Für die Gewährleistung der technischen Sicherheit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit technischer Konstruktionen (Bauteile, Anlagen) spielt die bruchmechanische Bewertung von rissartigen Fehlern eine zunehmende Rolle. Um die Beanspruchungssituation an Rissen zu berechnen, werden heutzutage in verstärktem Maße numerische Methoden wie die FEM eingesetzt. Das vorliegende Fachbuch stellt die wesentlichen bruchmechanischen Konzepte vor, vermittelt schwerpunktmäßig die speziellen Techniken zur FEM-Analyse von Rissproblemen, die bisher nur Spezialisten vorbehalten waren, und gibt anhand zahlreicher Beispiele effektive Anleitung zur Lösung praktischer Aufgaben. Das Buch richtet sich an Studenten im Hauptstudium, Doktoranden und Ingenieure aus dem Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Werkstoffwissenschaften sowie Luft- und Raumfahrt, die auf den Gebieten Technische Mechanik, Festigkeitsnachweis, sicherheitstechnische Bewertung, Bruchmechanik und Werkstofftechnik tätig sind.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Für die Gewährleistung der technischen Sicherheit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit technischer Konstruktionen (Bauteile, Anlagen) spielt die bruchmechanische Bewertung von rissartigen Fehlern eine zunehmende Rolle. Um die Beanspruchungssituation an Rissen zu berechnen, werden heutzutage in verstärktem Maße numerische Methoden wie die FEM eingesetzt. Das vorliegende Fachbuch stellt die wesentlichen bruchmechanischen Konzepte vor, vermittelt schwerpunktmäßig die speziellen Techniken zur FEM-Analyse von Rissproblemen, die bisher nur Spezialisten vorbehalten waren, und gibt anhand zahlreicher Beispiele effektive Anleitung zur Lösung praktischer Aufgaben. Das Buch richtet sich an Studenten im Hauptstudium, Doktoranden und Ingenieure aus dem Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Werkstoffwissenschaften sowie Luft- und Raumfahrt, die auf den Gebieten Technische Mechanik, Festigkeitsnachweis, sicherheitstechnische Bewertung, Bruchmechanik und Werkstofftechnik tätig sind.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Für die Gewährleistung der technischen Sicherheit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit technischer Konstruktionen (Bauteile, Anlagen) spielt die bruchmechanische Bewertung von rissartigen Fehlern eine zunehmende Rolle. Um die Beanspruchungssituation an Rissen zu berechnen, werden heutzutage in verstärktem Maße numerische Methoden wie die FEM eingesetzt. Das vorliegende Fachbuch stellt die wesentlichen bruchmechanischen Konzepte vor, vermittelt schwerpunktmäßig die speziellen Techniken zur FEM-Analyse von Rissproblemen, die bisher nur Spezialisten vorbehalten waren, und gibt anhand zahlreicher Beispiele effektive Anleitung zur Lösung praktischer Aufgaben. Das Buch richtet sich an Studenten im Hauptstudium, Doktoranden und Ingenieure aus dem Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Werkstoffwissenschaften sowie Luft- und Raumfahrt, die auf den Gebieten Technische Mechanik, Festigkeitsnachweis, sicherheitstechnische Bewertung, Bruchmechanik und Werkstofftechnik tätig sind.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Wegen der immer weiter steigenden Anforderungen an Otto- und Dieselmotoren in Bezug auf CO2-Reduzierung, Abgasverhalten, Gewicht und Lebensdauer sind heute vertiefte Kenntnisse über die Komponenten des Verbrennungsmotors unerlässlich. Ohne entsprechendes Know-how kommt kein Fachmann der Kfz-Technik mehr aus, unabhängig ob er in der Konstruktion, der Entwicklung, der Erprobung oder der Instandhaltung tätig ist. Dieses Fachbuch beantwortet in großer Durchdringungstiefe die Fragen bezüglich Konstruktion, Herstellung und Bearbeitung von Zylinderkomponenten. In dieser zweiten Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und entsprechend der aktuellsten Entwicklungen im Verbrennungsmotor erweitert.
Aktualisiert: 2023-05-21
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Wegen der immer weiter steigenden Anforderungen an Otto- und Dieselmotoren in Bezug auf CO2-Reduzierung, Abgasverhalten, Gewicht und Lebensdauer sind heute vertiefte Kenntnisse über die Komponenten des Verbrennungsmotors unerlässlich. Ohne entsprechendes Know-how kommt kein Fachmann der Kfz-Technik mehr aus, unabhängig ob er in der Konstruktion, der Entwicklung, der Erprobung oder der Instandhaltung tätig ist. Dieses Fachbuch beantwortet in großer Durchdringungstiefe die Fragen bezüglich Konstruktion, Herstellung und Bearbeitung von Zylinderkomponenten. In dieser zweiten Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und entsprechend der aktuellsten Entwicklungen im Verbrennungsmotor erweitert.
Aktualisiert: 2023-05-21
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Für die effektive numerische Berechnung von Strömungsphänomenen im frühen Entwicklungsprozess wurde methodisch das Zusammenwirken verschiedener Berechnungstools hinsichtlich der Berechnungsdauer und Güte auf handelsüblichen Desktoprechnern untersucht. Dabei ist die Skalierbarkeit der Berechnungsmodelle auf unterschiedliche geometrische Skalen sowie die Umsetzungsmöglichkeit der Berechnung kombinierter Fluidphasen essenziell.
Für die Umsetzung wurden erste Grundlagenuntersuchungen an einfachen Geometrien experimentell und virtuell durchgeführt sowie die Ergebnisse gegenübergestellt. Daraus konnten Anforderungen abgeleitet und bereits im Ausschlussverfahren für das Projekt ungeeignete Software detektiert werden.
Weiterhin wurden die Simulationsparameter, aufbauend auf den Grundlagenuntersuchungen, an die komplexen Geometrien von Bauteilen/Baugruppen bis hin zum Viertelfahrzeug angepasst. Somit konnten für die jeweiligen Berechnungstools die Stärken hinsichtlich der Anforderungen an die Geometrie und die physikalischen Randbedingungen abgeleitet werden.
Anschließend wurde eine Software entwickelt, welche automatisiert Ergebnisse unterschiedlicher Softwarelösungen und geometrischer Skalen verarbeitet, interpoliert und anschließend auf gewählten Schnittstellen bereitstellt. Somit lassen sich die effektivsten Berechnungsmethoden miteinander verknüpfen.
Zudem konnte im Laufe der Bearbeitungszeit eine Software (PreonLab) zum Einsatz kommen, welche hinreichend genau und dennoch zeitlich effektiv komplexe Strömungsphänomene berechnen kann.
Im Zuge der Projektbearbeitung konnten somit Anforderungen als auch Randbedingungen für die numerische Berechnung komplexer Strömungsphänomene am Gesamtfahrzeug beschrieben werden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Effiziente Leistungshalbleitermodule, als Kernbausteine eines intelligenten Energiemanagements, sind unverzichtbar bei der Bewältigung der Energiewende. Wesentliches Verfahren in der Aufbau- und Verbindungstechnik zur Herstellung dieser Module ist das hochfrequente Reibschweißen durch Ultraschall, das sogenannte Ultraschallbonden. Ist eine der zahlreichen Bondverbindungen von mangelhafter Qualität, ist das Modul und damit das gesamte Energiemanagement von Totalausfall bedroht. Vor diesem Hintergrund hängt die erreichbare Verbindungsfestigkeit neben den Prozessparametern vom Verschleißzustand des Werkzeugs ab. Aus der limitierten Werkzeugnutzungsdauer resultieren nicht nur Beschaffungs- und Rüstkosten, sondern auch eine Störung des Produktionsflusses. Die Umstellung von Aluminium auf das effizientere Kupfer als Drahtmaterial mindert die Werkzeug-Nutzungsdauer bis um das 50-fache. Dieser Faktor schlägt sich in den Herstellkosten des Produkts nieder, wodurch sich die Forderung nach verschleißgerechten Werkzeugen verschärft. Jedoch sind Verschleißanalysen durch reale Versuche umfangreich und teuer. Insbesondere können hierbei ursächliche Kontaktvorgänge während des Fügeprozesses nicht beobachtet werden. Angesichts dessen wird in der vorliegenden Arbeit eine Vorgehensweise mit dem Schwerpunkt auf der prozessgerechten Werkzeuggestaltung mithilfe von numerischen Simulationen des Verschleißes entwickelt. Auf diese Weise wird insbesondere die Wechselwirkung zwischen anfänglicher Geometrie und Werkzeugverschleiß sowie der Verbindungsqualität der Fügepartner aufgedeckt. Durch Letzteres erfolgt ein maßgebender Beitrag zur Steigerung des Prozessverständnisses mit dem Ziel der Prozessoptimierung, um die Effizienz und Zuverlässigkeit von Leistungshalbleitermodulen weiter zu forcieren.
Aktualisiert: 2021-04-29
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Diese Arbeit behandelt die Eisenverluste in permanentmagneterregten Synchronmaschinen und erarbeitet eine in der Ingenieurspraxis umsetzbare Simulationsmethodik, welche die praktische Charakterisierung weichmagnetischer Werkstoffe durch erweiterte Messmethoden mit Werkstoffmodellen zur numerischen Berechnung verknüpft. Des Weiteren stellt diese Arbeit eine neuartige Berechnungsmethode vor, um den Rechenaufwand der numerischen Berechnung zu reduzieren. This work contributes itself to modeling of magnetic core losses in permanent magnet synchronous machines and develops a simulation method for engineering practices. This method combines the practical characterization of soft magnetic materials and the material models for numerical finite element calculation by using extended measuring methods. Furthermore, this work presents a novel calculation method that reduces numerical simulation effort.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Wegen der immer weiter steigenden Anforderungen an Otto- und Dieselmotoren in Bezug auf CO2-Reduzierung, Abgasverhalten, Gewicht und Lebensdauer sind heute vertiefte Kenntnisse über die Komponenten des Verbrennungsmotors unerlässlich. Ohne entsprechendes Know-how kommt kein Fachmann der Kfz-Technik mehr aus, unabhängig ob er in der Konstruktion, der Entwicklung, der Erprobung oder der Instandhaltung tätig ist. Dieses Fachbuch beantwortet in großer Durchdringungstiefe die Fragen bezüglich Konstruktion, Herstellung und Bearbeitung von Zylinderkomponenten. In dieser zweiten Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und entsprechend der aktuellsten Entwicklungen im Verbrennungsmotor erweitert.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Die Partikelabscheidung aus Gasen findet bei einer Vielzahl industrieller Prozesse Anwendung. Die im Bereich der Emissionsminderung für die Abscheidung fester Partikel zumeist herkömmlich eingesetzten Anlagen gleichen einander stark und werden häufig auch als Entstaubungsanlagen oder -einrichtungen bezeichnet. Diese bestehen vorwiegend aus eckigen Gehäusen mit intern positionierten Filterelementen. Zum Schutz und zur Entlastung der Filterelemente finden häufig interne Prallbleche bzw. externe Fliehkraftabscheider Verwendung. Kaum bekannt und untersucht hingegen ist die Kombination von filternder Technologie mit Fliehkraftabscheidern innerhalb eines Gehäuses.
Die vorliegende Arbeit untersucht das technologische Konzept kombinierter Bauformen und entwickelt zwei weitere Varianten. Die wissenschaftliche Untersuchung von deren Funktion erfolgt am eigens entwickelten Versuchsstand. Die zusätzliche experimentelle Analyse einer herkömmlichen Entstaubungseinrichtung ermöglicht die Gegenüberstellung der unterschiedlichen technologischen Konzepte. Überdies erfolgt die Entwicklung und Validierung eines numerischen Berechnungsmodells sowie der Vergleich mit verfügbaren Standard-Berechnungsmodellen. Ferner findet das validierte numerische Berechnungsmodell bei der strömungstechnischen Analyse der experimentell untersuchten kombinierten Bauformen Anwendung. Letztendlich erfolgt auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse die Definition von Vor- und Nachteilen sowie potentieller Anwendungsgebiete. Darüber hinaus werden für die zukünftige Dimensionierung allgemeingültige Regeln und eine Berechnungsvorschrift abgeleitet.
Aktualisiert: 2020-12-16
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Für die Gewährleistung der technischen Sicherheit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit technischer Konstruktionen (Bauteile, Anlagen) spielt die bruchmechanische Bewertung von rissartigen Fehlern eine zunehmende Rolle. Um die Beanspruchungssituation an Rissen zu berechnen, werden heutzutage in verstärktem Maße numerische Methoden wie die FEM eingesetzt. Das vorliegende Fachbuch stellt die wesentlichen bruchmechanischen Konzepte vor, vermittelt schwerpunktmäßig die speziellen Techniken zur FEM-Analyse von Rissproblemen, die bisher nur Spezialisten vorbehalten waren, und gibt anhand zahlreicher Beispiele effektive Anleitung zur Lösung praktischer Aufgaben. Das Buch richtet sich an Studenten im Hauptstudium, Doktoranden und Ingenieure aus dem Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Werkstoffwissenschaften sowie Luft- und Raumfahrt, die auf den Gebieten Technische Mechanik, Festigkeitsnachweis, sicherheitstechnische Bewertung, Bruchmechanik und Werkstofftechnik tätig sind.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Wegen der immer weiter steigenden Anforderungen an Otto- und Dieselmotoren in Bezug auf CO2-Reduzierung, Abgasverhalten, Gewicht und Lebensdauer sind heute vertiefte Kenntnisse über die Komponenten des Verbrennungsmotors unerlässlich. Ohne entsprechendes Know-how kommt kein Fachmann der Kfz-Technik mehr aus, unabhängig ob er in der Konstruktion, der Entwicklung, der Erprobung oder der Instandhaltung tätig ist. Dieses Fachbuch beantwortet in großer Durchdringungstiefe die Fragen bezüglich Konstruktion, Herstellung und Bearbeitung von Zylinderkomponenten. In dieser zweiten Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und entsprechend der aktuellsten Entwicklungen im Verbrennungsmotor erweitert.
Aktualisiert: 2023-04-04
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