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Aufgrund ihres Leichtbaupotentials und der vorteilhaften Ökobilanz werden thermoplastische Hybridverbunde mit Naturfaserverstärkung (z. B. Flachs, Hanf und Kenaf) seit langem in der Au-tomobilindustrie eingesetzt. Holzfasern (z. B. Fichte) wurden in diesem Zusammenhang bisher nicht untersucht. Die mechanischen Eigenschaften von Holzfasern sind vergleichbar mit Naturfa-sern. Darüber hinaus bieten Holzfasern Vorzüge wie lokale Verfügbarkeit und eine vorteilhafte Ökobilanz. Bei Hybridverbunden kann zudem die gleiche Holzfaser sowohl im Anspritzmaterial als auch in flächigen Halbzeugen als Verstärkungsfaser genutzt werden. So wird ein unnötiger Materialmix vermieden.
Im Rahmen dieser Arbeit werden thermoplastische Faserverbundkunststoffe mit Holzfasern un-tersucht. Hierzu werden Fichtefasern über ein thermo-mechanisches Aufschlussverfahren im La-bormaßstab hergestellt. Diese Fichtefasern werden einerseits über einen Spritzgusscompounder mit Polypropylen und Haftvermittler direkt compoundiert, andererseits werden sie mit Polypro-pylenfasern über ein Airlay-Verfahren zu einem Vlies gelegt. Bei der direkten einstufigen Com-poundierung werden verschiedene Holzfaseranteile von bis zu 30 Gew.-% untersucht. Mit einem steigenden Holzfaseranteil wurde eine Erhöhung der Zugeigenschaften, der Viskosität und der Dichte festgestellt. Die Holzfasern haben somit eine Verstärkungswirkung. Die Kerbschlagzähig-keit bleibt bei steigendem Holzfaseranteil im Rahmen der Standardabweichung konstant, ist je-doch im Vergleich zum unveränderten Grundpolymer geringer.
Eine charakteristische Eigenschaft von direkt angespritzten Strukturen bei Hybridverbunden ist die Verbundhaftung. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Verbundfestigkeit von angespritzten Rip-pen aus Polypropylen und Fichtefasern mit verschiedenen Vliesstoffen verglichen. Die Vliese be-stehen aus Holzfasern (Fichte) oder alternativ aus Naturfasern (Kenaf und Hanf), jeweils mit einer Polypropylenmatrix. Im Kopf-Zug-Versuch zeigt sich, dass die Kerntemperatur der Vliese und die Rippengeometrie einen signifikanten Einfluss auf die Verbundhaftung haben. Ein Direkt-Com-pound und ein Wood-Plastic-Composite als Anspritzmaterial unterscheiden sich hinsichtlich der Verbundhaftung nicht signifikant voneinander. Natur- und Holzfaser-Hybridverbunde weisen vergleichbare Tendenzen in der Verbundfestigkeit und Mechanik auf. Weitere Tests mit Compu-tertomographie und Durchstoßversuchen bestätigen die Ergebnisse. Holzfaserverstärkte thermo-plastische Hybridverbunde können somit bezüglich ihres mechanischen Verhaltens mit Naturfa-serverbundwerkstoffen konkurrieren und stellen eine geeignete Alternative dar.
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.
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.
In der vorliegenden Arbeit werden die Grenzen eines Miniaturantriebs bezüglich hoher Dynamik bei gleichzeitig hoher Positionsgenauigkeit untersucht. Dabei wird das Gesamtsystem betrachtet und optimiert. Es wird ein vollständig zeitdiskretes Modell erarbeitet und die maximal mögliche Bandbreite bestimmt. Außerdem werden Einflussfaktoren wie Positionsauswertung, Digitalisierung der Rückführgrößen und digitale Pulsweitenmodulation untersucht. Es wird ein Miniaturantrieb aufgebaut, mit dem die hohe Dynamik und eine Positionsstabilität im Subnanometer Bereich nachgewiesen werden kann.
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.
In Deutschland ist Laubholz als nachwachsende Ressource vorhanden. In langlebigen Produkten verwendet kann es eine hervorragende Kohlenstoffsenke sein. Jedoch wird fast die Hälfte der geernteten Laubhölzer energetisch genutzt. Es ergibt sich eine paradoxe Situation. Der Übergang zu einer holzbasierten Bioökonomie setzt auf die Nutzung natürlicher Kohlenstoffsenken unter Zuhilfenahme nachwachsender Rohstoffe. Laubholz in langlebigen Produkten genutzt, ermöglicht eine langfristige Kohlenstoffspeicherung und erweitert das Angebotspotenzial der Ressource. Dies sind wichtige Schritte in der Erreichung der Ziele des Klimaschutzplans 2050. Ein Umdenken in der Laubholznutzung und eine neue strategische Ausrichtung der Forst- und Holzwirtschaft, die dazu beiträgt, dieses Ziel zu erreichen, erfordert eine klare, gemeinsame Vision. Auf Basis einer dreistufigen Wertschöpfungskettenanalyse wird untersucht, wie die Wertschöpfungskette Laubholz zur Entwicklung der holzbasierten Bioökonomie beitragen kann. Eine höhere Wertschöpfung von Laubholz unterstützt den Übergang zur holzbasierten Bioökonomie und erhöht die Versorgungssicherheit. Transparente Laubholzströme zeigen noch unter Wert genutzte Mengen und ermöglichen eine optimierte Zuordnung der Laubholzströme. Es werden neue Strategien und politische Empfehlungen zur Erhöhung der stofflichen Nutzung von Laubholz für Industrie, Verbände und politische Entscheidungsträger entwickelt und bewertet. Vorliegende Arbeit erweitert den Stand des Wissens, indem die gesamte Wertschöpfungskette Holz betrachtet wird. Erstmalig wurde ein konsistenter Datensatz für die Wertschöpfungskette Laubholz für Deutschland erstellt. Die Arbeit basiert auf der Verknüpfung einer systematischen Literaturrecherche, einer Materialflussanalyse und einer hybriden Delphi-SWOT-Analyse. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wertschöpfungskette Laubholz den Übergang zu einer holzbasierten Bioökonomie durch die Erhöhung der stofflichen Laubholznutzung unterstützt.
Mit der Implementierung von Versorgungspfaden kann evidenzbasiertes Wissen unter Berücksichtigung spezifischer kontextualer Anforderungen in lokale Versorgungsstrukturen umgesetzt werden. Das übergeordnete Forschungsprojekt bedient sich diesem Ansatz, um mobilitäts- und teilhabeförderliche physiotherapeutische Interventionen für ältere Menschen mit Schwindel und Gleichgewichtsstörungen in die Primärversorgung zu integrieren. Ziel vorliegenden Promotionsprojektes ist es, die Voraussetzungen für die erfolgreiche Implementierung eines Versorgungspfads für diese Personengruppe im genannten Setting zu untersuchen.
Konform mit der new MRC guidance for developing and evaluating complex interventions liegt ein essentieller Schritt in der Aufarbeitung vorhandener wissenschaftlicher Evidenz. Trotz der Relevanz von Versorgungspfaden in der Primärversorgung stellt das durchgeführte systematische Review (Publikation I) gemäß unserem Kenntnisstand die erste publizierte Forschungsarbeit zu dieser Thematik dar. Methodisch wurde hierfür eine Literaturrecherche über CINAHL, Cochrane Library und MEDLINE über PubMed durchgeführt; neben der Publikation der Hauptstudien (RCT, NRCT, CBA, ITS) wurden die dazugehörigen Prozessevaluationen mittels narrativer Synthese analysiert. Es konnten in allen Domänen des CICI frameworks beeinflussende Faktoren identifiziert werden. So sind Personal- und Zeitmangel, unzureichende Qualifikation und Motivation der Gesundheitsprofessionen, zeitintensive und komplexe Interventionskomponenten sowie fehlende finanzielle Anreize Barrieren. Schulungsmaßnahmen sowie Kenntnisse und Fähigkeiten der Interventionsanwender*innen und eine gute multidisziplinäre Kommunikation sind für eine erfolgreiche Implementierung förderlich. Die Literaturanalyse zeigte eine verbesserungswürdige Praxis der Berichterstattung, was erhebliche Wissenslücken bedingt. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Regionen mit anderen Gesundheitssystemen ist beschränkt, da die eingeschlossenen Projekte lediglich in drei unterschiedlichen Ländern durchgeführt wurden.
Die entwickelte Intervention und die geplanten Studienabläufe wurden in einer Machbarkeitsstudie auf Akzeptanz und Durchführbarkeit untersucht (Publikation II). Teilnehmende waren fünf Hausärzt*innenpraxen, 10 Physiotherapiepraxen und 22 Patient*innen. Als Endpunkte dieser prospektiven Kohortenstudie wurden Daten mittels Fragebögen (DHI, EQ-5D-5L, IPAQ), Performancetest (mini-BEST), Aktivitätssensoren (Move4, StepWatch4) und einem Bewegungstagebuch erhoben; für die Prozessevaluation kontinuierliche Feldnotizen, standardisierte Fragebögen und semistrukturierte Interviews. Eine positive Einstellung gegenüber der Intervention, Anwendungsroutine und die Unterstützung durch Angehörige wirkten förderlich, Zeitmangel hingegen hinderlich. Trotz der guten Bewertung der Schulungen hatten Hausärzt*innen Schwierigkeiten bei der Einhaltung des Studien- und Interventionsprotokolls. Hinsichtlich der physiotherapeutischen Maßnahmen erwies sich die Behandlungstreue der Patient*innen als gut. Trotz der sorgfältig entwickelten Intervention und Implementierungsstrategie, konnte ein Optimierungsbedarf identifiziert werden. Dennoch sahen alle Teilnehmenden einen Mehrwert in der Intervention.
Zusammenfassend lässt sich konstatieren, dass für eine erfolgreiche Implementierung von Versorgungspfaden in der Primärversorgung frühestmöglich unterschiedlichste Voraussetzungen zu berücksichtigen sind. Um von den vielversprechenden Vorteilen in der Praxis zu profitieren, ist ein sorgfältiger Interventionsaufbau und ein gezieltes Implementierungsvorgehen essentiell. Die Forschung ist in diesem Bereich weiter voranzutreiben, vorwiegend in bisher unzureichend erforschten Settings und Regionen. Zudem bedarf es einer Verbesserung der Forschungsqualität und Berichterstattung.
Die Zielstellung der Arbeit war es, die Faserstofferzeugung für die Herstellung von Holzfaserdämmstoffen zu untersuchen, um zu einem besseren Verständnis der dort stattfindenden physikalischen Vorgänge beizutragen. Für die Bearbeitung der Zielstellung wurden physikalische Experimente zur Faserstofferzeugung im Labormaßstab mit dem TMP-Verfahren (Thermo Mechanical Pulp) und dem RMP-Verfahren (Refiner Mechanical Pulp) sowie den Holzarten Fichte (Picea abies Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.) durchgeführt. Aus den grundlegenden Untersuchungen zur Prozessführung der labortechnischen Faserstofferzeugung konnte eine Vorgehensweise abgeleitet werden, mit der reproduzierbare Ergebnisse in der Untersuchung von Mahlscheiben erzielt werden. Die Untersuchung der Sorption von Wasserdampf durch Hackschnitzel in Sattdampfatmosphäre mit einem Sattdampfdruck zwischen 1 bar und 9 bar respektive einer Temperatur von 120 °C bis 180 °C wurde mittels einer gravimetrischen Messeinrichtung ermittelt. Mit dieser in situ Bestimmung der Holzfeuchte wurde eine vom Sattdampfdruck und der Ausgangs-Holzfeuchte abhängige Absorption vonWasser nachgewiesen, die mit der berechneten Wärmemenge zur Erwärmung der Hackschnitzel assoziiert ist. Die Holzfeuchte nach Entspannung des Sattdampfdrucks war unabhängig von der Höhe des Sattdampfdrucks und stellte sich oberhalb der Ausgangs-Holzfeuchte ein. Der zeitliche Verlauf derWasseraufnahme und -abgabe erfolgte simultan zum Anstieg und Abfall des Sattdampfdrucks. Die Untersuchungen zur spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme im TMP-Verfahren zeigten ferner, dass signifikante Unterschiede bezüglich der Holzarten, der Aufschlusstemperaturen und der Mahlscheibenmuster bestanden. Die Faserstofferzeugung mit der Holzart Buche zog, im Vergleich zur Holzart Fichte, eine geringere spezifische elektrische Leistungsaufnahme nach sich. Mit steigender Aufschlusstemperatur nahm die spezifische elektrische Leistungsaufnahme bei beiden untersuchten Holzarten ab und die Differenzen zwischen den Mahlscheibenmustern wurden geringer. Im RMP-Verfahren konnte die prinzipielle Machbarkeit der Faserstofferzeugung für Holzfaserdämmstoffe mit einem speziell entwickelten Mahlscheibenmuster belegt werden. Aus den Versuchen zur Faserstofferzeugung wurde die Erkenntnis gewonnen, dass neben dem Erweichungsverhalten der Holzarten, insbesondere die Gestaltung der Mahlscheibe mit der Reduzierung der spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme einherging. Aus den weiteren Untersuchungen zum elektrischen und thermischen Energiebedarf in der Faserstofferzeugung entstand die Erkenntnis, dass neben dem Sattdampfdruck respektive der Aufschlusstemperatur die spezifische elektrische Leistungsaufnahme in Beziehung mit der Konsistenz der Faserstoffe nach dem Aufschluss steht. Die Analyse zur Beschaffenheit der Faserstoffe wurde mit der Kollektivmethode Luftstrahl- Prüfsiebung und der Individualmethode quantitative Bildanalyse durchgeführt. Mit beiden Methoden konnten Unterschiede in den Dispersitätseigenschaften bezüglich der Holzarten, der Aufschlusstemperaturen und der Mahlscheibenmuster nachgewiesen werden. Sowohl mit der Luftstrahl-Prüfsiebung als auch mit der quantitativen Bildanalyse wurde festgestellt, dass die Feinheit der Partikel mit steigender Aufschlusstemperatur zunimmt. Die Wärmeleitfähigkeit wurde im Zweiplattenverfahren an Faserstoffprobekörpern ermittelt, die mit einer aerodynamischen Vlieslegung gebildet wurden. Korrelationstabellen zur Identifizierung von funktionalen Zusammenhängen zwischen Dispersitätseigenschaften und der Wärmeleitfähigkeit lassen den Schluss zu, dass die Feinheit der faserartigen Partikel in Beziehung mit der Wärmeleitfähigkeit stehen. Insgesamt boten spezielle Mahlscheibenmuster ein hohes Potenzial, um den elektrischen und thermischen Energiebedarf im Prozess der Faserstofferzeugung zu senken und die Beschaffenheit der Faserstoffe für die Herstellung von Holzfaserdämmstoffen zu optimieren.
Eine stetig gleichbleibende hohe Qualität zu fertigen, ist erklärtes Ziel des Spritzgießgewer-bes. Aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen ist es jedoch nicht möglich, für konstan-te Produktionsrahmenbedingungen zu sorgen. Die effizienteste Methode ist , die Schwan-kungen über die Wahl der richtigen Prozessführungsmethode auszugleichen. Im ersten Teil der Arbeit konnte herausgefunden werden, welche praxisrelevanten Störgrö-ßen einen Einfluss auf den Spritzgießprozess haben und wie sie sich auswirken. Bei den Materialparametern sind Änderungen der Viskosität (15 %) und der Einfriertemperatur des Materials (4 °C) am Einzug festzustellen. Zusätzlich veränderte sich das Messverhalten der Drucksensoren, wodurch ein Drift von 5 bar entstand. Störgrößenbedingt änderten sich auch die Prozesstemperaturen um 1 °C. Im zweiten Teil der Arbeit werden diverse, während der Arbeit entwickelte, Prozessfüh-rungsmethoden miteinander verglichen. Aufgabe war es, die im ersten Teil gefundenen rea-len störgrößenbedingten Einflüsse zu kompensieren. Es stellte sich heraus, dass sich ledig-lich die materialbedingten Schwankungen nicht ausgleichen lassen. Zumindest können de-ren Auswirkungen durch eine Regelung der werkstoffnahen Parameter abschwächt werden.
Pferdemist stellt eine große ungenutzte Ressource zur Erzeugung regenerativer Energie dar. Jedoch ist eine thermische Umsetzung durch hohe Störstoffanteile sowie den physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Rohmists sehr anspruchsvoll. Die vorliegende Arbeit bildet eine systematische empirische Datengrundlage für die Beurteilung von Pferdemist als Biomassebrennstoff und zeigt Möglichkeiten zur positiven Beeinflussung der Brennstoffeigenschaften auf.
This thesis investigates the measurement and prediction of machinery noise in timber-frame buildings. To quantify the structure-borne sound power input from multi-point sources, simplified approaches were assessed that reduce the required data for out-of-plane force excitation. This identified approaches that give estimates within ±5 dB from 20 Hz to 2000 Hz. To investigative the importance of out-of-plane moment excitation, inverse methods were used to determine the power input; these were affected by noise but processing was used to overcome this shortcoming. A series of experimental investigations were carried out on a timber-frame structure undergoing mechanical point excitation. The driving-point mobility showed orthotropic plate characteristics at low frequencies, ribbed-plate characteristics in a narrow frequency band and infinite plate characteristics in mid- and high-frequency ranges. The moment mobility above or in-between studs was similar to infinite beam or plate theory with interpolation between these theories where necessary. The experimental work indicated the potential to use Statistical Energy Analysis (SEA) to predict sound transmission. The first experimental finding was that above the mass-spring-mass resonance frequency, the vibrational response of the wall leaves was uncorrelated. The second was a significant decrease in vibration across the wall from the excitation point, with structural intensity showing a decrease in net power flow across successive timber studs. The third was that tongue and groove connections between chipboard sheets significantly reduce the vibration transmission above 500 Hz. This led to different SEA models being used to model a timber-frame wall undergoing mechanical point excitation. A 41-subsystem model was found to be necessary to reproduce the measured vibration levels on both leaves within 10 dB. As there is a significant decrease in vibration with distance in the mid- and high-frequency range, the region close to the excitation point is particularly important and the SEA model has better accuracy in this region. An alternative engineering approach to the prediction of machinery noise in timber-frame buildings was introduced and validated that used measured transmission functions between the injected power and the spatial-average sound pressure level in a receiving room. A field survey and case studies indicate this is a feasible and practical approach.
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.
Carina Fischer untersucht Strukturen und Modi der Zusammenarbeit zwischen Allgemeinen Sozialen Diensten und Kindertageseinrichtungen nach § 8a SGB VIII. Die Studie konzentriert sich dabei auf den Umgang mit und die Bewältigung von Differenzen in der kinderschutzbezogenen Zusammenarbeit. Mittels eines qualitativ-rekonstruktiven Forschungszugangs können verschiedene Deutungs- und Handlungsmuster gebildet werden, die sich durch eine spezifische Kombination aus Praktiken der Differenzierung und Entdifferenzierung auszeichnen, die wiederum auf den Wissensbeständen der Fachkräfte beruhen sowie auf deren beruflicher Identität. Aus den Ergebnissen werden kooperationshinderliche und -förderliche Faktoren abgeleitet, deren Bedeutung über die Zusammenarbeit der analysierten Berufsgruppen hinausweist.
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.
Die vorliegende Arbeit untersucht den Einsatz von Halbleitern großer Bandlückenenergie, wie Siliziumkarbid und Galliumnitrid, in Stromrichtern der Antriebstechnik. Diese Halbleiter weisen im Vergleich zu bipolaren IGBTs geringere Schaltverluste auf, wodurch die Schaltfrequenz deutlich erhöht werden kann. Das ermöglicht den Einsatz von Motorfiltern kompakter Bauform und geringen Kosten. Als Ergebnis erhält man einen Stromrichter mit hoher Stromreglerbandbreite und nahezu ideal sinusförmigen Ausgangsspannungen mit geringen Signalverzerrungen.
Werkstoffeinflüsse auf den Spritzgussprozess von hochgefüllten Phenol-Formaldehydharz Formmassen
(2019)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene duroplastische Formmassen laboranalytisch hinsichtlich der rheologischen und thermischen Eigenschaften untersucht. Es wurde u.a. gezielt die absolute Materialfeuchte gesteigert, um den Einfluss dieser auf das Fließ Härtungsverhalten zu charakterisieren. Anschließend wurden die Materialien auf einer hochinstrumentierten Spritzgussmaschine mit einem Fließspiralenwerkzeug untersucht. Dabei konnte ein direkter Zusammenhang zwischen dem Rückfluss und dem Plastifizierdrehmoment in Abhängigkeit der Materialfeuchte und der Prozessparameter detektiert werden . Des Weiteren wurden über die Differenzdruckmessung im Fließspiralenwerkzeug die scheinbaren Viskositäten über den Fließweg ermittelt. Hierbei konnten unterschiedliche Aufschmelzeffekte über die Fließweglänge in Abhängigke it der duroplastischen Formmasse, der absoluten Materialfeuchte und der Prozessparameter detektiert werden . Durch Schererwärmung konnte die Formmassentemperatur teilweise die Werkzeugtemperatur übersteigen. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften (Schlagzähigkeit, Biegefestigkeit) konnten keine signifikanten Einflussgrößen detektiert werden. Hinsichtlich des Tg konnten systematischen Unterschiede detektiert und begründet werden. Die beste Möglichkeit zur Ermittlung des Tg lieferte die TMA. Die thermischen Glasübergänge korrelieren mit den in der DSC ermittelten Aushärtegraden , wobei mit steigender Materialfeuchte ein geringer Aushärtegrad detektiert wird.
Ergebnis der Arbeit ist eine interdisziplinäre Zusammenschau zum Erkenntnisobjekt "multimediale Lern- und Masseninformationssysteme" und darauf aufbauend die Vorstellung eines Vorgehensmodell zur Konstruktion dieser Systeme und die Einbettung dieses Modells in ein bestehendes Systemplanungskonzept.
Dazu wird in der Arbeit zunächst der Begriff Multimedia anhand von allgemeinen Kriterien der Mensch-Maschine-Mensch - Kommunikation eingegrenzt und definiert. Ergebnis ist eine Systematik zur Einordnung von wissenschaftlichen Forschungsgebieten in diesem Bereich. Im zweiten Schritt erfolgt eine Untersuchung lerntheoretischer Konzepte anhand eines fünfdimensionalen Rasters. Ergebnis sind zwei Modelle, die sich zur elektronisch unterstützten Wissensvermittlung im allgemeinen eignen. Im dritten Schritt erfolgt eine Auseinandersetzung mit Informationsdarstellungen und Interaktionsmöglichkeiten an der Mensch-Maschine-Schnittstelle. Dazu wird ein konsistentes Raster erarbeitet, anhand dessen wahrnehmungspsychologische und technische Parameter von Informationsdarstellungen und Interaktionsmöglichkeiten untersucht werden. Ergebnis ist die Beschreibung von einem aus der Theater-, Film- und Fernsehbranche adaptierten Prozeß zur Erstellung eines multimedialen Drehbuchs, dem Storyboard. Der vierte Schritt beschreibt die Kombination der lerntheoretischen Konzepte mit dem Prozeß des Storyboardings multimedialer Anwendungen und die Einbettung in ein systemplanerisches Vorgehen dazu. Ergebnis ist ein Phasenkonzept zur Systemplanung multimedialer Lern- und Masseninformationssysteme.
The work reported in this thesis addresses the problem of structure-borne sound transmission in buildings. Vibrating sources, such as services plant and domestic appliances, transmit vibro-acoustic power, causing noise complaints by occupants in rooms removed from the source room. There is not yet an accepted practical method of predicting the installed power into floors or supporting walls, and thence the resultant sound pressure in rooms.
This study concentrates on the prediction of the installed power from mechanical installations in lightweight buildings composed of framed and ribbed plates. To identify the characteristics of such receiver elements, a field survey has been undertaken, which involved measurement of the point and transfer mobilities of common wall and floor structures. It is shown that the range of measured values of receiver point mobility is surprisingly small and that the constructions investigated often displayed thin plate-like characteristics, with relatively small spatial variations in point mobility. These field measurements give support to the notion of averaging over contacts.
This single equivalent receiver mobility has been assembled both from measured data and from the approximate method and then used in combination with single equivalent source data, to yield an approximate prediction of the installed power. The agreement obtained between the exact and approximate values allowed consideration of a practical implementation of the approximate prediction method, based on a reception plate method which yields the activity and mobility of the tested machine as single equivalent values.
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.
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.
Software-Architektur und Projektmanagement sind Mittel, um große Software-Entwicklungsprojekte beherrschbar zu machen. Die Verbindung zwischen beiden Disziplinen wird in dieser Arbeit mithilfe einer Architekturtheorie hergestellt: Ein Verfahren wird vorgeschlagen, mit dem die Beschreibung der logischen Architektur und die Projektplanung iterativ abgeglichen und verbessert werden können. Verfahren zur architekturbasierten Optimierung der Planung werden daraus entwickelt. Die Dokumentation von Architekturen mithilfe von Architektursichten ist der zweite Schwerpunkt. Mathematisch fundierte Verfahren zur Erzeugung von Sichten werden mithilfe einer Architekturtheorie definiert. Die Verfahren erzeugen etwa Architektursichten, die Projektmanagement und die Kommunikation innerhalb des Projektes mithilfe von Planungsinformationen unterstützen. Ein prototypisches Werkzeug demonstriert Anwendbarkeit der Theorie und der vorgeschlagenen Verfahren