@phdthesis{Berndt, author = {Berndt, Dominik}, title = {Thermische Wasserstoffsensoren f{\"u}r den Automobilbereich}, address = {Regensburg}, abstract = {F{\"u}r den sicheren Betrieb eines Brennstoffzellenfahrzeugs sind Sensoren wichtig, welche die Wasserstoffkonzentration im Fahrzeuginterieur kontinuierlich {\"u}berwachen, um m{\"o}glichen Entz{\"u}ndungen bzw. Explosionen vorzubeugen. Daf{\"u}r wurden von verschiedenen nationalen und internationalen Instanzen bestimmte Kriterien definiert, die Wasserstoffsensoren f{\"u}r einen Einsatz in Brennstoffzellenfahrzeugen erf{\"u}llen m{\"u}ssen. Im Jahr 2020gab es noch keinen einzigen kommerziell erh{\"a}ltlichen Sensor, der alle diese Kriterien bedienen konnte. In der vorliegenden Arbeit wurde f{\"u}r zwei verschiedene Sensoren die Eignung des thermischen Wirkprinzips f{\"u}r die Detektion von Wasserstoff im Kontext dieser Sicherheitskriterien untersucht. Dabei wurden mit einem MEMS-Sensor und einem Mikrodrahtsensor zwei vergleichsweise einfache Geometrien herangezogen, welche den eindimensionalen und zylindersymmetrischen Fall abbilden sollen. F{\"u}r zwei dynamische Operationsmodi (gepulste Str{\"o}me und 3ω-Methode) wurden darauf aufbauend analytische Modelle basierend auf vereinfachten Sensorgeometrien entwickelt, um die Temperaturentwicklung des Sensorelements in Abh{\"a}ngigkeit der Zeit zu charakterisieren. Diese Studien wurden anschließend anhand von detaillierteren Modellen mithilfe von FEM-Simulationen erg{\"a}nzt und spezifiziert. Darin konnte gezeigt werden, dass f{\"u}r den gepulsten Betrieb sowohl die Pulsh{\"o}he als auch die Zeitkonstante des gemessenen Widerstands- bzw. Temperaturpulses als Messgr{\"o}ße herangezogen werden kann. Beim 3ω-Betrieb konnte zudem eine starke Frequenzabh{\"a}ngigkeit dieser Widerstands- bzw. Temperaturcharakteristik beobachtet werden. Die analytischen und numerischen Studien wurden anschließend durch experimentelle Ergebnisse best{\"a}tigt. Im Hinblick auf die zuvor definierten Kriterien stellte sich heraus, dass die Auswertung der Zeitkonstante beim gepulsten Betrieb im Hinblick auf Sensitivit{\"a}t und Aufl{\"o}sungsgrenze der Auswertung der Pulsh{\"o}he deutlich unterlegen ist. Beim 3ω-Betrieb k{\"o}nnen durch die hochintegrierte Messumgebung deutlich h{\"o}here Genauigkeiten und Aufl{\"o}sungsgrenzen erzielt werden. F{\"u}r den MEMS-Sensor wurde bei einer Anregungsfrequenz von 1 Hz mit 55 ppm die bislang geringste in der Literatur berichtete Aufl{\"o}sungsgrenze f{\"u}r einen thermischen Wasserstoffsensor erreicht. Der Leistungsverbrauch ist dabei im Vergleich zum Pulsbetrieb entsprechend des jeweiligen Tastgrads leicht bis m{\"a}ßig erh{\"o}ht, die Ansprechzeit wird bei beiden Operationsmodi maßgeblich durch die Sensorgeometrie beeinflusst. Die geometrischen Parameter der jeweiligen Sensoren haben ferner einen starken Einfluss auf die Sensitivit{\"a}t, womit die Divergenz in der Performance von MEMS-Chip und Drahtsensor erkl{\"a}rt werden kann. Es besteht ferner eine starke Temperatur- und Feuchtigkeitsabh{\"a}ngigkeit des Sensorsignals, welches bei beiden Operationsmodi indirekt proportional zur W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit des betrachteten Gasgemischs ist. Die Abh{\"a}ngigkeit vom definierten Umgebungsdruck ist lediglich f{\"u}r die Zeitkonstante relevant, bei der Pulsh{\"o}he besteht keine Druckabh{\"a}ngigkeit. Es konnte eine grunds{\"a}tzliche Eignung des thermischen Messprinzips f{\"u}r den Einsatz eines Wasserstoffsensors im Automobilbereich festgestellt werden. F{\"u}r eine Anwendung m{\"u}ssen allerdings Referenzsensoren f{\"u}r Temperatur, Feuchtigkeit und Druck implementiert werden und eine Kalibrierung in Abh{\"a}ngigkeit dieser Gr{\"o}ßen erfolgen. Der 3ωBetrieb ist aufgrund der h{\"o}heren Genauigkeit zu bevorzugen. W{\"a}hrend der MEMSSensor im Hinblick auf Sensitivit{\"a}t, Ansprechzeit und Leistungsaufnahme gut abschneidet, liegen die Vorteile des Mikrodrahtsensors in seiner Robustheit und der vergleichsweise einfachen Realisierbarkeit}, subject = {Kraftfahrzeugtechnik}, language = {de} } @phdthesis{Baumann, author = {Baumann, Timo}, title = {Incremental Spoken Dialogue Processing: Architecture and Lower-level Components}, publisher = {Bielefeld University}, isbn = {9783848200221}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:361-25819101}, pages = {176}, language = {en} } @phdthesis{Ramsauer, author = {Ramsauer, Ralf Stefan}, title = {OSS Architecture for Mixed-Criticality Systems}, publisher = {Leibniz Universit{\"a}t Hannover}, pages = {188}, abstract = {Computer-based automation in industrial appliances led to a growing number of logically dependent, but physically separated embedded control units per appliance. Many of those components are safety-critical systems, and require adherence to safety standards, which is inconsonant with the relentless demand for features in those appliances. Features lead to a growing amount of control units per appliance, and to a increasing complexity of the overall software stack, being unfavourable for safety certifications. Modern CPUs provide means to revise traditional separation of concerns design primitives: the consolidation of systems, which yields new engineering challenges that concern the entire software and system stack. Multi-core CPUs favour economic consolidation of formerly separated systems with one efficient single hardware unit. Nonetheless, the system architecture must provide means to guarantee the freedom from interference between domains of different criticality. System consolidation demands for architectural and engineering strategies to fulfil requirements (e.g., real-time or certifiability criteria) in safety-critical environments. In parallel, there is an ongoing trend to substitute ordinary proprietary base platform software components by mature OSS variants for economic and engineering reasons. There are fundamental differences of processual properties in development processes of OSS and proprietary software. OSS in safety-critical systems requires development process assessment techniques to build an evidence-based fundament for certification efforts that is based upon empirical software engineering methods. In this thesis, I will approach from both sides: the software and system engineering perspective. In the first part of this thesis, I focus on the assessment of OSS components: I develop software engineering techniques that allow to quantify characteristics of distributed OSS development processes. I show that ex-post analyses of software development processes can be used to serve as a foundation for certification efforts, as it is required for safety-critical systems. In the second part of this thesis, I present a system architecture based on OSS components that allows for consolidation of mixed-criticality systems on a single platform. Therefore, I exploit virtualisation extensions of modern CPUs to strictly isolate domains of different criticality. The proposed architecture shall eradicate any remaining hypervisor activity in order to preserve realtime capabilities of the hardware by design, while guaranteeing strict isolation across domains.}, language = {en} } @phdthesis{Krenkel, author = {Krenkel, Lars}, title = {Untersuchung des Einflusses von Wirbelgeneratoren auf die Stoß-/Grenzschicht-Wechselwirkung}, publisher = {Rheinisch-Westf{\"a}lische Technische Hochschule Aachen}, address = {Aachen}, issn = {1434-8454}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit werden experimentelle und numerische Parameterstudien von einzelnen Wirbelgeneratorpaaren und komplexeren Wirbelgeneratoranordnungen bez{\"u}glich ihres Einflusses auf eine starke Stoß-/Grenzschicht-Wechselwirkung vorgestellt. Dabei werden die Einfl{\"u}sse von Wirbeln, insbesondere die Auswirkungen ihrer Wechselwirkungen untereinander, auf das Grenzschichtverhalten, die Stoßcharakteristik und insgesamt auf die aerodynamische Leistung des betrachteten Profils diskutiert. Dazu wurden sowohl Windkanalversuche am einfachen Modell einer ebenen Platte mit aufgepr{\"a}gtem Druckgradienten sowie an einem Modell eines superkritischen transsonischen Profils durchgef{\"u}hrt. Erg{\"a}nzend wurden komplexe nume-rische Parameteruntersuchungen an einem Profil in freier Anstr{\"o}mung ausgef{\"u}hrt. Es ist das Ziel, ein besse-res Verst{\"a}ndnis der Mechanismen der Wirbelgenerator-/Stoß-/Grenzschicht-Wechselwirkung zu gewinnen, um durch optimierte Anwendung von Wirbelgeneratoren eine Verbesserung der Flugleistungen erzielen zu k{\"o}nnen. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Reduktion des Widerstandes, der Vermeidung bzw. Verz{\"o}ge-rung von Str{\"o}mungsabl{\"o}sung und Stoßschwingung sowie auf der Erh{\"o}hung des Auftriebs.}, language = {de} } @phdthesis{Frikel, author = {Frikel, J{\"u}rgen}, title = {Reconstructions in limited angle x-ray tomography: Characterization of classical reconstructions and adapted curvelet sparse regularization}, publisher = {Technische Universit{\"a}t M{\"u}nchen}, address = {M{\"u}nchen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:91-diss-20130328-1115037-0-3}, abstract = {This thesis is devoted to the problem of tomographic reconstruction at limited angular range. In the first part, we prove a characterization of filtered backprojection reconstructions from limited angle data. Moreover, we develop a strategy for artifact reduction and stabilization. In the second part, we introduce a new edge-preserving reconstruction algorithm for limited angle tomography and analyze this algorithm mathematically. Some numerical experiments are also presented.}, language = {en} } @phdthesis{Lerch, author = {Lerch, Maximilian}, title = {Hochaufl{\"o}sende faseroptische Dehnungsmessungen zur Ermittlung des Tragverhaltens von Pf{\"a}hlen und pfahlartigen Traggliedern}, publisher = {Berlin}, doi = {10.14279/depositonce-16492}, pages = {XXI, 260}, abstract = {Zur Untersuchung und Prognose des Tragverhaltens von Pf{\"a}hlen und pfahlartigen Traggliedern wurden auf einem geotechnisch umfangreich erkundeten Testfeld dynamische und statische Pfahlprobebelastungen durchgef{\"u}hrt und anschließend wissenschaftlich ausgewertet. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen im Maßstab 1:1 lieferten neue Erkenntnisse {\"u}ber die Tragmechanismen der Pf{\"a}hle und pfahlartigen Traggliedern und {\"u}ber Zusammenh{\"a}nge zwischen den Ergebnissen der dynamischen und statischen Probebelastungen. Dar{\"u}ber hinaus bildeten die Erkenntnisse und Messergebnisse aus den verschiedenen Probebelastungen die Grundlage f{\"u}r die Entwicklung innovativer numerischer Simulationsmodelle zur Prognose des Tragverhaltens der Tragglieder. Um die genannten Effekte im Tragverhalten der Pf{\"a}hle und pfahlartigen Tragglieder genauer zu untersuchen, wurde faseroptische Sensortechnik eingesetzt. Mit den Messergebnissen des Wellenausbreitungsverhaltens und deren Auswertung im Zeit- und Frequenzbereich konnte ein Zusammenhang zwischen Mantelreibung und Ausbreitungsgeschwindigkeit der eingeleiteten Welle in den Pf{\"a}hlen durch einen Vergleich mit den ermittelten Mantelreibungskurven aus quasi-kontinuierlicher Messung qualitativ nachgewiesen werden. Erg{\"a}nzend zu den Belastungsversuchen wurden numerische Simulationsmodelle erstellt, um das Pfahl-Boden-Interaktionsverhalten unter dynamischer und statischer Belastung darzustellen und vorherzusagen. Die entwickelten Verfahren zur Prognose des Tragverhaltens von Pf{\"a}hlen und pfahlartigen Traggliedern k{\"o}nnen fallspezifisch eingesetzt werden, um eine Optimierung des Planungsprozesses der Tragglieder zu erreichen. Zur Ermittlung des Tragverhaltens der Pf{\"a}hlen ist es nicht erforderlich, ein umfangreiches Versuchsprogramm mit statischen oder dynamischen Lastversuchen durchzuf{\"u}hren, wie es {\"u}blicherweise der Fall ist. Anhand von Lastversuchen an ausgew{\"a}hlten und sorgf{\"a}ltig instrumentierten Traggliedern k{\"o}nnen die erforderlichen Referenzdaten ermittelt werden, um mit den vorgestellten Simulationsverfahren und Simulationsmethodiken das Tragverhalten bzw. die mobilisierten Widerst{\"a}nde im Pfahl-Boden-Interaktionsverhalten vorherzusagen. Die Ergebnisse der Arbeit haben gezeigt, dass f{\"u}r CFA-Pf{\"a}hle Messdaten zum axialen Wellenausbreitungsverhalten in den Pf{\"a}hlen und konventionelle Messungen der Schwinggeschwindigkeit an den Pfahlk{\"o}pfen ausreichen, um das Tragverhalten in guter Korrelation zu den Messungen aus statischen Lastversuchen darzustellen.}, language = {de} } @phdthesis{Singh, author = {Singh, Max Diamond}, title = {Aspects of the Dynamics of Spine Surgery Technologies: Assessing the Reality of Innovation and Entrepreneurship in the U.S. Medical Device Industry}, publisher = {Karlsruhe Institute of Technology}, address = {Karlsruhe}, pages = {xix, 254 S.}, language = {en} } @phdthesis{Schlamp, author = {Schlamp, Matthias}, title = {Der Einfluss elliptischer Kr{\"u}mmung auf das Verformungs- und Sch{\"a}digungsverhalten glasfaserverst{\"a}rkter Kunststoffstrukturen}, doi = {10.6094/UNIFR/228064}, pages = {169}, abstract = {In Industriebereichen, in welchen Masse aufgrund von Tr{\"a}gheit oder Gravitations{\"u}berwindung einen beeinflussenden Faktor ausmacht, wie beispielsweise der Luft- und Raumfahrt oder der Windkraft, spielen faserverst{\"a}rkte Kunststoffstrukturen aufgrund ihres Leichtbaupotentials hinsichtlich der dichtespezifischen Steifigkeit und Festigkeit eine große Rolle. Außen liegende Bauteile in Form d{\"u}nnwandiger Fl{\"a}chentragwerke in diesen Anwendungen weisen zumeist nicht eine kreisrunde, sondern unstetige Bauteilkr{\"u}mmung auf und sind aufgrund ihres Einsatzortes durch Schlagbelastungen (Impacts) in verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen gef{\"a}hrdet. Besonders im Niedergeschwindigkeitsbereich sind diese Impacts bei diesen meist gekr{\"u}mmten Strukturen als kritisch zu beurteilen, da sie von außen oftmals nicht sichtbar sind, sich aber stark auf die verbleibende Restfestigkeit, insbesondere die Druck- und Schwingfestigkeit, aufgrund inter- und intralaminarer Sch{\"a}digungen auswirken. Sie stellen demnach eine kritisch zu betrachtende Belastungsart dar. In der vorliegenden Arbeit werden oben benannte unstetig gekr{\"u}mmte Fl{\"a}chentragwerke auf eine unstetig elliptisch gekr{\"u}mmte Pr{\"u}fk{\"o}rpergeometrie in Anlehnung an den Querschnitt einer Fl{\"u}gelvorderkante abstrahiert. Mittels experimenteller, numerischer und analytischer Untersuchungen wird ein grundlegendes Verst{\"a}ndnis des Kr{\"u}mmungseinflusses auf das Sch{\"a}digungs- und Verformungsverhalten ebendieser Strukturen bei Impact-Belastung und quasi-statischer Druckbelastung erarbeitet. Pr{\"u}fk{\"o}rper mit vier verschiedenen Kr{\"u}mmungsstufen werden dahingehend unter Verwendung einer Fallbolzenanlage im Niedergeschwindigkeitsbereich sch{\"a}digend gepr{\"u}ft und die resultierende projizierende Schadensfl{\"a}che in Abh{\"a}ngigkeit des Kr{\"u}mmungsgrades ausgewertet. Zur Untersuchung des reinen Kr{\"u}mmungseinflusses werden Pr{\"u}fk{\"o}rper in quasistatischen Druckversuchen im elastischen Bereich auf deren Verformungsverhalten hin analysiert. Durch Einf{\"u}hrung des geometriebedingten Verformungswiderstandes als vergleichende Kenngr{\"o}ße kann auf Basis lokal variierender Struktursteifigkeiten ein Zusammenhang aus dem Impact-Verhalten und dem elastischen Verformungsverhalten gleicher Kr{\"u}mmungsstufen geschlossen werden. Durch begleitende numerische Untersuchungen wird das Verformungsverhalten sowie die sich dabei einstellenden einzelschichtspezifischen Spannungszust{\"a}nde untersucht. Weiterhin werden bestehende analytische Berechnungsmethoden f{\"u}r stetige Kreisb{\"o}gen im Berechnungsumfang erweitert und auf die vorliegende Problemstellung{\"u}bertragen. Eine Gegen{\"u}berstellung und Diskussion aller erfassten Versuchs- und Berechnungsergebnisse zeigt abschließend gemeinsame Abh{\"a}ngigkeiten auf.}, language = {de} } @phdthesis{Kastenmeier, author = {Kastenmeier, Andreas}, title = {Biegeverhalten faserverst{\"a}rkter Kunststoffrohre unter Ber{\"u}cksichtigung einer mehrreihigen Bolzenverbindung}, pages = {260}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird die Charakterisierung des mechanischen Verhaltens von auskragenden Rohren aus kohlenstofffaserverst{\"a}rktem Kunststoff (CFK) mit Querkraftbelastung an einem Ende und einer mehrreihigen Bolzenverbindung am anderen Ende behandelt. Bolzenverbindungen mit F{\"u}gepartner aus CFK werden im Stand der Technik nur an ebenen, zug- oder druckbelasteten, Verbindungen untersucht, weshalb der Einfluss der Biegebelastung, der gekr{\"u}mmten Auflagefl{\"a}chen und des geschlossenen Rohrprofils untersucht und qualifiziert wird. Zudem zeigt sich ein Effekt der Abst{\"u}tzung bzw. resultierenden Verformungsbehinderung. Die Grundlage der Untersuchungen bilden 2-Punkt-Biegeversuche mit Verzerrungs- und Verschiebungsmessungen, die {\"u}ber FE-Modelle numerisch abgebildet und in einer Verzerrungs- und Spannungsanalyse detaillierter ausgewertet werden. Zur Darstellung des Einflusses der Biegebelastung werden zudem reine Zug- und Drucklasten aufgebracht, ausgewertet und abgeglichen. In drei Variationen des Biegeversuchs werden zudem, sowohl experimentell als auch numerisch, Effekte zu einer m{\"o}glichen Steigerung der Verbindungsfestigkeit untersucht. Dazu z{\"a}hlt die Verwendung von zus{\"a}tzlichen Schichten aus Titanlegierung im Kraft{\"u}berleitungsbereich, ein Versetzen der Bolzen im Umfang und eine {\"A}nderung der Abst{\"u}tzung in Lastrichtung. F{\"u}r das Biegeverhalten der CFK-Rohre im frei auskragenden Bereich werden kontinuumsmechanische Modelle der anisotropen Elastizit{\"a}t f{\"u}r Rohre unter reiner Biegebelastung beschrieben, adaptiert und bez{\"u}glich der Ergebnisse bewertet. Um die Vergleichbarkeit der Berechnungsmodelle und Versuche zu gew{\"a}hrleisten, wird einerseits der Einfluss der speziellen Schichtstruktur in gewickelten CFK-Rohren diskutiert und andererseits werden die transversal-isotropen Materialeigenschaften der Einzelschicht an Probek{\"o}rpern aus den Rohren bestimmt.}, subject = {Kunststoffrohr}, language = {de} } @phdthesis{Laumer, author = {Laumer, Tobias}, title = {Erzeugung von thermoplastischen Werkstoffverbunden mittels simultanem, intensit{\"a}tsselektivem Laserstrahlschmelzen}, publisher = {Meisenbach}, address = {Bamberg}, isbn = {978-3-87525-428-0}, abstract = {Mittels des entwickelten additiven Fertigungsprozesses des simultanen, intensit{\"a}tsselektiven Laserstrahlschmelzens lassen sich Werkstoffverbunde bestehend aus unterschiedlichen Polymerwerkstoffen mit hohen Bauteilfestigkeiten realisieren. Die zuk{\"u}nftig realisierbaren Werkstoffverbunde k{\"o}nnen dabei durch eine {\"o}rtlich variable Ausnutzung der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften die hinsichtlich lokal definierter Belastungsprofile gestellten Anforderungen an komplexe Multi-Material-Bauteile erf{\"u}llen. Dadurch lassen sich neue Anwendungsfelder f{\"u}r die additive Fertigung von Werkstoffverbunden erschließen.}, language = {de} } @phdthesis{Schulz, author = {Schulz, Carsten}, title = {Ganzheitliche Systemanalyse von Schaufelradantrieben}, address = {Dresden}, language = {de} } @phdthesis{Hoeller, author = {H{\"o}ller, Christoph}, title = {Indirect methods of obtaining activity and mobility of structure-borne sound sources}, publisher = {University of Liverpool}, address = {Liverpool}, abstract = {The work reported in this thesis focuses on the development of indirect methods for the experimental determination of important source parameters for structure-borne sound source characterization. In the first part of the thesis, matrix inversion methods for the determination of blocked forces are investigated. A simplified measurement procedure is proposed which offers a solution to the two major challenges to these methods, namely the acquisition of the FRF matrix and the problems associated with matrix inversion. The proposed procedure involves a free, low-mobility receiver plate which is modelled numerically. Calculated FRFs are used together with measured velocity responses to inversely determine the blocked forces. It is found that while the method has great potential in principle, in practice the accurate modelling of the receiver plate is of critical importance. In the second part of the thesis, three formulations are considered for the indirect determination of source mobility. Instead of performing measurements on the source in the free state, the source mobility is obtained from measurements made in-situ. This approach is beneficial if the source is difficult to suspend, or if it contains non-linear structural elements. The three formulations are validated numerically and experimentally. It is found that the methods can quantify source mobilities of single-contact and multi-contact sources from in-situ measurements. However, typical measurement errors, such as background noise or inaccuracies in sensor positioning, can significantly reduce the accuracy and reliability of the methods. In the final part of the thesis, the reception plate method for the determination of the power injected by a high-mobility source into a low-mobility receiver is reviewed, and a source substitution method proposed as a development. The substitution method circumvents problems that may arise when the reception plate method is applied to coupled walls and floors. A special focus of investigation is on the calibration of the receiver structure. It is found that the calibration can be performed with shaker or hammer, and that an average calibration factor may be used. The source substitution method thus offers a potential alternative to the reception plate method, for application with coupled plates.}, language = {en} } @phdthesis{Putzer, author = {Putzer, Michael}, title = {Development of subject-specific musculoskeletal models for studies of lumbar loading}, publisher = {Shaker Verlag}, address = {D{\"u}ren}, isbn = {978-3-8440-6695-1}, doi = {10.2370/9783844066951}, pages = {142}, abstract = {Anatomical differences between individuals are often neglected in musculoskeletal models, but they are necessary in case of subject-specific questions regarding the lumbar spine. A modification of models to each subject is complex and the effects on lumbar loading are difficult to assess. One objective of this work is to create a validated musculoskeletal human model, which facilitates a subject-specific modification of the lumbar geometry. In a second step, important parameters are identified in sensitivity studies and at last, a case study regarding multifidus muscle atrophy after a disc herniation is conducted. The results of the studies indicate that lumbar motion and loading is dependent on lumbar ligament stiffness. Furthermore, subject-specific modelling of the lumbar spine should include at least the vertebral height, disc height and lumbar lordosis. The results of the case study suggest that an overloading of the multifidus muscle could follow disc herniation. Additionally, a subsequent atrophy of the muscles could expose adjacent levels to an increased loading, but these findings are highly dependent on the individual.}, language = {en} } @phdthesis{Finckh, author = {Finckh, Wolfgang}, title = {Einfluss bauteilspezifischer Effekte auf die Bemessung von mit CFK-Lamellen verst{\"a}rkten Stahlbetonbauteilen}, address = {M{\"u}nchen}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit dem Tragverhalten von mit kohlenstofffaserverst{\"a}rkter Kunststoff Lamellen (CFK-Lamellen) biegeverst{\"a}rkten Betonbauteilen. Ein wesentlicher Fokus dieser Arbeit liegt dabei auf dem Verbundverhalten aufgeklebter CFK-Lamellen und der damit verbundenen Verbundkraft{\"u}bertragung am Bauteil. Dazu werden auf Grundlage von zahlreichen eigenen experimentellen Untersuchungen verschiedene bekannte Modelle miteinander kombiniert und um bauteilspezifische Effekte erweitert. Dadurch kann erstmals ein geschlossenes, realit{\"a}tsnahes sowie vollst{\"a}ndig mechanisch begr{\"u}ndetes Bemessungsmodell f{\"u}r mit aufgeklebten CFK-Lamellen biegeverst{\"a}rkte Betonbauteile angegeben werden. Im Rahmen der Arbeit wird gezeigt, dass das so entwickelte Bemessungsmodell das Tragverhalten von zahlreichen Bauteilversuchen an unterschiedlichen statischen Systemen mit unterschiedlichsten Bauteilabmessungen und Bewehrungsf{\"u}hrungen gut beschreiben kann. Aufbauend auf dem entwickelten Bemessungsmodell werden mithilfe von Simulationen auf der sicheren Seite liegende vereinfachte Ingenieurmodelle f{\"u}r eine schnelle und einfache Bemessung angegeben. Neben der Verbundkraft{\"u}bertragung der aufgeklebten CFK-Lamellen, welche erstmals in Abh{\"a}ngigkeit der Bauteilverformungen und der Querkrafteinfl{\"u}sse beschrieben wird, werden in der Arbeit auch das Querkrafttragverhalten, die Rissbildung sowie die Schnittgr{\"o}ßenumlagerung von mit aufgeklebten und in Schlitze ver- klebten CFK-Lamellen verst{\"a}rkten Betonbauteilen betrachtet. Somit steht mit dieser Arbeit ein vollst{\"a}ndiges Bemessungskonzept f{\"u}r mit CFK-Lamellen biegeverst{\"a}rkten Betonbauteilen unter statischer Belastung zur Verf{\"u}gung.}, language = {de} } @phdthesis{Bulenda, author = {Bulenda, Thomas}, title = {Behandlung nichtlinearer L{\"o}sungspfade in der Statik mit Hybriden Krylov-Newton-Verfahren}, address = {M{\"u}nchen}, subject = {Strukturmechanik}, language = {de} } @phdthesis{Maier, author = {Maier, Johannes}, title = {Entwicklung eines Haptisch und Visuell unterst{\"u}tzten Trainingssystems (HaptiVisT) f{\"u}r komplexe Knochenbohrungen in der minimalinvasiven Handchirurgie}, publisher = {Shaker}, address = {D{\"u}ren}, isbn = {978-3-8440-7547-2}, pages = {236}, abstract = {Eine g{\"a}ngige Operationsmethode, um Frakturen der menschlichen Hand nach einem Unfall zu korrigieren, ist eine Osteosynthese mit sogenannten Kirschnerdr{\"a}hten (K-Dr{\"a}hten) zur Stabilisierung von Knochenfragmenten. Die Einf{\"u}hrung dieser langen, d{\"u}nnen und scharfen Dr{\"a}hte durch manuelles Bohren ist eine komplexe minimalinvasive Operation, bei der ein Chirurg nahezu ohne visuelle Orientierung und nur durch eine kleine {\"O}ffnung der Haut des Patienten arbeitet. Als Orientierungshilfe f{\"u}r die optimale Lage der K-Dr{\"a}hte bleibt dem Chirurgen lediglich eine zweidimensionale (2D)-R{\"o}ntgendarstellung und das Ertasten von kn{\"o}chernen Vorspr{\"u}ngen auf der menschlichen Hand, um Verletzungen an Risikostrukturen (Nerven, Gef{\"a}ße usw.), die im Weichteilgewebe der Hand eingebettet sind, zu vermeiden. F{\"u}r eine sichere und fehlerfreie Durchf{\"u}hrung einer K-Draht-Osteosynthese ist deswegen eine gr{\"u}ndliche theoretische und praktische Ausbildung junger Chirurgen notwendig. Da traditionelle Trainingsmethoden zeitaufwendig, kostspielig, ethisch nicht korrekt und unzureichend realistisch sind, wird in dieser Arbeit ein innovativer, auf virtueller Realit{\"a}t (VR) basierender, Haptisch und Visuell unterst{\"u}tzter Trainingssimulator (HaptiVisT) f{\"u}r die Platzierung von K-Dr{\"a}hten entwickelt, der vor allem Handchirurgen mit {\"U}bungs- und Perfektionierungsbedarf dabei unterst{\"u}tzt, das Bohrverfahren in einer realistischen aber virtuellen Umgebung zu erlernen. Beim HaptiVisT-Prototypenaufbau werden reale Patientendaten segmentierter Volumendaten aus einer Computertomographie (CT) und einer Magnetresonanztomographie (MRT) im virtuellen, dreidimensionalen (3D) Raum auf einem 3D-Monitor visualisiert und f{\"u}r eine intuitive bimanuelle Haptik sowohl mit einem Kraftfeedback-Ger{\"a}t f{\"u}r den Bohrprozess und einer 3D-gedruckten und optisch getrackten Phantomhand kombiniert. Die vorliegende Arbeit beschreibt zun{\"a}chst alle verwendeten Hardwareger{\"a}te, die C++-Softwareumgebung, aufgebaut auf Multithreading (gleichzeitige Ausf{\"u}hrung mehrerer Anweisungsfolgen in einem Prozess), und die auf Oberfl{\"a}chen- und Volumenrendering basierte Visualisierung. Die Kollisionsdetektion zwischen Bohrer und Knochen im virtuellen Raum wird in zwei separate Ereignisse unterteilt: Kollisionen zwischen Objekten als Gesamtes (Simulation der Kollision {\"u}ber die gesamte Objektoberfl{\"a}che) und Kollisionen zwischen einer K-Draht-Spitze und dem Knochenvolumen f{\"u}r die Entfernung kleiner Volumenelemente (Voxel). Das Herzst{\"u}ck des Trainingssystems bildet eine echtzeitf{\"a}hige Bohrsimulation, die den gesamten Bohrprozess in eine endliche Anzahl logischer Unterprozesse gliedert und diese Zust{\"a}nde in einen endlichen Zustandsautomaten (FSM, engl.: Finite State Machine) zusammenfasst. Das Kraftfeedback w{\"a}hrend einer Bohrung wird mit sogenannten „Virtual Fixtures" (abstrakten sensorischen Informationen) berechnet und {\"u}ber einen Haptikarm auf den Benutzer {\"u}bertragen. Damit die Simulation der Realit{\"a}t entspricht, wird unter Zuhilfenahme eines experimentellen Aufbaus die reale Bohrgeschwindigkeit durch kortikale Knochen ermittelt. Anschließend werden ein Levelkonzept und alle im System verf{\"u}gbaren Bohrunterst{\"u}tzungswerkzeuge, wie haptische Korridore als Goldstandard oder eine R{\"o}ntgenbildsimulation, vorgestellt. Mit ihnen ist es m{\"o}glich, ausgesuchte Operationsf{\"a}lle in Level unterschiedlicher Schwierigkeit zu unterteilen und den Operationsvorgang qualitativ zu bewerten. Der 3D-Druck einer Phantomhand (realit{\"a}tsnahe Nachbildung einer Patientenhand) mit realistischen haptischen Eigenschaften zum Ertasten von Knochenvorspr{\"u}ngen wird {\"u}ber einen metamaterialbasierten Ansatz (Neuanordnung des Grundmaterials durch eine k{\"u}nstlich angelegte, sich wiederholende Struktur) realisiert, da das aktuell am Markt verf{\"u}gbare 3D-Druckmaterial f{\"u}r den Druck menschlichen Weichteilgewebes zu hart ist. Die Echtzeitverfolgung der Phantomhand beruht auf einem mit einer Stereokamera optisch getrackten Marker in Form eines Dodekaeders (K{\"o}rper mit zw{\"o}lf Fl{\"a}chen). Abschließend wird das HaptiVisT-Gesamtsystem in drei und der 3D-Druck einer Phantomhand in zwei Expertenevaluationen ausf{\"u}hrlich untersucht und ausgewertet. Das HaptiVisT-System versteht sich als notwendiges Komplement f{\"u}r den ersten und weltweit einzigen funktionsf{\"a}higen, kompakten Prototypen f{\"u}r virtuelle K-DrahtOsteosynthesen mit haptischen Kraftfeedback, der in Zukunft Chirurgen in Aus- und Weiterbildung an Kliniken oder Trainingszentren ein risikofreies, zeit- und ortsunabh{\"a}ngiges Training erm{\"o}glicht. Die Kernelemente dieser Arbeit sind: • Stereoskopische 3D-Darstellung von realen Patientendaten. • Bimanuelle Haptik aus haptischen Kraftfeedback des Bohrens verbunden mit einer optisch getrackten, haptisch korrekten und 3D-gedruckten Phantomhand. • Zuverl{\"a}ssige Kollisionsdetektion zwischen virtuellen Objekten als Grundlage f{\"u}r das Kraftfeedback und die Abtragung von Knochen. • Echtzeitf{\"a}hige Bohrsimulation durch Reduzierung des Bohrprozesses auf logische Bohr-Teilprozesse kombiniert mit einer Virtual Fixtures basierten Kraftberechnung. Haptisch korrekte Phantome sind vor allem im medizinischen Training von hoher Relevanz und die Berechnung des Kraftfeedbacks beruht erstmals auf der performanten und stabilen Simulation von Bohr-Teilprozessen unter Verwendung von Virtual Fixtures. Der Prototyp wird von Experten durchgehend positiv bewertet und bietet nach deren Einsch{\"a}tzung einen hohen Mehrwert f{\"u}r das chirurgische Training. Zuk{\"u}nftige Arbeiten k{\"o}nnten den Lerneffekt durch das HaptiVisT-Trainingssystem in stichhaltigen Evaluationen mit jungen Medizinstudenten unter Vorhandensein einer Kontrollgruppe statistisch validieren. Bei Best{\"a}tigung dieses Lerneffekts ist eine Ausgr{\"u}ndung als eigenst{\"a}ndiges Unternehmen und Weiterentwicklung des Prototyps mit Ausweitung auf weitere chirurgische Bereiche wie Knie- oder H{\"u}ftchirurgie denkbar. Unter Zuhilfenahme von automatischer Segmentierung k{\"o}nnten in Zukunft akut zu behandelnde Br{\"u}che abgebildet, vorab einer tats{\"a}chlichen Operation ge{\"u}bt und anschließend komplikationslos unter reduzierter Operationszeit durchgef{\"u}hrt werden.}, language = {de} } @phdthesis{Goemmel, author = {G{\"o}mmel, Roland}, title = {Ber{\"u}cksichtigung unbewehrter pfahlartiger Tragglieder beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit}, publisher = {Shaker}, address = {D{\"u}ren}, isbn = {978-3-8440-7045-3}, abstract = {Das Lastabtragungsverhalten und die Interaktion schlanker, unbewehrter, hydraulisch gebundener Tragglieder mit dem umgebenden Boden wird bei Nachweisen der Gesamtstandsicherheit mit bestehenden Bemessungsans{\"a}tzen nicht zutreffend erfasst. Mit numerischen Modellierungen werden die Interaktion pfahlartiger Tragglieder mit dem umgebenden Boden sowie die daraus resultierenden Versagensmechanismen untersucht. Die Validierung des numerischen Modells erfolgt durch Nachrechnung von 1g-Modellversuchen. Das validierte Modell wird darauf f{\"u}r die Sensitivit{\"a}tsanalyse und die Ableitung eines analytischen Modells genutzt. Mit dem analytischen Berechnungsansatz wird die Aktivierung der Bemessungswiderst{\"a}nde von pfahlartigen Traggliedern quantifiziert. Es werden Berechnungsmethoden zur Ber{\"u}cksichtigung der Bemessungswiderst{\"a}nde der pfahlartigen Tragglieder beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit aufgezeigt.}, subject = {Standsicherheit}, language = {de} } @phdthesis{Pfingsten, author = {Pfingsten, Andrea}, title = {Physiotherapie bei Rheumatoider Arthritis. Entwicklung evidenzbasierter Empfehlungen zu Versorgung und Forschung}, abstract = {Patient/inn/en mit Rheumatoider Arthritis (RA) leiden unter erheblichen individuellen Belastungen. Zudem entstehen der Gesellschaft hohe direkte und indirekte Kosten. Physiotherapie (PTH) wird in Behandlungsleitlinien grunds{\"a}tzlich, aber unspezifisch als wichtiger Versorgungsbestandteil empfohlen. Leitlinien basieren vorrangig auf experimentellen Studien, die jedoch wegen ihrer geringen externen Validit{\"a}t nur eingeschr{\"a}nkt aussagekr{\"a}ftig sind. Beobachtende Studien haben demgegen{\"u}ber eine h{\"o}here externe Validit{\"a}t und daher werden in den vorliegenden Systematischen Review Studien beider Forschungsans{\"a}tze parit{\"a}tisch integriert. Hierf{\"u}r wird auf Basis der Forschungspyramide und bew{\"a}hrter Instrumente ein Synthese- und Bewertungssystem entwickelt. Erg{\"a}nzt durch zwei Sekund{\"a}rdatenanalysen und eine Prim{\"a}rstudie zum Bedarf an PTH werden aus dem Review Empfehlungen zu einer effektiven und bedarfsgerechten Versorgung und zur zuk{\"u}nftigen Forschung entwickelt.}, language = {de} } @phdthesis{Weiss, author = {Weiss, Matthias}, title = {Labor Market Effects of Technological Change and Working Time Reduction}, language = {en} } @phdthesis{Romano, author = {Romano, Marco}, title = {Charakterisierung von gewebeverst{\"a}rkten Einzellagen aus kohlenstofffaserverst{\"a}rktem Kunststoff (CFK) mit Hilfe einer mesomechanischen Kinematik sowie strukturdynamischen Versuchen}, publisher = {Shaker}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8440-5177-3}, doi = {10.2370/9783844051773}, pages = {254}, abstract = {Die vorliegende Arbeit behandelt die analytische und numerische Identifikation einer mesomechanischen Kinematik in gewebeverst{\"a}rkten Einzellagen sowie deren Validierung {\"u}ber die Strukturdynamik von flachen stabf{\"o}rmigen Probek{\"o}rpern aus kohlenstofffaserverst{\"a}rktem Kunststoff (CFK). Unter der Voraussetzung, dass das wiederholte Wirken der Kinematik Energie dissipiert, tr{\"a}gt sie bei zyklischer viskoelastischer Deformation zus{\"a}tzlich zur reinen viskoelastischen Werkstoffd{\"a}mpfung in gewebeverst{\"a}rkten Einzellagen bei. Die analytischen und numerischen Untersuchungen beschr{\"a}nken sich auf die Betrachtung des ebenen, zweidimensionalen Zusammenhangs einer vollst{\"a}ndigen Ondulation bzw. einer repr{\"a}sentativen Sequenz in Dickenrichtung. Zur Parameteridentifikation werden die geometrischen Abmessungen in definierten Schritten variiert. Daf{\"u}r wird der Grad der Ondulation in gewebeverst{\"a}rkten Einzellagen {\~O}=A/L als dimensionslose Kennzahl eingef{\"u}hrt. Zur Validierung der d{\"a}mpfungserh{\"o}henden Wirkung der in den analytischen und numerischen Untersuchung identifizierten mesomechanischen Kinematik in gewebeverst{\"a}rkten Einzellagen werden in experimentellen strukturdynamischen Untersuchungen frei abklingende Transversalschwingungen von einseitig fest eingespannten Probek{\"o}rpern untersucht. Im Detail werden flache stabf{\"o}rmige Probek{\"o}rper aus kohlenstofffaserverst{\"a}rktem Epoxidharz mit Lagenaufbauten aus 0°-unidirektionalen und gewebeverst{\"a}rkten Einzellagen untersucht. Die Ergebnisse der experimentellen strukturdynamischen Untersuchungen dienen schließlich der Validierung des analytischen Modells und der numerischen Berechnungen. Die d{\"a}mpfungserh{\"o}hende Wirkung der identifizierten mesomechanischen Kinematik wird schließlich in Abh{\"a}ngigkeit des eingef{\"u}hrten Grades der Ondulation {\~O} quantifiziert.}, language = {de} } @phdthesis{Putzer, author = {Putzer, Michael}, title = {Development of subject-specific musculoskeletal models for studies of lumbar loading}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:706-5924}, pages = {140}, abstract = {Anatomical differences between individuals are often neglected in musculoskeletal models, but they are necessary in case of subject-specific questions regarding the lumbar spine. A modification of models to each subject is complex and the effects on lumbar loading are difficult to assess. The objective of this thesis is to create a validated musculoskeletal model of the human body, which facilitates a subject-specific modification of the geometry of the lumbar spine. Furthermore, important parameters are identified in sensitivity studies and a case study regarding multifidus muscle atrophy after a disc herniation is conducted. Therefore, a generic model is heavily modified and a semi-automatic process is implemented. This procedure remodels the geometry of the lumbar spine to a subject-specific one on basis of segmented medical images. The resulting five models are validated with regard to the lumbar loading at the L4/L5 level. The influence of lumbar ligament stiffness is determined by changing the stiffness values of all lumbar ligaments in eleven steps during a flexion motion. Sensitivities of lumbar loading to an altered geometry of the lumbar spine are identified by varying ten lumbar parameters in simulations with each model in four postures. The case study includes an analysis of the loading of the multifidus muscle and of the lumbar discs throughout various stages of disc herniation. This time each model performs four motions with two different motion rhythms. The results indicate that lumbar motion and loading is dependent on lumbar ligament stiffness. Furthermore, subject-specific modelling of the lumbar spine should include at least the vertebral height, disc height and lumbar lordosis. The results of the case study suggest that an overloading of the multifidus muscle could follow disc herniation. Additionally, a subsequent atrophy of the muscles could expose adjacent levels to an increased loading, but these findings are highly dependent on the individual.}, subject = {Lendenwirbels{\"a}ule}, language = {en} } @phdthesis{Schubert, author = {Schubert, Martin J. W.}, title = {Eindimensionale Modellierung von SOI MOSFETs}, address = {Hamburg}, language = {de} } @phdthesis{Ehrlich, author = {Ehrlich, Ingo}, title = {Impactverhalten schwach gekr{\"u}mmter Strukturen aus faserverst{\"a}rkten Kunststoffen}, address = {M{\"u}nchen}, language = {de} } @phdthesis{Mohr, author = {Mohr, Christa}, title = {Versorgungsrealit{\"a}t depressiver Patienten in einer psychiatrisch-psychotherapeutischen Klinik}, subject = {Depression}, language = {de} } @phdthesis{Raptis, author = {Raptis, Georgios}, title = {Vertraulichkeit von medizinischen Daten in der Telematik-Infrastruktur - Sicherheitsanalyse unter Ber{\"u}cksichtigung von Aspekten der langfristigen Sicherheit}, address = {Heidelberg}, subject = {Medizinische Dokumentation}, language = {de} }