Fakultät Maschinenbau
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Background and objective
The study follows the proposal of decomposing a given data matrix into a product of independent spatial and temporal component matrices. A multi-variate decomposition approach is presented, based on an approximate diagonalization of a set of matrices computed using a latent space representation.
Methods
The proposed methodology follows an algebraic approach, which is common to space, temporal or spatiotemporal blind source separation algorithms. More specifically, the algebraic approach relies on singular value decomposition techniques, which avoids computationally costly and numerically instable matrix inversion. The method is equally applicable to correlation matrices determined from second order correlations or by considering fourth order correlations.
Results
The resulting algorithms are applied to fMRI data sets either to extract the underlying fMRI components or to extract connectivity maps from resting state fMRI data collected for a dynamic functional connectivity analysis. Intriguingly, our algorithm shows increased spatial specificity compared to common approaches, while temporal precision stays similar.
Conclusion
The study presents a novel spatiotemporal blind source separation algorithm, which is both robust and avoids parameters that are difficult to fine tune. Applied on experimental data sets, the new method yields highly confined and focused areas with least spatial extent in the retinotopy case, and similar results in the dynamic functional connectivity analyses compared to other blind source separation algorithms. Therefore, we conclude that our novel algorithm is highly competitive and yields results, which are superior or at least similar to existing approaches.
Einsatz von Routenzugsystemen zur Produktionsversorgung : Studie zu Planung Steuerung und Betrieb
(2017)
In tension-tension tests the amplitude stress as well as the mean stress can be adjusted to any desired level. For a common evaluation of all tension-tension tests amplitude and mean stresses should be substituted by an equivalent amplitude stress. For determination of these e quivalent stress the so called mean stress influence hast to be known. In the following, suitable models will be presented which allow a common evaluation of all tension-tension tests and also a general description of rope wire fatigue behavior.
Mobilkrane arbeiten regelmäßig in Regionen, in denen Temperaturen bis -60 °C herrschen. In sicherheitstechnisch bedeutsamen Anwendungen wird der Kranbetrieb eingestellt, und zwar nur, weil in den entsprechenden Regelwerken die niedrigste genannte Arbeitstemperatur -40 °C ist. Aber ist dies technisch zwingend? Es wird über Versuche mit Seilen und Seildrähten berichtet, die sowohl bis -95 °C als auch bei Raumtemperatur durchgeführt wurden. Sowohl das Ermüdungsverhalten der Seildrähte als auch die Bruchkraft der Seile sind bei Temperaturen von -60 °C besser als bei Raumtemperatur. Dagegen wird das Ermüdungsverhalten der Seile schlechter. Dies ist aber hauptsächlich verursacht durch das Verhalten des verwendeten Konservierungsstoffs. Im Betrieb sind die Seile zusätzlich mit Endverbindungen versehen. Diese Komponenten müssen ebenfalls solchen tiefen Temperaturen widerstehen. Untersuchungen, ob Seilendverbindungen bei Tieftemperatur geeignet sind, waren allerdings nicht Gegenstand dieses Berichts. Daher ist es ratsam, beim Betrieb bei Tieftemperatur die Intervalle der Seilinspektion zu verkürzen. Konservierungsstoffe können ihre Wirkung verlieren und zu beschleunigter Seilermüdung führen - zum Beispiel bei Auslegerverstellseilen von Mobilkranen - und das Zusammenwirken von Seilen und ihren Endverbindungen bei tiefen Temperaturen ist nicht ausreichend erforscht und dokumentiert. Insgesamt können Seile bei Temperaturen von -60 °C sicher betrieben werden, wenn sowohl die Seile als auch ihre Endverbindungen regelmäßig inspiziert werden.
In Mensch-Roboter-Arbeitszellen werden Teile eines Produktionsablaufs von einemv Menschen, andere von einem kollaborativen Roboter und wieder andere kooperativvin einem gemeinsamen Arbeitsbereich durchgeführt. Bisher werden das Potenzialvund der Mehrwert dieser Systeme noch nicht ausgeschöpft, weshalb ein systematischer Ansatz zur Definition der Arbeitsabläufe unerlässlich ist. Der Beitrag präsentiert einen iterativen, menschzentrierten Entwicklungszyklus für interaktive Mensch-Roboter-Anwendungen. Dieser Zyklus ergänzt die bisher verwendeten Ansätze der Automatisierung. Er beinhaltet Methoden der virtuellen Realität, um die Arbeitsabläufe iterativ evaluieren und dadurch den Entwicklungsprozess effizient gestalten zu können.
In this paper, first results regarding the realization of laser-based hot-melt bonding of additive manufactured plastics parts to metal sheets for strong and tight multi-material joints are presented. Compared to earlier investigations, in which nearly solely extruded plastic materials were applied, the use of additive manufactured plastics complements the research field with a promising approach. Besides the typical advantages of multi-material joints regarding weight reduction and high strengths, such parts can meet the needs of constructional freedom and the avoiding of tool costs. Materials used for this paper are aluminum (AlMg3), stainless steel (1.4301) and polyamide 12 (PA12). The performed experiments resulting in multi-material joints between metal and polyamide. The realized specimens undergo a tensile shear test and a tightness test, in which the characteristics of the joints are determined.
The use of thermoplastics in lightweight construction is continuing to grow. This implies the need for suitable joining techniques to combine thermoplastics with other materials, such as metals, to gain tailored multi-material parts. In this paper latest results of experimental investigations on laser-based hot-melt bonding and injection molding for laser-structured metal plastic hybrids are presented. As materials stainless steel and short-fiber reinforced polyamide are used. The stainless steel surface is structured with a nanosecond pulse laser before joining to improve the mechanical adhesion between the dissimilar materials. Thereby, different structure depths in the range between 16.6 ± 1.2 µm and 66.5 ± 2.5 µm as well as different hatch distances between 70 and 300 µm are realized. The laser-based joining process is carried out irradiating the metallic surface multiple times. Positioned below the metal in T-joint configuration, the thermoplastic melts as a result of heat transfer and acts as hot-melt cohesive. Besides, hybrid joints are manufactured using injection molding. For experiments, the mold temperature as well as the melt temperature are varied. Regardless of the joining process, the hybrid joints are mechanically characterized by tensile tests. The results demonstrate that for both joining processes strong laser-structured metal plastic hybrids can be realized.
Mittels des entwickelten additiven Fertigungsprozesses des simultanen, intensitätsselektiven Laserstrahlschmelzens lassen sich Werkstoffverbunde bestehend aus unterschiedlichen Polymerwerkstoffen mit hohen Bauteilfestigkeiten realisieren. Die zukünftig realisierbaren Werkstoffverbunde können dabei durch eine örtlich variable Ausnutzung der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften die hinsichtlich lokal definierter Belastungsprofile gestellten Anforderungen an komplexe Multi-Material-Bauteile erfüllen. Dadurch lassen sich neue Anwendungsfelder für die additive Fertigung von Werkstoffverbunden erschließen.
The mechanical and microstructural investigation of polymer parts (polyamide 12) fabricated by Selective Laser Sintering as part of a Round Robin initiative is presented. The paper focuses on the microstructural analysis of the Round Robin samples and their evaluation regarding their effect on mechanical properties with respect to each other. Therefore optical microscopy on microtomed samples, X-ray computed tomography and Differential Scanning Calorimetry is used to determine the morphology of residual particle cores and of internal pores.
Lineare und nichtlineare FEM
(2017)
Dieses Lehrbuch bringt im ersten Teil leicht verständlich die Merkmale und Eigenschaften linearer finiter Elemente aus dem Bereich der Elastostatik und Dynamik und erläutert Vorgehensweisen bei der Erstellung von Simulationsmodellen. Im zweiten Teil liegt der Schwerpunkt auf nichtlinearen zeitabhängigen Vorgängen und Lösungsverfahren. Praxisbeispiele aus der Umformtechnik werden anschaulich mit der Software LS-DYNA® gelöst. Der Fokus liegt auf einer Erklärung der Zusammenhänge, die für Anwender kommerzieller Software notwendig sind. Theoretische Grundlagen werden in dem Umfang dargestellt, der für das Verständnis der Benutzung eines Programms notwendig ist.