlage für deren Umsetzung erstellt. Abschließend ist eine Schwingungsanalyse durchgeführt worden, um eine Verschiebung der Eigenfrequenzen im Vergleich zum Serienfahrzeug darzustellen.
Turbidity currents play a significant role within the global sediment cycle, and are important for environmental processes as well as the formation of hydrocarbon reservoirs. A special kind of turbidity currents are tubidity currents with reversing buoy- ancy. Hyperpycnal flows are one kind of turbidity currents with reversing buoyancy. There exist numerous experimental studies of these flows but no simulations. This thesis deals with reversing-buoyancy turbidity currents. The propagation of the flow front over time and the later lift-off are investigated on the basis of the results from Sparks et al. (1993). Furthermore the interaction of the current with obstacles is analyzed by means of the work from Stevenson & Peakall (2010). Hereby a closer look at deposit patterns caused by various obstacle positions and dimensions, is taken. Towards this end a highly parallel three-dimensional Navier-Stokes Direct Numerical Simulation code is used.
Die Literaturrecherche ergab, dass sich viele Firmen, Hochschulen und Institute seit den letzten fünf bis zehn Jahren mit dem Thema Aktuatorwerkstoff beschäftigen. Konventionelle Bauteile wie Bimetalle und Wachsthermostate stehen dabei Hochtechnologien wie CNT und Formgedächtnispolymeren gegenüber. Bei letzteren wird nicht nur von Instituten geforscht, sondern auch von Großkonzernen wie Bayer immenser Forschungsaufwand gerade in Richtung der Formgedächtnispolymere betrieben. Das Potential ist hier nicht nur in den großen Anwendungsbereichen zu sehen, sondern auch bei den Polymeren und deren sehr günstigen Herstellung für den Massenmarkt. Im Rahmen der Möglichkeiten der Hochschule und des geringen zeitlichen Spielraums der Abschlussarbeit wurde ein aktiver (selbstständiger) Demonstrator mit Bimetalleffekt ausgewählt und labortechnisch untersucht.