Refine
Year of publication
- 2011 (111) (remove)
Document Type
- Doctoral Thesis (62)
- Report (18)
- Preprint (10)
- Periodical Part (9)
- Book (4)
- Working Paper (4)
- Master's Thesis (2)
- Bachelor Thesis (1)
- Habilitation (1)
Keywords
- Visualisierung (4)
- Simulation (3)
- autoregressive process (3)
- neural network (3)
- nonparametric regression (3)
- Außenpolitik (2)
- CSO (2)
- Implementation (2)
- Katalyse (2)
- Metropolregion (2)
Faculty / Organisational entity
- Kaiserslautern - Fachbereich Mathematik (30)
- Kaiserslautern - Fachbereich Chemie (15)
- Kaiserslautern - Fachbereich ARUBI (12)
- Fraunhofer (ITWM) (11)
- Kaiserslautern - Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik (9)
- Kaiserslautern - Fachbereich Sozialwissenschaften (8)
- Kaiserslautern - Fachbereich Biologie (7)
- Kaiserslautern - Fachbereich Informatik (5)
- Kaiserslautern - Fachbereich Raum- und Umweltplanung (4)
- Kaiserslautern - Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (2)
Ausgelöst durch gestiegene Leichtbauanforderungen kommen im Automobilbau vermehrt
Verbund- und Hybridbauweisen zum Einsatz. Verschiedene Materialien werden
gemäß den jeweiligen spezifischen Anforderungen einzelner Bauteile bzw. Baugruppen
ausgewählt, um ihr Potential bezogen auf das Gewicht und die (mechanische)
Funktionalität optimal auszuschöpfen. Hierbei kann auch bei Großserienanwendungen
neben der klassischen Blechschalenbauweise der Einsatz von Kunststoffen
und Faserverbundwerkstoffen zielführend sein. Allerdings sind entwicklungsspezifische
Besonderheiten zur funktionalen Absicherung bzw. Auslegung derartiger
Konzepte zu bewältigen. Dabei sind sowohl die Anforderungen an die Steifigkeit und
die (Betriebs-)Festigkeit als auch die Vorgaben an die passive Sicherheit maßgebend.
Bauteile aus kurzfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen, die im
Spritzgussverfahren hergestellt werden, stellen hier eine besondere Herausforderung
dar. Das mechanische Verhalten ist von zahlreichen Faktoren wie lokal unterschiedlichen
Faserorientierungen, viskosen Effekten und Umgebungseinflüssen
abhängig.
Um Zeit und Kosten zu sparen, ist im heutigen Produktentwicklungsprozess von
Fahrzeugen bzw. bei der Auslegung der einzelnen Bauteile die Berechnung aller
relevanten Lastfälle mittels numerischer Simulationen unumgänglich. Die Weiterentwicklung
der Methoden und Modelle zur Simulation von Kunststoffen und Faserverbundwerkstoffen
sind in den letzten Jahren verstärkt durch verschiedene
Forschungsprojekte vorangetrieben worden. Dabei spielt auch die einhergehende
Charakterisierung der Werkstoffe eine tragende Rolle. Ziel dieser Arbeit ist, die
verfügbaren Methoden zur Berechnung und Charakterisierung von Spritzgussbauteilen
aus kurzfaserverstärkten Kunststoffen aufzuzeigen, weiterzuentwickeln und
anhand wissenschaftlicher Experimente zu validieren. Hierbei werden quasi-statische
und crashrelevante Versuche mit verschiedenen Probekörpern durchgeführt und
analytisch weiterverarbeitet. Im Anschluss werden diese zum Aufbau ausgewählter
Rechenmodelle eines expliziten FE-Solvers genutzt. Angewendet werden dabei
sowohl rein phänomenologische als auch integrative mikromechanische Simulationsmethoden
mit isotropen und anisotropen elasto-plastischen bzw. elasto-viskoplastischen
Ansätzen.
Das Ziel dieser Arbeit war, den Einfluss der textilen Parameter von Multifilamentgeweben
auf die Permeabilität zu bestimmen. Einer sehr umfangreichen Permeabilitätsstudie
wurden grundsätzliche Untersuchungen vorangestellt, die beantworten, mit
welchen Einschränkungen textile Modelle und Kapillarmodelle zur Berechnung der
Permeabilität eingesetzt werden können, worin sich Permeabilitätsmessergebnisse
ermittelt über Punkt- und Linienanguss sowie gesättigte und ungesättigte Permeabilitätsmessungen
unterscheiden und ob die Lagenanzahl einen Einfluss auf die Permeabilität
eines Laminataufbaus hat. In der Hauptstudie wurden die Ebenenpermeabilitäten
K1 und K2 von 19 Geweben auf einer Messzelle bestehend aus einem 160
mm dicken Ober- und Unterwerkzeug aus Aluminium mit integrierten Sensoren ermittelt.
Festgestellt wurde, dass Leinwandgewebe eine höhere K2-Permeabilität als Köpergewebe
und ein isotroperes Fließverhalten haben. Es wurde ermittelt, dass je höher
das Produkt aus Fadendichte und Titer, desto größer ist der negative Gradient
der Permeabilitäts-Faservolumengehaltskurve. Vier sehr dichte Gewebe dieser Studie
zeigen zudem die Besonderheit, dass die Richtung der K1-Permeabilität nicht mit
der Kettrichtung des Gewebes übereinstimmt. Der abweichende Orientierungswinkel
ist faservolumengehaltsabhängig und nähert sich stets 0° bei Faservolumengehalten
von über 55 %. Es wird des Weiteren erklärt, warum Gewebe, die in Kett- und
Schussrichtung gleich aufgebaut sind, ein anisotropes Fließverhalten zeigen. Dieser
Effekt kann mit der Kettfadenspannung bei der Gewebeherstellung erklärt werden
und über die Messung des Crimps ermittelt werden. Wurde eine große Differenz im
Crimp zwischen dem Kett- und Schussgarn gemessen, war auch die Anisotropie höher.
Neben der Kettfadenspannung bei der Herstellung wurden über ein D-optimal
Screening der Titer und die Fadendichte als signifikante Einflussfaktoren auf den
Crimp ermittelt.
Die Ergebnisse dieser Studie ermöglichen die Auswahl und das spezifische Design
von Verstärkungstextilien mit bestimmten Imprägnier- und Permeabilitätseigenschaften.
The goal of this thesis is to find ways to improve the analysis of hyperspectral Terahertz images. Although it would be desirable to have methods that can be applied on all spectral areas, this is impossible. Depending on the spectroscopic technique, the way the data is acquired differs as well as the characteristics that are to be detected. For these reasons, methods have to be developed or adapted to be especially suitable for the THz range and its applications. Among those are particularly the security sector and the pharmaceutical industry.
Due to the fact that in many applications the volume of spectra to be organized is high, manual data processing is difficult. Especially in hyperspectral imaging, the literature is concerned with various forms of data organization such as feature reduction and classification. In all these methods, the amount of necessary influence of the user should be minimized on the one hand and on the other hand the adaption to the specific application should be maximized.
Therefore, this work aims at automatically segmenting or clustering THz-TDS data. To achieve this, we propose a course of action that makes the methods adaptable to different kinds of measurements and applications. State of the art methods will be analyzed and supplemented where necessary, improvements and new methods will be proposed. This course of action includes preprocessing methods to make the data comparable. Furthermore, feature reduction that represents chemical content in about 20 channels instead of the initial hundreds will be presented. Finally the data will be segmented by efficient hierarchical clustering schemes. Various application examples will be shown.
Further work should include a final classification of the detected segments. It is not discussed here as it strongly depends on specific applications.
Jahresbericht 2010
(2011)
Congress Report 2011.05-06
(2011)
Congress Report 2011.07-09
(2011)
Congress Report 2011.10-12
(2011)
Congress Report 2011.03-04
(2011)
Congress Report 2011.01-02
(2011)
In this paper, we present a viscoelastic rod model that is suitable for fast and accurate dynamic simulations. It is based on Cosserat’s geometrically exact theory of rods and is able to represent extension, shearing (‘stiff’ dof), bending and torsion (‘soft’ dof). For inner dissipation, a consistent damping potential proposed by Antman is chosen. We parametrise the rotational dof by unit quaternions and directly use the quaternionic evolution differential equation for the discretisation of the Cosserat rod curvature. The discrete version of our rod model is obtained via a finite difference discretisation on a staggered grid. After an index reduction from three to zero, the right-hand side function f and the Jacobian \(\partial f/\partial(q, v, t)\) of the dynamical system \(\dot{q} = v, \dot{v} = f(q, v, t)\) is free of higher algebraic (e. g. root) or transcendental (e. g. trigonometric or exponential) functions and therefore cheap to evaluate. A comparison with Abaqus finite element results demonstrates the correct mechanical behavior of our discrete rod model. For the time integration of the system, we use well established stiff solvers like RADAU5 or DASPK. As our model yields computational times within milliseconds, it is suitable for interactive applications in ‘virtual reality’ as well as for multibody dynamics simulation.
This work presents a proof of convergence of a discrete solution to a continuous one. At first, the continuous problem is stated as a system
of equations which describe filtration process in the pressing section of a
paper machine. Two flow regimes appear in the modeling of this problem.
The model for the saturated flow is presented by the Darcy’s law and the mass conservation. The second regime is described by the Richards approach together with a dynamic capillary pressure model. The finite
volume method is used to approximate the system of PDEs. Then the existence of a discrete solution to proposed finite difference scheme is proven.
Compactness of the set of all discrete solutions for different mesh sizes is
proven. The main Theorem shows that the discrete solution converges
to the solution of continuous problem. At the end we present numerical
studies for the rate of convergence.
Continuously improving imaging technologies allow to capture the complex spatial
geometry of particles. Consequently, methods to characterize their three
dimensional shapes must become more sophisticated, too. Our contribution to
the geometric analysis of particles based on 3d image data is to unambiguously
generalize size and shape descriptors used in 2d particle analysis to the spatial
setting.
While being defined and meaningful for arbitrary particles, the characteristics
were actually selected motivated by the application to technical cleanliness. Residual
dirt particles can seriously harm mechanical components in vehicles, machines,
or medical instruments. 3d geometric characterization based on micro-computed
tomography allows to detect dangerous particles reliably and with
high throughput. It thus enables intervention within the production line. Analogously
to the commonly agreed standards for the two dimensional case, we
show how to classify 3d particles as granules, chips and fibers on the basis of
the chosen characteristics. The application to 3d image data of dirt particles is
demonstrated.
Input loads are essential for the numerical simulation of vehicle multibody system
(MBS)- models. Such load data is called invariant, if it is independent of the specific system under consideration. A digital road profile, e.g., can be used to excite MBS models of different
vehicle variants. However, quantities efficiently obtained by measurement such as wheel forces
are typically not invariant in this sense. This leads to the general task to derive invariant loads
on the basis of measurable, but system-dependent quantities. We present an approach to derive
input data for full-vehicle simulation that can be used to simulate different variants of a vehicle
MBS model. An important ingredient of this input data is a virtual road profile computed by optimal control methods.