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Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der klassischen Plastizitätstheorie, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschränkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle für Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Eine FEM-basierte Traglast- und Einspielanalyse für ideal plastisches Material wurde auf ein kinematisch verfestigendes Materialgesetz erweitert und in das Finite Element Programm PERMAS implementiert. In einem einfachen Zug-Torsionsexperiment wurde eine Hohlprobe mit konstanter Torsion und zyklischer Zugbelastung beansprucht, um die neue Implementierung zu verifizieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Einspielanalyse gut mit den experimentellen Ergebnissen übereinstimmt. Bei Verfestigung lassen sich wesentlich größere Sicherheiten nachweisen. Dieses Potential bedarf weiterer experimenteller Absicherung. Parallel dazu ist die Eisnpieltheorie auf fortschrittliche Verfestigungsansätze zu erweitern.
Large industrial facilities and power plants often require a huge number fo information and control cables between the differnet structures. These I&C-cables can be routed in reinforced concrete cable ducts or in isolated buried cable runs. KTA 2206 is the German lightning protection standard for nuclear power plants. During the last several years considerable effort has been made to revise this standard. Despite the well established principles and design guidelines for the construction of the lightning protection system, this standard puts special emphasis on the coupling of transient overvoltages to I&C-cables.
Zuerst erschienen in Telekom-Praxis Ausgabe 2000. 24 S. Innovative multimediale Dienste werden durch die Globalisierung und Konvergenz der Märkte, als auch durch Provider-Strategien ausgerichtet. Grundlegende Innovationsfelder sind: Globaler Zugang, Navigation und Intelligenter Inhalt. Die MPEG-Standards - im besonderen MPEG-4 und MPEG-7 - helfen, die oben genannten Forderungen zu erfüllen. Weiterhin ermöglichen sie auch für die Provider und den Kunden eine Zukunftssicherheit zu geben und einen zeitlichen Bestand für innovative Produkte zu sichern. Die Aufwärtkompabilität der MPEG-Standards ermöglicht die Vermeidung von Überschneidung und die Erschließung neuer Dimensionen.
In: Unterrichtsblätter / Deutsche Telekom AG. 53. 2000. 7. S. 326-340. (15 S. ) Die Multimedia-Dienste erhalten durch die Datenreduktion bei der Kompressionstechnologie eine Wirtschaftlichkeit, die den breiteren Einsatz von breitbandigen Diensten erlaubt. Die Dienste benötigen für die verschiedenen Medien nicht mehr so große Übertragungs- und Speicherleistungen. Bei den entwickelten Verfahren, den so genannten MPEG-(Motion Picture Experts Group-)Standards, werden die Video- und Tonsignale in die digitale Ebene überführt und anschließend unrelevante Signalanteile entfernt. Der daraus resultierende Datenstrom benötigt weniger Bandbreite bei der Übertragung zum Endkunden. Die MPEG-Organisation wurde bereits im Jahre 1988 ins Leben gerufen und ist ein gemeinsames Gremium der beiden Organisationen ISO (International Standard Organization) und IEC (International Electrotechnical Commission), welches sich mit der Standardisierung von Kodier- und Kompressionsverfahren für die digitalen Bild-, Video und Audioformate befasst. Mittlerweile sind vier wichtige Standards mit MPEG-1, MPEG-2 und MPEG-4 verabschiedet worden sowie mit MPEG-7 in Vorbereitung. Da die Grundlagen zu MPEG-1, -2 und -Audio bereits in anderen Beiträgen behandelt wurden, werden hier ausschließlich die neuen bzw. aktuellen MPEG-Standards vorgestellt.
In: Unterrichtsblätter / Deutsche Telekom AG. 53. 2000. 11. S. 618-634 (17 S.) Wo man hinblickt: Turbulenzen, Unvorhersagbarkeiten, Unregelmäßigkeiten – kurz Chaos. Ist unsere wissenschaftliche Sichtweise falsch, alle Vorgänge des Kosmos auf die Basis der Ordnung abzubilden? – Nein. Mit Chaos ist nicht Fehlen jeglicher Ordnung und völlig regelloses Durcheinander gemeint, sondern – auf Grund der Vernetztheit der vielen Elemente, die miteinander eine Wechselwirkung haben – die Unberechenbarkeit der Naturprozesse. Die Chaostheorie erlaubt durch die Modellierung weit auseinander liegende Problemfelder miteinander zu verknüpfen, um dann in einem Modell die Zusammenhänge erkennbar zu machen. Mit Hilfe der Chaostheorie werden gesellschaftliche Prozesse abgebildet und dann mit einer Simulation neue, globale Strategien erstellt, um kritische Systempunkte (Systemelemente) zu erkennen. Der nachfolgende Beitrag beschreibt die Modellierung am Beispiel der Multimedia-Dienste und gibt mit einem umfassenden Glossar eine Einführung in die Begrifflichkeiten der Chaostheorie. Die Chaostheorie ist die mathematisch-physikalische Theorie zur Beschreibung von Systemen, die zwar durch Gesetzmäßigkeiten determiniert sind, bei denen aber kleine Änderungen der Anfangsbedingungen ein exponentielles Anwachsen von Störungen bewirken. Das Verhalten derartiger Systeme führt zur Ausbildung chaotischer Strukturen und ist langfristig nicht vorhersagbar. Die Chaostheorie ist beispielsweise in der nichtlinearen Optik, bei chemischen Reaktionen und der Wettervorhersage anwendbar.
RaWid was the German national technology programme on transonic aerodynamics and supporting technologies, lasting from 1995 to 1998. One of the main topics was laminar wing development. Besides aerodynamic design work, many operational aspects were investigated. A manufacturing concept was developed to be applied to operational laminar wings and empennages. It was built in a large scale manufacturing demonstrator with the aerodynamic shape of a 1,5 m section of the A320 fin nose. Tolerances in shape and roughness fulfilled all requirements. The construction can easily be adapted to varying stiffness and strength requirements. Weight and manufacturing costs are comparable to common nose designs. The mock-up to be designed in ALTTA is based on this manufacturing principle. Another critical point is contamination of suction surfaces. Several tests were performed to investigate perforated titanium suction surfaces at realistic operational conditions: - a one year flight test with a suction plate in the stagnation area of the Airbus "Beluga" - a one year test of several suction plates in a ground test near the airport - a one year test of a working suction ground test installation at all weather conditions. No critical results were found. There is no long term suction degradation visible. Icing conditions and ground de-icing fluids used on airports did not pose severe problems. Some problems detected require only respection of weak design constraints.
Safety and reliability of structures may be assessed indirectly by stress distributions. Limit and shakedown theorems are simplified but exact methods of plasticity that provide safety factors directly in the loading space. These theorems may be used for a direct definition of the limit state function for failure by plastic collapse or by inadaptation. In a FEM formulation the limit state function is obtained from a nonlinear optimization problem. This direct approach reduces considerably the necessary knowledge of uncertain technological input data, the computing time, and the numerical error. Moreover, the direct way leads to highly effective and precise reliability analyses. The theorems are implemented into a general purpose FEM program in a way capable of large-scale analysis.
The structural reliability with respect to plastic collapse or to inadaptation is formulated on the basis of the lower bound limit and shakedown theorems. A direct definition of the limit state function is achieved which permits the use of the highly effective first order reliability methods (FORM) is achieved. The theorems are implemented into a general purpose FEM program in a way capable of large-scale analysis. The limit state function and its gradient are obtained from a mathematical optimization problem. This direct approach reduces considerably the necessary knowledge of uncertain technological input data, the computing time, and the numerical error, leading to highly effective and precise reliability analyses.
Limit and shakedown analysis are effective methods for assessing the load carrying capacity of a given structure. The elasto–plastic behavior of the structure subjected to loads varying in a given load domain is characterized by the shakedown load factor, defined as the maximum factor which satisfies the sufficient conditions stated in the corresponding static shakedown theorem. The finite element dicretization of the problem may lead to very large convex optimization. For the effective solution a basis reduction method has been developed that makes use of the special problem structure for perfectly plastic material. The paper proposes a modified basis reduction method for direct application to the two-surface plasticity model of bounded kinematic hardening material. The considered numerical examples show an enlargement of the load carrying capacity due to bounded hardening.
Abstracts of the ACHEMA 2000 - International Meeting on Chemical Engineering, Environmental Protection and Biotechnology, May 22 - 27, 2000. Frankfurt am Main. Achema 2000 : special edition / Linde. [Ed.: Linde AG. Red.: Volker R. Leski]. - Wiesbaden : Linde AG, 2000. - 56 p. : Ill., . - pp: 79 - 81
Es sollte herausgestellt werden, inwieweit kalte Vorbehandlungsverfahren das Deponierverhalten von mechanisch-biologisch vorbehandeltem Restmüll beeinflussen. Das Deponierverhalten von mechanisch-biologisch vorbehandeltem Abfall wurde an Lysimeterversuchen simuliert. Die Ergebnisse zeigen, daß durch die mechanisch-biologische Behandlung des Abfalls eine CSB-Entfrachtung bezogen auf das Wasser-Feststoffverhältnis von ca. 70 % erfolgt, die kumulierte TOC-Fracht um ca. 50 % sinkt, die NH4-N-Konzentrationen eine Reduktion von annähernd 80 % aufweist, die Gasproduktion um ca 80 % fällt. Insgesamt kann mit einer erheblichen Verkürzung der Nachsorgephase gerechnet werden. - Neben den Lysimeteruntersuchungen wurden Staub- und Keimemmissionsmessungen im Handsortierbereich der MBRA durchgeführt. Die durchgeführten Keimemissionsmessungen ergaben, daß die dort Beschäftigten im Vergleich zu anderen Arbeitsbereichen z.T. signifikant erhöhten Keimbelastungen ausgesetzt sind. Den größten Anteil der im Screening eindeutig bestimmten Bakterien hatten die Enterobakteriaceen, die Streptomyceten sowie Coliformen. Den größten Anteil am Pilzspektrum hatte die Gruppe der Penicillien. Die Differenzierung zeigte die Eigung von A. fumigatus als Leitkeim. - Die Staubmessungen erfolgten gleichzeitig mit den Keimemissionsmessungen. Die Analyse der Partikelzahlen in den unterschiedlichen Größenklassen zeigt, daß 95 % der Aerosole einatembar, 90 % thorakal- und 85 % alveolengängig sind. Des weiteren ergab die Korrelation der Partikelklasse > 2 bis < 5 Mikrometer und der Konzentration an luftgetragenen Pilzen eine signifikante Übereinstimmung. Bei zukünftigen Untersuchungen und routinemäßigen Messungen durch die Aufsichtsbehörde oder im Rahmen der arbeitsmedizinischen Vorsorge könnte demnach auf die bewährte Meßgröße "Staubgehalt" zurückgegriffen werden.
Im Rahmen von Ermüdungsanalysen ist nachzuweisen, daß die thermisch bedingten fortschreitenden Deformationen begrenzt bleiben. Hierzu ist die Abgrenzung des Shakedown-Bereiches (Einspielen) vom Ratchetting-Bereich (fortschreitende Deformation) von Interesse. Im Rahmen eines EU-geförderten Forschungsvorhabens wurden Experimente mit einem 4-Stab-Modell durchgeführt. Das Experiment bestand aus einem wassergekühlten inneren Rohr und drei isolierten und beheizbaren äußeren Probestäben. Das System wurde durch alternierende Axialkräfte, denen alternierende Temperaturen an den äußeren Stäben überlagert wurden, belastet. Die Versuchsparameter wurden teilweise nach vorausgegangenen Einspielanalysen gewählt. Während der Versuchsdurchführung wurden Temperaturen und Dehnungen zeitabhängig gemessen. Begleitend und nachfolgend zur Versuchsdurchführung wurden die Belastungen und die daraus resultierenden Beanspruchungen nachvollzogen. Bei dieser inkrementellen elasto-plastischen Analyse mit dem Programm ANSYS wurden unterschiedliche Werkstoffmodelle angesetzt. Die Ergebnisse dieser Simulationsberechnung dienen dazu, die Shakedown-Analysen mittels FE-Methode zu verifizieren.
Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizität, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschränkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle für Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik führt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verzögert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend geändert. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragfähigkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegenüber elastischen Analysen wesentlich zu erhöhen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen Überblick über mögliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abhängig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden können. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle benötigt. Das Vorgehen ist ähnlich der Stabilitätsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA entwickelten Zuverlässigkeitsanalysen sind nichlinear erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv möglich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchführbar. Auf die vorgesehenen Erweiterungen der Werkstoffmodellierung für nichtlineare Verfestigung und für Schädigung konnte hier nicht eingegangen werden. Es herrscht ein deutlicher Mangel an Experimenten zum Nachweis der Grenzen zwischen elastischem Einspielen und dem Versagen durch LCF oder durch Ratchetting.
An BaTiO3 Keramik als Modellsubstanz und mit Nd:YAG- und Excimer-Lasern wurde die Mikrostrukturierung von Grünkörperpreßlingen, deren Schrumpfungsverhalten beim Sintern und die Mikrostrukturierung von gesinterten Keramiken untersucht. Für die bessere Vergleichbarkeit wurden alle keramischen Folien, Preßlinge und Sinterwerkstoffe im Rahmen des Projektes hergestellt. Die Nd:YAG Laserbearbeitung erfolgte mit einem Rasterverfahren, bei dem der fokussierte Strahl mit Hilfe eines Scanners und eines Umlenkspiegels entlang der Bearbeitungskontur geführt wurde. Bei der Excimer Laserbearbeitung wurden die Strukturen ohne Relativbewegung zwischen Strahlquelle und Bearbeitungsobjekt durch die Abbildung einer Maske erzeugt. Mit dem Nd:YAG Laser (Wellenlänge 1,06 µ m) war eine abtragende Bearbeitung nur bei den Grünkörpern, nicht aber bei den gesinterten Keramiken möglich. Mit dem Excimer Laser (Wellenlänge 248 nm) konnten dagegen sowohl Grünkörper als auch gesinterte Keramiken strukturiert werden. Wenn die Genauigkeitsanforderungen nicht unter ± 10 µm liegen, die Bearbeitungskonturen möglichst geradlinig sind und der Anteil der zu bearbeitenden Fläche klein ist, kann mit Nd:YAG-Lasern eine effiziente Mikrostukturierung von keramischen Grünkörpern durchgeführt werden. Strukturierte Grünkörper können reproduzierbar und unverzerrt zu keramischen Bauteilen gesintert werden. Mit Excimer-Lasern wird eine höhere Genauigkeit und Qualität bei der Bearbeitung von Grünkörpern und Keramiken erreicht. Die Bearbeitungseffizienz lässt sich durch eine hohe Pulswiederholfrequenz und durch die simultane Bearbeitung großer Flächen steigern. Das für Excimer-Laserstrahlung zweckmäßige Abbildungsverfahren hat besondere Vorteile, wenn ein flächiger Abtrag mit komplexen Strukturen verwirklicht werden soll, wobei Toleranzen und Reproduzierbarkeiten von besser als ± 5 µm realisiert werden konnten. Die Mikrostrukturierung mit Excimer-Lasern ist an Grünkörpern und an gebrannten Keramiken gleichermaßen möglich. Die Abtragsraten liegen bei Grünkörpern mit 0,2 µm pro Puls zwar um ca. 50% höher als bei Keramiken, es ist jedoch zweifelhaft, ob dieser Vorteil den größeren prozeßtechnischen Aufwand bei der Bearbeitung von Grünkörpern rechtfertigen kann.
Berlin, TU, Diss., 1998 x, 277 S., graph. Darst. auch erschienen unter dem gleichen Titel als Fortschriftt-Berichte VDI : Reihe 10, Informatik, Kommunikationstechnik ; 564 ISBN 3-18-356410-6 Kurzfassung Die Einführung von Multimedia-Diensten und die Etablierung einer Informationsgesellschaft bringt neben technischen Gesichtspunkten auch eine Reihe von wirtschaftlichen, rechtlichen und politischen Aspekten mit sich, die der vertieften Beobachtung und ggf. einer aktiven und gezielten Gestaltung bedürfen. Als Schritt zum Übergang ins digitale Multimedia-Zeitalter werden die hochwertigen und damit schnellen digitalen Zugangstechnologien und die Individualisierung von Diensten immer wichtiger. Die Multimedia-Dienste bieten diverse Dienstleistungen, die mit Hilfe eines einfachen Modells, bestehend aus Mittlerplattform und Architektur, beschrieben werden können. Die Dienste haben charakteristische Funktionen und Aufgaben, die über mehrere Server, unterschiedliche Endgeräte und diverse Zugangswege bereitgestellt werden. Eine wichtige Basis stellen die Standards, z. B. DAVIC und DVB, dar. Erste grundlegende Erfahrungen aus Piloten bilden die Basis für den Betrieb der Multimedia-Dienste und interaktiven Kommunikationsdienste. Über die oben beschriebene Technologie hinaus könnten für den Betrieb von Multimedia-Plattformen weitere Aspekte, wie die universelle Kommunikationsplattform XAPI, die bestehenden Dienstekonzepte des Intelligenten Netzes und die Ganzheitlichkeit der Chaostheorie, einen wichtigen Einfluß ausüben. Einen zweiten Schritt ins digitale Multimediazeitalter stellt die Integration ins gesellschaftliche Leben dar. Die Angebote von Multimedia-Diensten in Deutschland unterliegen Einflüssen, die aus den Bundesländern, der Bundesregierung, der Europäischen Union und Internationalen Abkommen hervortreten. Durch medienpolitische Zielstellungen werden gesetzliche Rahmen definiert, was sich zwangsläufig auf die Wirtschaftlichkeit von Multimedia-Diensten auswirkt. Unter die wirtschaftlichen Aspekte fallen die Kundengruppen, die Branchen und deren Produkte und Dienstleistungen. Die wichtigsten rechtlichen Grundlagen sind das Telekommunikations-, Informations- und Kommunikationsgesetz, Landesmedien- und Urheberrecht, diverse andere Gesetze und das Lizenzrecht. Die medienpolitischen Aktivitäten einzelner Unternehmen in Deutschland werden von den Verflechtungen der Medienunternehmen, dem Machtkampf um Fernsehinhalte und deren Rechten sowie den wichtigsten Unternehmen mit ihren Produkten und Dienstleistungen bestimmt. Ausgehend von der Problematisierung werden drei Lösungen entwickelt. Die universellen Kommunikationsplattformen XAPI und das Intelligente Netz IN schaffen neue Konzepte, die in eine technisch-betriebliche Lösung – das Dienstmanagement - einfließen. Der Kunde benötigt ein Dienstangebot für die Nutzung von Multimedia-Diensten. Die Grundlagen der kundenorientierten Lösung - Dienstangebot - bilden die vertrieblichen und interdisziplinären Probleme aus dem Kapitel „Problematisierung“. Mit der Chaostheorie ist eine Betrachtung der Ganzheitlichkeit möglich. Ein Teilaspekt der gesellschaftlichen Belange - die ökonomischen Entwicklung - kann mit Hilfe einer ökonomischen Lösung – der Gesamtheitlichkeit - dargestellt werden. Der Begriff ”Multimedia-Dienst” sagt schon aus, daß eigentlich alle und alles betrachtet werden kann. Alle Entwicklungen und Konzepte können in ein Gesamtkonzept einfließen und diese neu prägen. Es kann daher nur ein Ausschnitt der zu erwartenden Problemen aufzeigt werden. Die vorliegende Arbeit kann für die Beteiligten aus Technik, Wirtschaft, Recht und Politik eine Fülle von Fragestellungen beantworten und Anforderungen transparent darstellen, um frühzeitig geeignete Instrumente zum Betrieb, zur Wertschöpfung und zur gesellschaftlichen Kontrolle der digitalen Multimedia-Dienste festzulegen und andererseits den potentiellen Anbietern Planungssicherheit für den Einstieg in die neuen Märkte zu geben.