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A new method for improved autoclave loading within the restrictive framework of helicopter manufacturing is proposed. It is derived from experimental and numerical studies of the curing process and aims at optimizing tooling positions in the autoclave for fast and homogeneous heat-up. The mold positioning is based on two sets of information. The thermal properties of the molds, which can be determined via semi-empirical thermal simulation. The second information is a previously determined distribution of heat transfer coefficients inside the autoclave. Finally, an experimental proof of concept is performed to show a cycle time reduction of up to 31% using the proposed methodology.
Wind energy represents the dominant share of renewable energies. The rotor blades of a wind turbine are typically made from composite material, which withstands high forces during rotation. The huge dimensions of the rotor blades complicate the inspection processes in manufacturing. The automation of inspection processes has a great potential to increase the overall productivity and to create a consistent reliable database for each individual rotor blade. The focus of this paper is set on the process of rotor blade inspection automation by utilizing an autonomous mobile manipulator. The main innovations include a novel path planning strategy for zone-based navigation, which enables an intuitive right-hand or left-hand driving behavior in a shared human–robot workspace. In addition, we introduce a new method for surface orthogonal motion planning in connection with large-scale structures. An overall execution strategy controls the navigation and manipulation processes of the long-running inspection task. The implemented concepts are evaluated in simulation and applied in a real-use case including the tip of a rotor blade form.
Magnetic nanoparticle relaxation in biomedical application: focus on simulating nanoparticle heating
(2021)
Dual frequency magnetic excitation of magnetic nanoparticles (MNP) enables enhanced biosensing applications. This was studied from an experimental and theoretical perspective: nonlinear sum-frequency components of MNP exposed to dual-frequency magnetic excitation were measured as a function of static magnetic offset field. The Langevin model in thermodynamic equilibrium was fitted to the experimental data to derive parameters of the lognormal core size distribution. These parameters were subsequently used as inputs for micromagnetic Monte-Carlo (MC)-simulations. From the hysteresis loops obtained from MC-simulations, sum-frequency components were numerically demodulated and compared with both experiment and Langevin model predictions. From the latter, we derived that approximately 90% of the frequency mixing magnetic response signal is generated by the largest 10% of MNP. We therefore suggest that small particles do not contribute to the frequency mixing signal, which is supported by MC-simulation results. Both theoretical approaches describe the experimental signal shapes well, but with notable differences between experiment and micromagnetic simulations. These deviations could result from Brownian relaxations which are, albeit experimentally inhibited, included in MC-simulation, or (yet unconsidered) cluster-effects of MNP, or inaccurately derived input for MC-simulations, because the largest particles dominate the experimental signal but concurrently do not fulfill the precondition of thermodynamic equilibrium required by Langevin theory.
Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten mit realistischen Modellen und erhöhten Verhaltensbeiwerten
(2021)
Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten führt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr geführt werden können. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einführung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter verschärfen. Aufgrund der Erhöhung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht berücksichtigten Tragfähigkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verfügbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept für die gebäudespezifische Ermittlung von erhöhten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie die Überfestigkeiten berücksichtigt werden. Für die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von Wänden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. Für die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingeführt, mit dem die Interaktion von Wänden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erhöhten gebäudespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erhöhten Verhaltensbeiwerten für dieses Gebäude liegen deutlich näher an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben übliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenansätzen nachweisbar.
Die Applikation „Slot“ ist eine lehrbegleitende Kommunikations- und Kooperationsplattform, die eine zeitgemäße Lehre, Studienorganisation und Präsentation zulässt.
Slot dient dabei nicht nur als Hilfestellung für Lehrende und Lernende, sondern ermöglicht auch die vollständige Durchführung von effizientem Unterricht. Den Lernenden soll maximale Kontrolle zur Erarbeitung ihres Wissens und Übersichtlichkeit in der Kommunikation geboten werden. Um für die unterschiedlichen Nutzergruppen ein benutzerfreundliches System zu schaffen, steht eine breitgefächerte Funktionsauswahl zur Verfügung: Videochat, Messenger, VR-Raum, Whiteboard, Aufgabenübersicht, Datenabgabe, Kalender, Profil und ToDo-List. Die Nutzungsmöglichkeiten können individuell auf die unterschiedlichen Nutzergruppen und deren entsprechenden Bedürfnissen angepasst werden.
The minimum dissipation requirement of the thermodynamics of irreversible processes is applied to characterize the existence of laminar and non-laminar, and the co-existence of laminar and turbulent flow zones. Local limitations of the different zones and three different forms of transition are defined. For the Couette flow a non-local “corpuscular” flow mechanism explains the logarithmic law-of-the-wall, maximum turbulent dimensions and a value x=0,415 for the v. Kármán constant. Limitations of the logarithmic law near the wall and in the centre of the experiment are interpreted.
Welchen Einfluss haben Erinnerungen auf unser Bewusstsein und wie definieren sie uns als Individuum? Erinnerungen gehen verloren — sei es durch einfaches Vergessen, traumatische Erlebnisse oder Krankheit. Aber wie sehr wirkt sich das Vergessen auf unsere Persönlichkeit aus? Wenn wichtige Erlebnisse aus unserer Erinnerung verschwinden, bleiben wir dann noch wir selbst?
Für die gestalterische Auseinandersetzung mit diesen Fragen wurde das Medium Film gewählt. Der Film führt uns auf eine Reise durch die Erinnerungs- und Gedankenwelt einer Person, die ihre Erinnerung verloren hat. Mit der Hilfe des Psychologen Dr. Daniel Rose soll ein Memory-Backup durchgeführt werden, um die verlorenen Erinnerungen wiederherzustellen. Dabei sollen ihre Erinnerungen neu aufgesetzt werden, um ihr altes Bewusstsein zurückzugewinnen. Stück für Stück werden die verlorenen Erinnerungen in verschiedenen Bewusstseinsphasen zusammengesetzt und mit ihnen löst sich das Rätsel ihres Verschwindens.
Damit sich Kinder in einer zunehmend digitalisierten Welt zurechtfinden können, ist die Schulung von Medienkompetenz unerlässlich. Als Digital-Analog-Hybrid-Game ermöglicht „Einmal Gezheim und zurück“ die spielerische Auseinandersetzung mit verschiedenen Informationsquellen. Zum Lösen der integrierten Rätsel ist der Einsatz der beiliegenden Print-Komponenten erforderlich, sodass die Spielenden automatisch Bildschirmpausen einlegen, um sich mit einem analogen Recherche-Medium zu beschäftigen. Die Handlung wurde speziell für das Projekt konzipiert: Im Zentrum der Mystery-Erzählung stehen die 13-jährige Britta und ihr Nachbar Herr Erdmann, der 1973 spurlos verschwindet. Mithilfe der Notizen des Verschollenen, die im gedruckten Teil des Spiels zu finden sind, lösen die Spielenden in einem spannenden Point-and-Click-Adventure das Rätsel um die fiktive Stadt Gezheim, schwarze Löcher und ein vergessenes Alienvolk...