Shaker Verlag GmbH

Shaker Verlag GmbH Der Shaker Verlag mit Sitz in Maastricht und Düren widmet sich wissenschaftlichen Publikationen, vo
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Wir sind als Verlagsunternehmen mit Standorten in Deutschland und den Niederlanden vertreten. In den letzten 30 Jahren hat sich unser Tätigkeitsgebiet von rein wissenschaftlichen Publikationen zu einem breitgefächerten Themenspektrum hin entwickelt. Unser Programm umfasst derzeit mehr als 25.000 lieferbare Titel aus einer Vielzahl von Fachgebieten. Alle Titel erscheinen bei uns als Buch und gleich

zeitig auch online als pdf-Datei. Wir arbeiten mit einer Vielzahl von namhaften wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und Herausgebern zusammen. Derzeit führen wir etwa 600 Institutsreihen, in denen jeweils die neuesten Forschungsergebnisse veröffentlicht werden. Bei uns erscheinen Tagungs- und Konferenzbände namhafter europäischer Veranstaltungen und Tagungen.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9550-0Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit numerischen Simulationen z...
05/08/2024

Neuerscheinung

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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit numerischen Simulationen zum Partikelrückhalt in runden Regenbecken. Die numerische Bestimmung der Rückhaltewirkungsgrade dient dem übergeordneten Ziel, die Regenbecken hinsichtlich ihres Rückhalts von Feststoffen zu verbessern und den Eintrag von abfiltrierbaren Stoffen in die Gewässer zu reduzieren.
Aktuelle Ansätze zur Modellierung des Partikelrückhalts in Regenbecken überschätzen allerdings oftmals die Wirkungsgrade, so dass eine valide Bestimmung des Wirkungsgrades der Becken nicht möglich ist. Ziel dieser Arbeit ist es daher, eine valide Methode zur numerischen Bestimmung der Wirkungsgrade von runden Regenbecken im in-situ-Maßstab für definierte Randbedingungen zu ermitteln.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9490-9In einer Zeit, in der sich die Art und Weise, wie wir als Gesellschaft...
05/08/2024

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In einer Zeit, in der sich die Art und Weise, wie wir als Gesellschaft kommunizieren und Informationen austauschen, sich in einem stetigen und fortlaufenden Wandel befindet, freuen wir uns Ihnen den Tagungsband des 19. Düsseldorfer Forum Politische Kommunikation (DFPK) präsentieren zu dürfen.
Auch im Jahr 2023 bot das DFPK dem wissenschaftlichen Nachwuchs eine Plattform für den akademischen Austausch.
Seit fast 20 Jahren versammeln sich auf der studentisch organisierten Tagung (Nachwuchs-) Wissenschaftler:innen, Studierende und Praktiker:innen, um über die neuesten Entwicklungen, Herausforderungen und Chancen in der politischen Kommunikation zu diskutieren.
Getreu dem Leitbild der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf „Wissen schaffen, Wissen teilen“ ist es das Ziel des DFPK, Wissen zu vermitteln und ein Forum für Debatte und Austausch zu bieten.
Der Sammelband des Jahres 2023 ist das Ergebnis dieser lebendigen Diskussionen und des Engagements unserer hochgeschätzten Referent:innen. Die Beiträge in diesem Band bieten Einsichten, Analysen und möglicherweise Lösungsansätze für die komplexen Fragen, die unsere politische Kommunikation heute prägen.
Die Vielfalt der Perspektiven, die hier präsentiert werden, spiegelt die Vielfalt an gesellschaftlichen Herausforderungen wider. Von der Rolle der sozialen Medien in der politischen Arena über die Corona-Berichterstattung bis hin zu Perspektiven auf die Wahlforschung – die Themen, die in diesem Tagungsband behandelt werden, bieten methodisch und inhaltlich inspirierende Ansätze für Wissenschaft und Gesellschaft.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9576-0In wechselrichtergespeisten elektrischen Niederspannungsmaschinen muss...
02/08/2024

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In wechselrichtergespeisten elektrischen Niederspannungsmaschinen muss nach DIN EN 60034-18-41 für die gesamte Lebensdauer die Teilentladungsfreiheit des Wicklungssystems garantiert werden. Neben steilen Spannungsflanken im Wechselrichterbetrieb wird die Gefahr für das Auftreten von Teilentladungen durch den niedrigen Umgebungsluftdruck speziell bei Flugantrieben erhöht. Teilentladungen treten in Lufteinschlüssen auf, wodurch die Isolierschicht beschädigt wird. Herkömmliche Isoliermaterialien halten dauerhaft auftretenden Teilentladungen nicht stand und können innerhalb kürzester Zeit zum Ausfall der Maschine führen. Es gilt daher zu untersuchen, inwieweit neuartige Isolierwerkstoffe für den Einsatz bei Teilentladungen geeignet sind. Im Auslegungsprozess des Isoliersystems ist daher eine möglichst genaue Abschätzung der sog. Teilentladungseinsetzspannung (PDIV) notwendig. Die zur Modellierung von Teilentladungsprozessen benötigten Materialparameter der Isolierung sind jedoch oftmals gänzlich unbekannt.

Die Aufgabenstellung dieser Arbeit liegt daher in der Charakterisierung der Isoliermaterialien bezüglich der relativen Permittivität und des Rückwirkungskoeffizienten, wodurch ein zuverlässiges Modell zur genauen Vorhersage der PDIV im Auslegungsprozess einer elektrischen Maschine erzeugt werden kann. Die PDIV muss oberhalb einer definierten Prüfspannung liegen, um die Teilentladungsfreiheit zu gewährleisten. Zur Berechnung der Prüfspannung wird die Zwischenkreisspannung mit diversen Sicherheitsfaktoren multipliziert, um die realen Belastungen im Betrieb zu berücksichtigen. Um den Einfluss des normativ nicht berücksichtigten Umgebungsluftdruck abzubilden, werden das Isoliersystem einer elektrischen Maschine für den Flugbetrieb untersucht und Betriebsgrenzen abgeleitet.

New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9562-3The increasing market share of electric vehicles (EVs) leads to novel...
02/08/2024

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The increasing market share of electric vehicles (EVs) leads to novel questions regarding brake system design. To maximise efficiency and cover strict particulate emission standards, a novel and disruptive braking system concept could be beneficial, in which the conventional friction brakes of the rear axle are replaced by a central axle brake module integrated into the driveline. This arrangement eliminates wheel-individual service brake intervention on the rear axle, which are generally used for electronic stability control (ESC). This thesis discusses the driving dynamics potentials and challenges of such a system.
To demonstrate the lateral dynamics potential of the new brake system topology, a proposal for a dedicated vehicle dynamics controller (VDC) is introduced into a software-in-the-loop simulation environment. The investigations on lateral dynamics identify certain limitations in under- and over-steering-critical situations. Performance degradations during braking and acceleration on inhomogeneous (µ-split) surface are also discussed. Especially the acceleration case represents a clear physical limitation that can only be solved by bespoke hardware measures, e.g. limited slip differentials (LSDs).
This work puts special emphasis on the development of a methodology for the assessment and selection of passive LSDs. It extends known approaches for the quantification of driving dynamics properties such as the Milliken-Moment-Method, but also considers the impact of LSDs in daily driving conditions. As an alternative, a novel parking brake concept is presented that combines conventional parking brake functionality but also supports climbing ability on µ-split. This multi-disc brake concept is mounted on the differential housing and is acting on the axle shafts.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9574-6Die Wassereinspritzung in den Brennraum eines Motors bewirkt aufgrund ...
01/08/2024

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Die Wassereinspritzung in den Brennraum eines Motors bewirkt aufgrund der Verdampfungsenthalpie und der Wärmekapazität des Wassers eine Kühlung der Frischladung. Dadurch wird die Klopfneigung des Motors deutlich reduziert, das Abgas gekühlt und somit die Notwendigkeit einer Gemischanreicherung wegen des Bauteilschutzes bei hohen Motorleistungen erheblich verringert. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO-Emissionen. Neben diesem primären Ansatz könnte die Wassereinspritzung auch in Kombination mit einem höheren Verdichtungsverhältnis eingesetzt werden und somit den Wirkungsgrad im Teillastbereich verbessern.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Vorgehensweise und die Ergebnisse der thermodynamischen Untersuchung des Einflusses der Wassereinspritzung auf das ottomotorische Brennverfahren. Das Ziel ist es, diesen Einfluss zu quantifizieren und den Wirkungsgrad der Wassereinspritzung - also die genutzte Kühlleistung bezogen auf die maximal mögliche Kühlleistung - zu bestimmen. Um eine abschließende Effizienzbewertung durchzuführen werden die einzelnen Prozesse der Wassereinspritzung kaskadenartig betrachtet. Dies führt auch zu einem besseren Verständnis ihrer Wirkpfade. Insbesondere die thermodynamischen Prozesse, die zur Erwärmung und Verdunstung eines Wassertropfens führen, sowie die kalorischen Einflüsse des Wasserdampfes auf den ottomotorischen Verbrennungsprozess, stehen im Fokus dieser Arbeit.

Zur Analyse und Bewertung der systembedingten Einflüsse und Randbedingungen auf die Tropfenverdunstung wurde ein Grundlagenprüfstand "Verdunstungskammer" entwickelt und genutzt, um ein detailliertes Verdunstungsmodul für ein nulldimensionales Simulationsmodul zu entwickeln, das den Wärme- und Stofftransport auf der Ebene einzelner Tropfen quantiïfiziert. Dieses Modul wird anschließend mit einem vereinfachten Ansatz für ein Spray kombiniert, um das Verhalten des Tropfenkollektivs in der Gasphase zu beschreiben.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9520-3Leichtbau ist ein wichtiger Trend in der Automobilindustrie, um die CO...
31/07/2024

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Leichtbau ist ein wichtiger Trend in der Automobilindustrie, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. Allerdings kann Karosserieleichtbau zu einer Verschlechterung der Fahrzeugakustik im Innenraum führen. Besonders kritisch sind flächige Strukturbauteile, die die Fahrgastzelle von äußeren Geräuschquellen trennen. Umden Geräuschpegel im Fahrzeug zu reduzieren, sind häufig zusätzliche Maßnahmen in der späten Phase der Fahrzeugentwicklung erforderlich. Diese Aspekte führen jedoch zu höherem Fahrzeuggewicht und damit verbundenen Kosten. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur systematischen Auswahl akustisch effizienter Leichtbau-Fahrzeugstrukturen für die frühe Phase des Fahrzeugentwicklungsprozesses entwickelt. Die Methode basiert auf einem Kennwert, dem Leichtbau-Akustik-Index und einer Vorhersagemethode zur akustischen Wirksamkeit von flächigen Karosseriebauteilen.
Die Methode erlaubt eine gezielte Bewertung aller in Frage kommenden Flächenstrukturen hinsichtlich Masse, Bauraum und Akustik. Sie leistet einen wichtigen Beitrag, um bereits in einer frühen Phase des automobilen Produktentstehungsprozesses akustische Aspekte bei der Entwicklung von Leichtbaukonstruktionen systematisch zu berücksichtigen. Die neue Methode ermöglicht eine frühzeitige und ganzheitliche Abschätzung von Leichtbau und Akustik im Fahrzeuginnenraum. So kann die Ausgangslage für Optimierungen in späteren Phasen verbessert und Kosten gespart werden.

New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9531-9Identification of object velocities in the vicinity of self-driving v...
30/07/2024

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Identification of object velocities in the vicinity of self-driving vehicles is of exceptional importance as it provides insights into the evolving environment. To satisfy this demand, this thesis addresses a holistic approach to environment perception, with a particular focus on velocity estimation. Specifically, pioneering artificial intelligence methods are developed to process automotive radar data.

New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9555-5Investigating the magnetic properties of iron cores enables improveme...
29/07/2024

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Investigating the magnetic properties of iron cores enables improvements in efficiency and the reduction of energy losses in electrical machines. An advanced magnetization model that is capable of more accurately and efficiently predicting the performance of ferromagnetic materials becomes essential for the development of electrical machines in an early production cycle.

This research presented efficient vector hysteresis models for anisotropic ferromagnetic materials in a physical and thermodynamic approach, providing accurate and insightful predictions of their magnetic properties. The models were incorporated into FE simulations in primal and dual ways, avoiding the need for time consuming model inversions. The proposed approaches showed great potential for practical applications in design optimization and performance evaluation of electromagnetic devices. Further research can explore extending the models to account for magnetodynamic scenario and thermal effects and investigate additional applications in the field of electromagnetic devices.

New Publicationwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9543-2The aim of this dissertation is to investigate the effect of interfac...
25/07/2024

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The aim of this dissertation is to investigate the effect of interfaces on phase transformation, yielding behaviour, and hydrogen embrittlement resistance, which can provide ‘bottom-up’ guidance to design medium-Mn steels (MMnS) with desired mechanical properties. In order to obtain qualitative and quantitative information on microstructure and nanostructure, multi-scale characterization techniques were utilized in combination with thermodynamics-based simulation in the present work. Electron backscattering diffraction (EBSD), high-energy synchrotron diffraction (SYXRD), and transmission electron microscopy measurements were applied to study the microstructural evolution. Atom probe tomography (APT) was dedicatedly used to deliver chemical information at various interfaces and to analyse the elemental partitioning of solute elements at the near-atomic scale. To evaluate hydrogen-induced mechanical degradation and hydrogen concentration, cathodic hydrogen charging, thermal desorption analysis (TDA), and slow strain rate tensile (SSRT) testing were implemented. Additionally, the thermodynamics-based diffusion module (DICTRA) was utilized to predict the formation of concentration profiles at migrating interfaces and correlated with experimental observation. By engineering the interfacial features, their interplay with dislocations and consequently the mechanical properties can be controlled. This study emphasizes the significance and potential of interface engineering in tailoring the microstructural evolution and in tuning mechanical properties of MMnS. In the foreseeable future, interface engineering may contribute to the design of high-performance, sustainable steels for the automotive, energy, and offshore industry.

Neuerscheinungwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9554-8In dieser Dissertation wird eine neue Heuristik für die Graphen- und H...
24/07/2024

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In dieser Dissertation wird eine neue Heuristik für die Graphen- und Heuristikbasierte Topologieoptimierung (GHT) vorgestellt, welche ergänzend und konkurrierend zu den bestehenden Expertenregeln antritt. Durch Methoden des Reinforcement Learnings (RL) lernt das der Heuristik zugrundeliegende Machine-Learning-Modell, der Agent, selbstständig eine Strategie an, um die zu optimierende Struktur durch Topologieänderungen zu versteifen. Dazu wird eine zellenbasierte RL-Umgebung vorgestellt, welche eine konsistente Beschreibung von lokalen Bereichen in den Strukturgraphen ermöglicht. Die Zelle definiert den Bereich, in dem die Heuristik Topologiemodifikationen vornehmen kann. Durch ein neu entwickeltes Formabweichungsmaß wird die Steifigkeit einer Zelle rein geometrisch beschrieben. Das Training der Agenten basiert auf einem dreistufigen Prozess, bei dem in den ersten beiden Stufen systematisch nach geeigneten Trainingsparametern gesucht wird. In der dritten Stufe soll die Strategie des Agenten durch Transferlernen weiter generalisiert werden. Neben der versteifenden Heuristik wird diskutiert, wie und ob auf Basis des vorgestellten Ansatzes eine weitere RL-Heuristik entwickelt werden kann, welche die Strukturen nachgiebiger macht.

Die strukturversteifende Heuristik wird in verschiedenen praktischen GHT-Optimierungen auf ihre Performance und den Mehrwert für die GHT hin untersucht. Analysiert wird ein Rahmenmodell, ein Biegeträger und ein Schwellerausschnitt in unterschiedlichen Crashlastfällen. In vielen Optimierungen hat sich gezeigt, dass die RL-Heuristik erfolgreich eingesetzt werden kann und den Optimierungsprozess zu einer besseren Struktur gegenüber einer Vergleichsoptimierung ohne RL-Heuristik führt.

New Publicationwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9530-2Garlic for drying is of high quality in terms of total solids, colour...
23/07/2024

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Garlic for drying is of high quality in terms of total solids, colours, bioactive compounds and antioxidant capacity. Dried garlic is used for meat products, soups, sauces and many food supplements. Garlic can be dried using air-drying, vacuum-drying, infrared hot-air drying and freeze-drying. Such drying techniques enable the production of dried products that meet quality and microbiological standards. However, research on the loss of potential health benefits associated with the retention of bioactive compounds, including allicin and phenolic compounds, or resulting from poor storage conditions is still limited.

Therefore, the introduction of proper hot-air drying and storage conditions for developing countries can easily eliminate garlic post-harvest losses, quality changes and potential health benefit decreases. Hot-air drying is a method with much potential in tropical and subtropical countries.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9560-9Der vorliegende Band der Reihe „Dialog Bürgermedien“ thematisiert, die...
22/07/2024

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Der vorliegende Band der Reihe „Dialog Bürgermedien“ thematisiert, die historische Diskussion um das Bürgerfernsehen „Offener Kanal“. Er zeigt auch die exzellente Akzeptanz des Offenen Kanals MQ e.V. in der Bevölkerung, der Stadt und des Landkreises. Die Diskussionsrunde „Netzpolitischer Salon“ würdigt praxisbezogene Hinweise zur Arbeitsweise mit Bürgermedien.

Differenziert werden spezielle Projektergebnisse in Kooperation mit dem Offenen Kanal MQ thematisiert. Von besonderem Interesse dürften dabei die Analyseergebnisse von Kai Köhler-Terz sein, der eine Analyse der Produktionen des Offenen Kanals MQ erstellt hat, dabei besonders aufschlussreich die Darstellung, wie häufig die erstellten Produktionen gesichtet bzw. aus dem Archiv aufgerufen wurden.

Die Berücksichtigung medienpädagogischer Ansätze in der historischen Entwicklung, angeregt durch die gute Kooperation mit der Hochschule Merseburg, insbesondere mit dem Studiengang „Kultur- und Medienpädagogik“, wird ebenfalls in dieser Publikation aufgegriffen.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9513-5Dieser Band stellt den ersten Teil der Gesamtausgabe des Briefwechsels...
16/07/2024

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Dieser Band stellt den ersten Teil der Gesamtausgabe des Briefwechsels zwischen Joan Maragall und seiner Ehefrau Clara Noble dar. Er umfasst die Edition der Briefe, die Joan Maragall in den 21 Jahren zwischen dem Beginn ihrer Beziehung im Jahr 1890 und dem Tod des Dichters 1911 an seine Gattin schrieb.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9561-6Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, den Digitalisierungsstan...
15/07/2024

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Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, den Digitalisierungsstand in produzierenden Unternehmen systematisch zu bewerten. Der Schwerpunkt liegt auf innovativen Produkten sowie den notwendigen Prozessen, Methoden und Tools im Engineering, unter Berücksichtigung der Kompetenzen der Mitarbeiter in einem geeigneten organisatorischen Umfeld.
Zunächst werden die Handlungsfelder der Digitalisierung im Engineering identifiziert und deren Optimierungspotenziale basierend auf etablierten Ansätzen und Lösungskonzepten wie Product Lifecycle Management, Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE), Digitale Zwillinge und Arbeitssystemanalyse aufgezeigt.
Um diese Ansätze effizient in die Praxis umzusetzen, bedarf es eines konkreten Validierungsverfahrens. Reifegradmodelle bieten sich hierfür an. In dieser Arbeit wurden daher bestehende Reifegradmodelle im Kontext der Digitalisierung hinsichtlich ihrer Eignung für Engineering-relevante Anforderungen analysiert. Darüber hinaus wurde ein eigenes Reifegradmodell, das VPE EDMM (VPE Engineering Digitalization Maturity Model), entwickelt. Das Modell besteht aus sechs Dimensionen: Digitalisierung der Produkte und Services: Behandelt die Transformation von mechatronischen Produkten zu cybertronischen, intelligenten Produkten/ Systemen/ Cyber Physical Systems.
Mensch: Berücksichtigt die Fähigkeiten und Kompetenzen der Ingenieure im Kontext der Digitalisierung.
Organisationskultur: Reflektiert die Anpassungsfähigkeit und das digitale Mindset innerhalb des Unternehmens.
Organisationsstruktur: Untersucht die Unternehmensstruktur im Hinblick auf die Unterstützung digitalisierter Ingenieurarbeit.
Daten: Analysiert den Umgang mit Daten, einschließlich ihrer Qualität, Integration und Nutzung.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9564-7Die Wirtschaftspsychologie will zum Verständnis wirtschaftlicher Entsc...
12/07/2024

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Die Wirtschaftspsychologie will zum Verständnis wirtschaftlicher Entscheidungen von Menschen beitragen. Dieses Lehrbuch richtet sich an Praktiker und an Lehrende und Studierende der Psychologie und der Wirtschaftswissenschaften.
Behandelt werden zunächst die evolutionären, sozialpsychologischen und kognitiven Grundlagen menschlicher Entscheidungen.
Dann wird das Verhalten von Menschen in Organisationen, bei Kauf und Verkauf und in Arbeitsverhältnissen untersucht. Ausführlich wird auf die Einflüsse der Informationstechnologien sowie der Globalisierung eingegangen.
Kontrollfragen erlauben Studierenden eine gezielte Vorbereitung auf Tests.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9556-2Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Anwendungspotential von Ni...
11/07/2024

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Anwendungspotential von Ni-Basis Fülldrahtelektroden vom Typ T Ni 6625 hinsichtlich Produktivität, Verarbeitbarkeit und Qualität. Der inhaltliche Schwerpunkt liegt auf der Betrachtung der Schweißeignung und insbesondere der Heißrissneigung. Vor diesem Hintergrund werden verschiedene Einflussfaktoren analysiert und betrachtet.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9552-4Die elektrische Leitfähigkeit, die Hall-Konstante und die daraus berec...
10/07/2024

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Die elektrische Leitfähigkeit, die Hall-Konstante und die daraus berechenbaren Größen Ladungsträgerdichte und Ladungsträgerbeweglichkeit sowie der Seebeck-Koeffizient zählen zu den wichtigsten Transporteigenschaften bei der elektrischen Materialcharakterisierung. Um sie zu bestimmen, werden nach dem aktuellen Stand der Technik mehrere Messgeräte benötigt. In der vorliegenden Arbeit wird der zweistufige Entwicklungsprozess eines neuartigen Hochtemperatur-Kombimessgerätes beschrieben, mit dem die simultane Bestimmung der oben genannten Parameter bis 800 °C möglich ist.
Im ersten Teil der Arbeit wird der Messaufbau der ersten Generation vorgestellt, der zunächst nur die Messung der elektrischen Leitfähigkeit und der Hall-Konstante bis 600 °C vorsieht. Der überwiegend mittels FEM-Simulationen entwickelte Probenträger mit integrierter Heizleiterstruktur ermöglicht dabei die Verwendung beliebiger Probengeometrien gemäß der Van-der-Pauw-Messmethode.
Im zweiten Teil wird auf die Erhöhung der Maximaltemperatur auf 800 °C sowie die Integration der Messung des Seebeck-Koeffizienten in den Messaufbau eingegangen. Die Überprüfung der Funktionalität des neuen Kombimessgeräts bis 800 °C erfolgte mithilfe literaturbekannter Materialien.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9545-6Die Bewertung von Schleifprozessen durch Simulationsmodelle bietet gro...
10/07/2024

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Die Bewertung von Schleifprozessen durch Simulationsmodelle bietet großes Potenzial für die Vorauslegung. Hierbei können Ressourcen für physische Versuche gespart sowie optimale und robuste Stellgrößen hinsichtlich der Produktivität und zur Vermeidung von Vorschädigungen ausgelegt werden. Durch die komplexen Eingriffsbedingungen der Profilschleifprozesse von Turbinenschaufeln und die großen Parameterbereiche der verwendeten Stellgrößen gibt es in der Literatur keine Prozesssimulation, die den Prozess zufriedenstellend abbildet.

Daher wurde in dieser Arbeit eine makroskopische Schleifprozesssimulation zur Berechnung der mechanischen und thermischen Bauteilbelastungen für die Schleifbearbeitung von Turbinenlaufschaufeln aus Nickelbasis-Superlegierungen entwickelt. Umfangreiche experimentelle Versuchsreihen dienten der Parametrisierung von Kraft- und Wärmeeintragsmodellen. Hierbei kamen Optimierungsalgorithmen, Kreuzvalidierungen sowie das Lösen inverser Wärmeübertragungsprobleme zum Einsatz. Des Weiteren wurde mithilfe eines neuen abstandsbasierten Ansatzes unter Verwendung der Finiten-Elemente-Methode die Berechnung komplexer Eingriffsbedingungen und die Simulation des Zerspanungsprozesses entwickelt. Diese Simulation ermöglicht die inverse Ermittlung zulässiger und optimaler Stellgrößen unter Berücksichtigung synthetischer mechanischer und thermischer Grenzen der Prozesskenngrößen. Die Prozesssimulation wurde anhand eines Serienprozesses zum Schleifen einer Turbinenlaufschaufel validiert.

Die in dieser Arbeit entwickelte Simulation bietet die Basis für eine Prozessvorauslegung in Hinblick auf Prozessgrenzen. Des Weiteren eignet sich die Simulation dazu, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Werkzeug und Bauteil zu analysieren und das Prozessverständnis zu steigern.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9533-3Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist ein wichtiges Werkzeug für die z...
09/07/2024

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Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist ein wichtiges Werkzeug für die zuverlässige Auslegung technischer Elastomerbauteile. Durch die Wahl geeigneter Modellierungsstrategien können das Bauteilverhalten detailliert untersucht und Ansatzpunkte zur Ausschöpfung von Optimierungspotenzialen identifiziert werden. Für den erfolgreichen Einsatz hyperelastischer Materialmodelle in der FEA sind fundierte Kenntnisse über die Modellvorhersagegenauigkeit und Kalibrierbarkeit der verschiedenen Materialmodelle, der FEA und deren Zusammenspiel mit den Materialmodellen unerlässlich. Eine ganzheitliche Betrachtung der genannten Punkte ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Die Modelle werden jeweils im Hinblick auf die zur Kalibrierung erforderlichen Messdaten, die zu erwartende Modellvorhersagegenauigkeit sowie mögliche Fallstricke bei der Anwendung charakterisiert und daraus eine Hilfestellung für die Modellauswahl abgeleitet. Neben etablierten Materialmodellen werden auch neuartige Modellansätze behandelt. Aufbauend auf dem aktuellen Stand der Forschung wird ein interpolationsansatzbasiertes hyperelastisches Materialmodell entwickelt, das die Kompressibilität von Elastomeren sowie den Einfluss der Mehrachsigkeit auf das elastische Verhalten berücksichtigt. Des Weiteren werden die Herausforderungen bei der FEA von Elastomerbauteilen erörtert, die im Zusammenhang mit dem meist quasi-inkompressiblen Materialverhalten von Elastomeren auftreten, und geeignete Modifikationen der klassischen Elementformulierung diskutiert. Die Evaluation der Praxistauglichkeit der entwickelten Berechnungsmethoden erfolgt anhand von technischen Anwendungsbeispielen.

New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9563-0The structural integrity of components is a key prerequisite to ensur...
09/07/2024

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The structural integrity of components is a key prerequisite to ensure a safe operation of turbomachines and to guarantee their availability. In this context, a relevant failure scenario is high cycle fatigue of the turbomachinery rotor. For its mitigation, the design objectives from an aeromechanical point of view are to reduce the aerodynamic forcing amplitude of the rotor as much as possible, while at the same time achieving to increase its damping, such that the vibratory stresses in operation remain as low as the endurance limit of the material.

Conventional stator designs are typically characterized by vanes of identical shape that are arranged equidistantly around the circumference. In contrast, asymmetrical stator configurations typify all those stator designs, whose individual vanes are not arranged equidistantly and which may exhibit an additional variation in their shaping. Their application aims to control the aerodynamic forcing characteristic of the turbomachinery rotor in a targeted manner and to particularly reduce the aerodynamic forcing amplitude of relevant frequency contributions.

This numerical study is intended to contribute to the investigation of asymmetrical stator configurations under aeromechanical aspects and addresses their influence on the aerodynamic forcing and damping characteristic of the rotor. A transonic axial turbine stage of a turbocharger, which is in series equipped with an asymmetrical stator configuration, serves as an exemplary study case. The findings of this study prove asymmetrical stator configurations in their potential to be used as a suitable design feature for passive aeroelastic control.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9546-3Faserverstärkte Kunststoffe werden aufgrund ihrer hohen, gewichtsspezi...
08/07/2024

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Faserverstärkte Kunststoffe werden aufgrund ihrer hohen, gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften zunehmend als Leichtbauwerkstoff eingesetzt, sodass zukünftig hohe faserverstärkte Abfallmengen anfallen werden. Im Rahmen des mechanischen Recyclings werden die faserverstärkten End-of-Life-Bauteile in einem ersten Prozessschritt zu Mahlgut zerkleinert. Eine Herausforderung bei der Zerkleinerung ergibt sich aus der Entstehung von Faserbruchstücken, welche als potentiell toxischer Faserstaub eingeatmet werden können. Das Ziel dieser Arbeit besteht daher einerseits darin, zu untersuchen, ob und in welchem Ausmaß bei der Zerkleinerung von faserverstärkten Thermoplasten einatembare und alveolengängige Faserbruchstücke sowie WHO-Fasern entstehen. Andererseits werden die entstehenden Faserstäube hinsichtlich ihrer Toxizität analysiert. Die Untersuchungen haben die Entstehung teils grenzwertüberschreitender Konzentrationen an einatembarem und alveolengängigem Faserstaub sowie von WHO-Fasern bestätigt. Die Faserstaubfreisetzung ist dabei umso höher, je spröder das Material versagt und je länger das Material im Mahlraum verbleiben muss. Obwohl hohe Konzentrationen an WHO-Fasern in dem Faserstaub ermittelt wurden, haben die Untersuchungen lediglich eine geringe Toxizität und entzündliche Wirkung ergeben. Anhand der Untersuchungsergebnisse wird im Anschluss ein Modell zur Approximation der einatembaren Faserstaubmasse bei der Zerkleinerung entwickelt sowie Handlungsempfehlungen formuliert, welche die Reduzierung der Faserstaubfreisetzung während der Zerkleinerung ermöglichen

New publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9403-9Various factors, including demographic change, globalization, and cul...
05/07/2024

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Various factors, including demographic change, globalization, and cultural practices based on race, age, ethnicity, religion, or gender, emphasize their impact on societies and businesses. This has heightened the importance of diversity, equality, and inclusion in the workplace. Organizations striving to support diverse groups view these values as interconnected, leading to better-equipped companies that can face challenges, attract top talent, and meet diverse customer needs. Implementing a strategy for workplace diversity yields benefits such as improved business performance, productivity, customer understanding, recruitment from a broader candidate pool, team innovation, and effective problem-solving. Additionally, diversity, equality, and inclusion significantly impact talent retention, decision-making quality, and employee motivation. Businesses aiming for diverse and inclusive environments must integrate these principles into their corporate strategy.

In parallel, the Turkish-German University, in collaboration with Bielefeld University of Applied Sciences and Arts, hosted a conference on "Diversity, Equality, and Inclusion" in Istanbul, supported by the German Academic Exchange Service (DAAD). The conference provided a platform for academics and practitioners to discuss current issues related to the topic from various perspectives, with the presented academic papers forming the chapters of this book.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9384-1Die nach dem derzeit für Ingenieurbauwerke der Verkehrsinfrastruktur i...
05/07/2024

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Die nach dem derzeit für Ingenieurbauwerke der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland gültigen Regelwerk DIN EN 1992-2 und DIN EN 1992-2/NA bemessenen erforderlichen Übergreifungslängen für Betonstahl sind im internationalen Vergleich, vor allem bei kleinen lichten Abständen zwischen den gestoßenen Stäben und großen Stabdurchmessern (Ø ≥ 16mm), mit Abstand am größten. Schäden, die auf die teilweise deutlich geringeren Übergreifungslängen zurückzuführen sind, sind nicht bekannt. Die deutschen Regelungen in DIN EN 1992-2/NA sollen nicht nur die Tragfähigkeit, sondern auch die Gebrauchstauglichkeit abdecken. Dabei gehen die deutschen Festlegungen bezüglich der Betondeckung auf der sicheren Seite liegend konservativ von c = 1,0 Ø aus. Der günstige Einfluss einer größeren Betondeckung darf nach Eurocode 2 mit dem Faktor α2 berücksichtigt werden. Dieser Faktor ist nach dem deutschen Nationalen Anhang allerdings generell mit α2 = 1,0 anzusetzen, während er nach Eurocode 2 Werte bis 0,7 annehmen kann. Ein weiterer wesentlicher Unterschied ergibt sich in Abhängigkeit von Stoßanteil und Stabdurchmesser aus dem Stoßfaktor α6 bei kleinen lichten Abständen (a < 8 Ø) zwischen den gestoßenen Stäben. Daher stellt sich die Frage nach einer Überprüfung der im internationalen Vergleich sehr konservativen deutschen Regelungen bei Ingenieurbauwerken mit üblicherweise deutlich größeren Betondeckungen als c = 1,0 Ø, da sich alleine bei Anwendung des Faktors α2 um bis zu 30% kürzere Übergreifungslängen ergeben können. Daraus können unter Umständen ausführungstechnisch und konstruktiv günstigere Bewehrungsanordnungen und teilweise deutliche Kostenreduzierungen infolge des geringeren Materialbedarfs resultieren was sich nicht zuletzt auch hinsichtlich der Ressourceneffizienz vorteilhaft auswirkt.

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