Refine
Year of publication
Document Type
- Doctoral Thesis (24) (remove)
Has Fulltext
- no (24)
Is part of the Bibliography
- no (24)
Keywords
- Elektrotechnik (2)
- Aushärtegrad (1)
- Bauakustik (1)
- Beech Laminated Veneer Lumber (1)
- Beton (1)
- Bewehrung (1)
- Biomassebrennstoff (1)
- Brennstoffeigenschaften (1)
- Buche (1)
- Case Study (1)
Institute
- Fakultät für Ingenieurwissenschaften (10)
- Zentrum für Forschung, Entwicklung und Transfer (5)
- Fakultät für Holztechnik und Bau (3)
- Fakultät für Angewandte Gesundheits- und Sozialwissenschaften (2)
- Fakultät für Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften (2)
- Fakultät für Informatik (2)
- ZBM - Zentrum für biobasierte Materialien (1)
Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Bauakustik erfolgt bislang schwerpunktmäßig durch aufwändige messtechnische Parameterstudien. Eine wesentliche Reduzierung dieses Aufwands kann dadurch erreicht werden, dass die Bauteil-Parameterstudien nicht mehr ausschließlich durch Messungen erfolgen, sondern auch anhand von geeigneten Berechnungsmodellen durchgeführt werden. Dazu wurde ein umfassendes Berechnungsmodell erarbeitet und anhand von Messergebnissen validiert. Wesentliche Grundlage für die volumenorientierte akustische Simulation ist dabei die p-Version der Methode der Finiten Elemente. Auf Basis der numerischen Berechnungen wurden die Wechselwirkungen der Deckenkomponenten untersucht und optimierte Konstruktionen erarbeitet. Nach deren messtechnischen Überprüfung konnten die Ergebnisse in Form von Konstruktionshilfen für optimierte Aufbauten zusammengestellt werden.
Diese Arbeit untersucht Aufbau- und Verbindungstechniken auf Basis von Leiterplattentechnologien für Wide-Bandgap-Leistungstransistoren mit schnellen Schaltvorgängen. Mit dem Ziel ein überschwingungsfreies Schalten zu erreichen, werden niederinduktive Konzepte für Zweilevel- und Dreilevel-Inverter im Hinblick auf verschiedene Schichtdicken bzw. Leiterplattentechnologien vorgestellt und diskutiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass Schaltzellen unter Berücksichtigung von parasitären Kapazitäten so niederinduktiv gestaltet werden können, dass ein Überschwingen beim Schaltvorgang keine Limitierung mehr darstellt. Neuartige Aufbau- und Verbindungstechniken, wie die Integration der Halbleiter in den Kern der Leiterplatte, können zudem die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Bauelementen verbessern. Dünnfilmtechnologien zeigen eine bessere Störfestigkeit bzw. ein geringeres Übersprechen auf andere Signalleitungen. Außerdem wurden Filtermaßnahmen zur Reduzierung von hochfrequenten Störspannungen, die durch kurze Schaltzeiten entstehen, untersucht.
Beech circular hollow laminated veneer lumber sections for temporary soil nailing applications
(2019)
Beech Laminated Veneer Lumber (LVL) circular hollow sections for use as temporary geotechnical soil nailing systems are developed within this thesis. Due to their permanent subsoil cement embedment, combined with high water saturation and permanent loading, the timber sections will lose strength and stiffness over time. Taking into account a duration of load factor for permanent loading of two years, it is recommended to reduce the short term tensile and bending strength of beech circular hollow sections to be used as geotechnical soil nails by 80%. In addition to the determination of material properties on small, clear specimens and full-sized cross-sections, an appropriate surface gluing quality between the veneers is fundamental to this subsoil application of the permanently cement-embedded, engineered timber product. The circular cross-section geometry and the permanently high-alkaline environment of the structural member is not covered by presently standardised testing and conditioning methods for examining LVL surface bond line quality. Standardised test methods had to be modified to determine bonding parameters for the circular, hollow LVL sections. As cement grout ensures the bond between the wooden nails and soil for the mobilisation of a soil reinforcement effect, a reliable connection between cement and wood is required. However, soluble wood constituents may inhibit cement hydration in the contact surface between the timber nails and cement. Pull-off tests on clear LVL specimens with different cement and wood surface modifications as well as the results of large-scale push-out tests are therefore presented. But to permanently ensure the contact between the wood and cement, a high degree of saturation above wood fibre saturation is necessary to keep the hollow sections in a swollen state without moisture-dependent wood shrinking. As no publications of wood moisture development in subsoil were available, long-term tests were performed, measuring the moisture content of subsoil-stored LVL in dependence on the soil moisture content, the suction and the precipitation during a time span of one year. Besides a negative cement influence on the material strength, a positive effect of cement coating on subsoil fungal destruction was realised, resulting in a significantly increased lifetime of cement-coated wood compared to uncoated wood. For temporary soil nailing applications, fungal wood deterioration was found to be of minor importance. But the reduced material strength due to a severe alkaline attack of wood demands a re-consideration of current soil nailing design methods, usually based on a mechanical limit equilibrium analysis of a rigid body motion where just tensile forces of the reinforcement elements are considered, and accompanying forces like bending moments and shear forces are neglected. Distributed fibre optic strain measurements of a steel-reinforced soil nail wall during a time span of six weeks reveal considerable nail curvatures, which are negligible in the case of ductile soil nails with low diameters, but are a significant factor for beech circular hollow laminated veneer lumber sections of larger diameters and brittle material behaviour.
In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss einer Beschleunigungsregelung auf das Regelverhalten von Servoantrieben untersucht. Auf einen Beschleunigungssensor wird verzichtet. Die Istbeschleunigung wird aus dem Positionsmesswert berechnet. Anhand eines verifizierten Modells für Positionsmessfehler wird der Einfluss der Positionsauflösung und der Messsignalqualität auf die berechnete Beschleunigung dargestellt. Basierend auf diesen Ergebnissen wird das Konzept einer kombinierten Strom- und Beschleunigungsregelung entwickelt und dessen Funktionalität nachgewiesen.
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation werden förderliche und hemmende Faktoren im Erreichen einer Leitungsposition von Frauen analysiert. Der besondere Fokus ist dabei auf die obere Führungsebene in Organisationen der Sozialen Arbeit gerichtet, im Besonderen auf die Freie Wohlfahrtspflege. Ziel ist darüber hinaus die Darstellung von Handlungsimplikationen zur Förderung weiblicher Karrieren in der Sozialen Arbeit, als Beitrag zur besseren Nutzung weiblichen Know-Hows. Die Arbeit berücksichtigt dabei sowohl die Sicht von Frauen in Führungspositionen, als auch die Sicht von Personalentscheiderinnen und -entscheidern und leistet einen Beitrag dazu, wie Frauen in Verbänden und Organisationen der Freien Wohlfahrtspflege der Zugang zu Führungspositionen ermöglicht werden kann.
Die Dynamiksteigerung des Stromregelkreises durch den Einsatz von Leistungshalbleitern großer Bandlückenenergie kann nicht in den Drehzahlregelkreis von Servoantrieben übertragen werden. Grund sind mechanische Eigenschwingungen des Servomotors. Basierend auf Messungen der strukturmechanischen Eigenschaften von Servomotoren wird ein allgemeingültiges Modell abgeleitet. Der Einfluss der Schwingungen auf die Bandbreite von Servoantrieben wird systematisch untersucht und durch Messungen verifiziert.
The growing demand for durable, sustainable, regionally and "fairly" produced products has been rising steadily since the early 2000s, especially products made of wood are becoming more and more popular. Against this background, together with the company Josef Wochner GmbH & Co KG, Rosenfeld Heiligenzimmern, the idea was born to develop a material based on real wood veneers of alder (Alnus glutinosa L) and oak (Quercus petraea (matt) Liebl. respectively Quercus robur L. ), bonded with a flexible middle layer, which can be used in the packaging environment. In order to ensure the highest possible dimensional stability, a 5-layer structure was aimed at, each consisting of two cross-glued veneer sheets on a flexible middle layer. This composite material named „Faltfurnier“ and its basic materials were investigated and evaluated with regard to their mechanical-technological and chemical properties. A material combination of veneers and a PVC foil in the middle layer was selected. A PVAc-based adhesive and a thermoplastic adhesive film on PU basis were used for bonding the different layers. In a first step, the tensile strength of the PVC foil used was investigated under different starting conditions. Here it was shown that the direction of production has a significant influence on the tensile strength. Thus, parallel to the direction of production significantly higher strengths than perpendicular to the direction of production were found. An influence of the process temperature could not be proven. Within different test series the surface soundness was used as a criterion to define an optimal pressing time, to evaluate the quality of the bonding by means of thermoplastic adhesive film of the veneers on PVC film as well as the bonding of the cross grain and face veneers by means of the adhesive systems PVAc and adhesive film. The tests resulted in an optimal pressing time of 120 s and incomparison significantly lower surface soundness in the test series with oak than with alder on PVC foil. Furthermore it could be shown that the bonding of the cross grain and face veneers can be replaced by a thermoplastic adhesive film, but leads to lower strengths. A positive aspect here is that the more economic production using the one-shot process would thus be possible. Due to the differences in the strength of the bond between alder and oak, the veneers were chemically characterised with regard to their pH values, buffer capacities and extractives, and reasons for the lower strength of oak on PVC film were determined. An influence of the surface structure of the veneers on the surface soundness could not be proven with certainty. Finally, a 5-layer overall composite of alder veneer on PVC foil was produced and examined with regard to its bending strength and bending modulus of elasticity, durability of the folding groove as well as its behaviour in strong alternating climate. The tests showed that the bending strength and bending modulus of elasticity were significantly higher when tested perpendicular to the grain direction of the face veneer than when tested parallel to the grain direction. Cracks and signs of fatigue in the folding groove only became apparent on average after 4,436 repetitions of the folding process using a door testing machine, and the material remained dimensionally stable except for slight warping on its head sides when stored in a highly variable climate.
Nachhaltigkeit und Ressourceneinsparung sind die Themen der Stunde. Vor allem die Bauindustrie hat ein großes Potenzial, umweltfreundlicher zu agieren, da dieser Industriezweig einer der größten Kohlenstoffdioxid-Emitter ist. Durch die Verlängerung der Lebenszeit von Bauwerken und die Einsparung von Baumaterialien kann nachhaltiger und ressourcenschonender gearbeitet werden. Eine Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen ist der Einsatz alternativer Beton-Bewehrungen.
Der Grundbaustoff Beton hat sehr gute Druckfestigkeiten, weist allerdings Defizite bei der Zugfestigkeit auf. Zur Verbesserung der Zugfestigkeit wird dem Beton ein Material mit hoher Zugfestigkeit beigemischt. Dieses wird „Bewehrung“ genannt. Stand der Technik in der Bauindustrie ist momentan die Bewehrung mit Stahlstäben und -matten. Der Stahl begrenzt allerdings die Lebenszeit von Bauwerken, da es durch das Eindringen von Chloriden, Sulfaten oder Kohlendioxid früher oder später zu Korrosion kommt. Um den Korrosionszeitpunkt hinauszuzögern, verwendet die Industrie eine dicke Betonschutzschicht, um den Stahl zu schützen. Die Verwendung einer korrosionsbeständigen alternativen Bewehrung würde die Lebensdauer (Dauerhaftigkeit) von Bauwerken steigern und gleichzeitig eine Verringerung der verwendeten Baumaterialien bewirken. Dies würde einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Bauindustrie leisten.
Eine Substanz, die als Bewehrungsmaterial eingesetzt werden kann, ist Polypropylen (PP). Polypropylen ist ein sehr korrosionsbeständiges Polymer, das die gerade beschriebenen Effekte erzielen würde. Allerdings ist Polypropylen als Standardmaterial nicht für die Bewehrung von Beton geeignet. Seine mechanischen Eigenschaften sind nicht vergleichbar mit denen von Baustahl. Gleichzeitig ist die Adhäsion von Polypropylen zu Beton nicht ausreichend, um eine effiziente Verstärkung erzielen zu können.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Lösungswege zu entwickeln, wie aus PP eine alternative Betonbewehrung hergestellt werden kann. Zuerst wurde sowohl das Problem der niedrigen mechanischen Eigenschaften von Polypropylen als auch die Schwierigkeit der geringen Adhäsion zu Beton getrennt untersucht. Im Anschluss wurden Methoden eruiert, mithilfe derer eine Kombination der mechanischen Eigenschaften mit der Adhäsion zu Beton bei gleichbleibenden Eigenschaften möglich ist. Hierfür wurde ein Reaktivextrusions- und ein Co-Extrusionsprozess untersucht.
Die Zugfestigkeit von Polypropylen kann durch eine starke Orientierung der Molekülketten signifikant erhöht werden. Der dafür nötige Verstreckungsprozess ist die Basis für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. In einem ersten Schritt wurden verschiedene PP-Typen auf deren Verstreckbarkeit untersucht und in der Folge mit makroskopischen und nanoskaligen Füllstoffen ausgerüstet, um so die Zugfestigkeit und den Elastizitätsmodul zu steigern. Im zweiten Schritt wurde der Einfluss von mehreren aufeinander folgenden Verstreckungsstufen auf die mechanischen Eigenschaften untersucht.
Die hohe chemische Stabilität von PP verhindert eine gute Adhäsion zu Beton. Folglich wurde die natürliche Adhäsion von verschiedenen Polymeren zu Beton untersucht, um mögliche andere Polymere als Additive zur Adhäsionsverbesserung zu identifizieren. Der Unterschied in der Polarität zwischen Beton und PP ist sehr hoch, weshalb der Einfluss einer Hydrophilierung von PP auf die Adhäsion zu Beton durch Van der Waals Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen analysiert wurde. Dies berücksichtigend konnte ein Reaktivextrusionsprozess mit einem Vinylsilan entwickelt werden, der eine kovalente Bindung von PP zu Beton ermöglicht.
Um eine optimierte PP-Faser zur Bewährung von Beton zu erhalten, mussten die zuvor erlangten Erkenntnisse hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften und der Adhäsion zu Beton in einer Faser vereint werden. Diesbezüglich wurde einerseits die Reaktivextrusion mit Füllstoffen und einem angepassten Verstreckungsprozess optimiert. Andererseits wurden verschiedene Materialien in einem Co-Extrusionsprozess kombiniert. ,Eine wichtige Erkenntnis besteht darin, dass eine Faser mit einer Verbundaußenschicht aus silanisiertem PP und Holzfasern in Kombination mit einem optimierten Verstreckungsprozess, eine signifikante Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Adhäsion zu Beton erzielt.
Zur differenzierten Beurteilung der Ergebnisse wurde ein spezieller Testaufbau basierend auf einem Einzelfaserauszugstest entwickelt, der die verschiedenen Adhäsionsmechanismen einer modifizierten PP-Faser zu Beton unterscheiden kann und dadurch wiederum eine Modifizierung der Faser speziell auf einzelne Adhäsionsmechanismen ermöglicht.
Zusammenfassend konnten mit dieser Arbeit mehrere Lösungsansätze aufgezeigt werden, wie eine alternative Bewehrungsfaser für Beton aus Polypropylen hergestellt werden kann.