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Adaptives Spiegelelement
(2021)
Forming complex parts out of high and ultra-high strength aluminium alloys has proved to be more challenging in comparison to the currently used deep drawing steels. Nevertheless, aluminium alloys show a limited formability in contrast with, for example, deep drawing steels. Novel processes like Warm-forming, W-Temper or Hotforming, offer the potential to produce light and highly integrated one-piece components from such aluminium alloys at elevated temperatures. When considering aluminium alloys of the 7000 group, which can reach strength values (UTS) of about 600 MPa, crash components such as side impact bars would offer a suitable field of application.
Forming at elevated temperatures, in particular with the Hotforming process, offers high potential in the production of complex structural components on the one hand and in the use of existing press hardening equipment on the other. To date, the material behaviour of aluminium alloys in the 7000 group, applied in such processes and in the later final state after forming, is not sufficiently known.
Therefore, in this study, systematic investigations on the formability and the final strength during and after forming at elevated temperature of the EN AW-7075 aluminium wrought alloy from different suppliers are conducted. In general, material- and damage/ failure models were created and implemented into simulation in order to make predictions. Characterisation of the plastic material properties on the basis of various tensile specimens as shear-, notched-, tensile- and Erichsen tests are carried out to adapt the complex material- and failure models such as Barlat YLD2000 and GISSMO to the experimental values using a parameter optimisation. These were made for the material conditions during forming, i.e. after solution heat treatment, the final condition after artificial ageing at 180°C for 20 minutes, which corresponds to the cathodic dip coating, and the T6 condition, which is the highest strength condition.
To evaluate a suitable friction coefficient for high temperature forming processes, anti-friction agents are screened, and the potential applicability evaluated by strip-drawing tests. Thereby, using an analytical relationship, friction coefficients are determined at room temperature and 180°C, which are used as corresponding friction model for the finite element forming simulation.
Crash simulations using the nonlinear finite element method (FEM) of side impact protection beams are used to demonstrate the weight saving potential of high and ultra-high strength aluminium alloys compared to a beam made of press hardened steel. A weight saving of about 20 % could be achieved with the same crash performance. This can be significantly increased to around 30 % - 40 % by using local reinforcements such as CFRP or GFRP (carbon/ glass fibre reinforced plastic) patch. For this reason, a novel process was developed which is based on the conventional Hotforming process with an integrated thermal direct joining step called “Extended Hotforming”.
Subsequently, a heatable forming tool for the production of a serial like sheet metal side impact beam was developed to validate the finite element simulation and to demonstrate the potential of the forming processes at elevated temperatures for aluminium sheet metal components.
An Investigation of the Deep Drawing Behavior of Automotive Aluminum Alloys at Very Low Temperatures
(2020)
Besonderheiten der Didaktik der Service-Mathematik innerhalb der Didaktik der Hochschulmathematik
(2020)
Besonderheiten der Didaktik der Service-Mathematik innerhalb der Didaktik der Hochschulmathematik
(2019)
Die Begriffe künstliche Intelligenz und digitaler Zwilling sind prägende Themen der heutigen Zeit. Zwar beeinflussen beide Themen die Entwicklung der Gesellschaft auf verschiedene Arten und Weisen. Dennoch sind sie als Untersuchungsobjekt schlecht definiert und es herrschen etliche unterschiedliche Verständnisse dieser Begriffe.
Der vorliegende Aufsatz nähert sich dem Begriffen künstliche Intelligenz und digitaler Zwilling durch eine Literaturanalyse, um das Verständnis dieser Begriffe in ihrer Nutzung zu schärfen. Im Anschluss der Begriffsbetrachtung wird für jeden der zwei Begriffe betriebliche Anwendungsbereiche aufgezeigt. Folgend den Einzelbetrachtungen werden mögliche Forschungsrichtungen aufgezeigt und diskutiert.
Biomechanischer Pedelec-Prüfstand zur besseren Verifizierung der Lebensdauer von Pedelec-Getrieben
(2020)
Biomechanischer Pedelec-Prüfstand zur besseren Verifizierung der Lebensdauer von Pedelec-Getrieben
(2020)
Black box efficiency modelling of an electric drive unit utilizing methods of maschine learning
(2021)
The surface topography of biodegradable polymer foils is modified by mechanical imprinting on a submillimeter length scale. The created patterns strongly influence the wetting behavior and allow the preparation of hydrophobic surfaces with controlled solid-liquid interaction. A detailed analysis of anisotropic surface patterns reveals that the observed effect arises from a combination of topographical and compositional changes that are introduced to the surface. As a main result it is found that an individual combination of material and structure is required for the production of water-repellent biopolymer foils that are highly attractive for packaging applications.
Based on a data-driven approach, a computer-assisted workflow for the quantitative analysis of optical Kerr microscopy images of sintered FeNdB-type permanent magnets was developed. By analyzing the domain patterns visible in the Kerr image with data-driven approaches such as traditional machine learning and advanced deep learning, we can quantify grain orientation and size with a better trade-off between accuracy and higher throughput than electron backscatter diffraction (EBSD). The key distinction between traditional machine learning and advanced deep learning lies in feature extraction. Traditional methods require manual, user-dependent feature extraction from input data, while advanced deep learning achieves this automatically. The predictions from the trained models were compared to the measurements from EBSD for performance evaluation. The proposed data-driven model is trained on the dataset created from the correlative microscopy technique, which requires the images of grains extracted from the Kerr microscopy and corresponding EBSD grain orientation data (Euler angles). The fine-tuned deep learning model shows better generalization ability than the traditional machine learning models trained on the manually extracted features and resulted in a mean absolute error of less than 5° for grain orientation of the anisotropic magnet samples when evaluated against the measured EBSD values. The developed approach has reduced the measurement effort for grain orientation by 5 times and have sufficient accuracy when compared to the EBSD.
Direct Digital Manufacturing - The Role of Cost Accounting for Online Hubs to Access Industry 4.0
(2021)
Direct digital manufacturing – the role of cost accounting for online hubs to access industry 4.0
(2021)
Effect of drilling-induced damage on the open hole flexural fatigue of carbon/epoxy composites
(2019)
Einfluss der Elektromobilität auf die Gussproduktion in der deutschen Gießerei-Industrie – Teil 1
(2018)
Einfluss der Elektromobilität auf die Gussproduktion in der deutschen Gießerei-Industrie – Teil 2
(2018)
Einfluss der Elektromobilität auf die Gussproduktion in der deutschen Gießereiindustrie (Teil 2)
(2019)
Entwicklung & Erprobung eines Getriebes für elektromobile Sonderfahrzeuge/Multifunktionsfahrzeuge
(2020)
Die vorliegende Bachelorthesis widmet sich der Untersuchung und Entwicklung mög-licher modularer Sicherheitskupplungen für den Antriebstrang aktiver Exoskelette.
Basis der theoretischen Grundlagen bildet die Fachliteratur zu: Roloff/Matek Maschinenelemente. Die Struktur des Entwicklungsprozess dieser Arbeit, ist angelehnt an die Fachliteratur Konstruktionsmethodik und die VDI 2221.
Die Erkenntnisse der Literaturrecherche und Laborversuche bilden die Grundlage zur Beantwortung der zentralen Frage: Wie muss eine Sicherheitskupplung definiert und gestaltet werden um in ein aktives Exoskelett integrierbar zu sein?
Zusammengefasst ist das wichtigste Ergebnis, dass die Kombination aus Moment- und fremdbetätigten Kupplungen, ein vielversprechendes Lösungskonzept darstellt.
Entwicklung von Gefüge- und Magneteigenschaften beim direkten Recycling von Fe-Nd-B-Basismagneten
(2021)
Entwicklung von Pulvern und Prozessparametern für die additive Fertigung von WC-Co-Werkstoffe
(2018)
Obwohl viele Dinge in unserem Alltag inzwischen modernisiert sind und Maschinen uns die lästigsten Arbeiten abnehmen, kann es in vielen Arbeitsbereichen bisher nicht vermieden werden, dass schwere Arbeiten weiterhin von Menschenhand bewegt werden müssen.
Aus diesem Grund wird schon seit einiger Zeit an Exoskeletten geforscht, welche hier die Arbeit erleichtern sollen.
Ziel meiner Forschungsarbeit ist es ein nach außen verlagertes mechanischen Schultergelenk zu entwickeln, welches die komplexe Struktur der menschlichen Schulter mechanisch umschließen und stützen kann, ohne den Bewegungsfreiraum stark zu beeinträchtigen.
Es galt dabei folgende Forschungsfrage zu beantworten: Ist es möglich das Schultergelenk durch eines oder mehrere nach außen verlagerte Gelenke zu ersetzen, die entstehenden Kräfte abzuleiten und den Bewegungsfreiraum trotzdem zu erhalten?
Um diese Frage zu beantworten wurde in erster Linie das Gespräch mit Physiotherapeuten und Orthopäden gesucht, um ein Basiswissen über den Aufbau und die Bewegungen einer Schulter zu erhalten. Auf Basis der VDI2225 wurden dann systematisch mehrere Lösungen erarbeitet, wie es möglich wäre verschiedene Gelenke miteinander zu kombinieren, um zu einer zielgerichteten Lösung zu kommen.
Die hierbei erarbeiteten Lösungsvorschläge wurden dann mit Hilfe einer Nutzwertanalyse und vorher festgelegten Kriterien bewertet.
Das Konzept, welches hierbei das beste Ergebnis erzielte, wurde dann als Prototyp umgesetzt.
Die hierfür benötigten Teile wurden weitestgehend über das FDM Verfahren im 3D-Drucker selbst gefertigt. Mithilfe dieses Prototypen wurde dann ein Versuch durchgeführt, wobei nicht nur die Funktion, sondern auch der Komfort beurteilt wurde.
Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, es ist möglich das mechanische Schultergelenk auf diese Weise umzusetzen. Trotzdem gibt es am Ende dieser Arbeit weiterhin Punkte, die optimiert werden müssen.