Ein Beitrag zur Optimierung des Wissenstransfers in der Einzelfertigung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - XVI, 176 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
ISBN 978-3-86360-223-9
Wissen entwickelt sich immer mehr zur wichtigsten Ressource der Unternehmen. Besonders in der Einzelfertigung stellt das Wissen erfahrener Mitarbeiter ein kritisches Erfolgspotenzial zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit sowie zu Auf- und Ausbau von Wettbewerbsvorteilen dar. Bedingt durch die charakteristischen Eigenschaften der Einzelfertigung, wie wenig detaillierte Arbeitsvorgaben, große Arbeitsinhalte und eine hohe Komplexität von Produkten und Prozessen, ist ein umfangreiches Spezial- und Erfahrungswissen zur qualitäts- und zielgerichteten Durchführung der Arbeitshandlungen unerlässlich. Zum Erhalt dieser wichtigen Ressource in der Einzelfertigung und zur Reduzierung des Risikos des Wissensverlustes bei Ausscheiden erfahrener Mitarbeiter bedarf es der Etablierung effizienter Lösungen. Übliche Methoden zum Wissenstransfer sind hierzu jedoch aufgrund der charakteristischen Eigenschaften der Einzelfertigung sowie zumeist fehlender Betrachtung der komplexen Wissensstruktur erfahrener Mitarbeiter zur Regulation der Arbeitshandlungen in der Einzelfertigung nur bedingt geeignet. In der vorliegenden Arbeit wird daher eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, die Wissensinhalte der komplexen Wissensstrukturen erfahrener Mitarbeiter zur erfolgreichen Handlungsdurchführung in der Einzelfertigung zu heben und auf junge Mitarbeiter zu übertragen. Hierzu wird zunächst, basierend auf arbeitspsychologischen Theorien zur Handlungsregulation, die Beziehung zwischen dem Wissen des erfahrenen Mitarbeiters und dessen Handeln im Arbeitsprozess herausgearbeitet. Ausgehend von diesen Erkenntnissen werden die Anforderungen an die Methode definiert sowie eine allgemeingültige Referenzmethode zum Einsatz in der Einzelfertigung entwickelt. Anschließend wird, basierend auf der Referenzmethode, eine, an den Einsatzbereich adaptierte, spezifische Methode in einem systematisch geleiteten partizipativen Verfahren mit Mitarbeitern der Dampfturbinenfertigung der Siemens AG am Standort Mülheim an der Ruhr erarbeitet und angewandt. Die multifaktorielle Wirksamkeit der entwickelten Methode sowohl für die anwendenden Mitarbeiter, den Anlernprozess und die Organisation als Ganzes durch die erfolgreiche Übertragung des Spezial- und Erfahrungswissens erfahrener Mitarbeiter konnte anhand der Ergebnisse der Vorversuche sowie durch Expertenbefragungen bestätigt werden.
Personenwiedererkennung mittels maschineller Lernverfahren für öffentliche Einsatzumgebungen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - xix, 523 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
ISBN 978-3-86360-226-0
Die erscheinungsbasierte Personenwiedererkennung in öffentlichen Einsatzumgebungen ist eines der schwierigsten, noch ungelösten Probleme der Bildverarbeitung. Viele Teilprobleme können nur gelöst werden, wenn Methoden des maschinellen Lernens mit Methoden der Bildverarbeitung kombiniert werden. In dieser Arbeit werden maschinelle Lernverfahren eingesetzt, um alle Abarbeitungsschritte einer erscheinungsbasierten Personenwiedererkennung zu verbessern: Mithilfe von Convolutional Neural Networks werden erscheinungsbasierte Merkmale gelernt, die eine Wiedererkennung auf menschlichem Niveau ermöglichen. Für die Generierung des Templates zur Beschreibung der Zielperson wird durch Einsatz maschineller Lernverfahren eine automatische Auswahl personenspezifischer, diskriminativer Merkmale getroffen. Durch eine gelernte Metrik können beim Vergleich von Merkmalsvektoren szenariospezifische Umwelteinflüsse kompensiert werden. Eine Fusion komplementärer Merkmale auf Score Level steigert die Wiedererkennungsleistung deutlich. Dies wird vor allem durch eine gelernte Gewichtung der Merkmale erreicht. Das entwickelte Verfahren wird exemplarisch anhand zweier Einsatzszenarien - Videoüberwachung und Robotik - evaluiert. Bei der Videoüberwachung ermöglicht die Wiedererkennung von Personen ein kameraübergreifendes Tracking. Dies hilft menschlichen Operateuren, den Aufenthaltsort einer gesuchten Person in kurzer Zeit zu ermitteln. Durch einen mobilen Serviceroboter kann der aktuelle Nutzer anhand einer erscheinungsbasierten Wiedererkennung identifiziert werden. Dies hilft dem Roboter bei der Erfüllung von Aufgaben, bei denen er den Nutzer lotsen oder verfolgen muss. Die Qualität der erscheinungsbasierten Personenwiedererkennung wird in dieser Arbeit anhand von zwölf Kriterien charakterisiert, die einen Vergleich mit biometrischen Verfahren ermöglichen. Durch den Einsatz maschineller Lernverfahren wird bei der erscheinungsbasierten Personenwiedererkennung in den betrachteten unüberwachten, öffentlichen Einsatzfeldern eine Erkennungsleistung erzielt, die sich mit biometrischen Verfahren messen kann.
Untersuchung der Absicherung von Montageprozessen am Beispiel von Produktionsanläufen in der Automobilindustrie. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - XIV, 188 Seiten. - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 35)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
ISBN 978-3-86360-221-5
Absicherungsmaßnahmen werden im Produktentwicklungsprozess zur Überprüfung bestimmter Eigenschaften und Funktionen eines Konstruktionsstands eingesetzt. So sollen mögliche Abweichungen von den Zielvorgaben frühzeitig erkannt und Erkenntnisse für die weiteren Entwicklungsschritte gewonnen werden. Die Ergebnisse der Absicherung können auch als Indikatoren für die Reife des Produkts, der Fertigungsprozesse oder des Projekts dienen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung eines Vorgehens zur Analyse von Verbesserungspotentialen in der Absicherung. Der Fokus liegt dabei auf der Absicherung der Montage. Das Vorgehen wird anhand einer Fallstudie in der Automobilentwicklung dargestellt. Kern der Untersuchung ist die Identifikation der für die Montage relevanten Produkt- und Prozesseigenschaften und die Analyse spät im Entwicklungsprozess erkannter Zielabweichungen. Diese werden hier als Indikator für Verbesserungspotentiale in der Absicherung verwendet. Für die notwendigen Analyseschritte wurden im Rahmen der Fallstudie sehr große Mengen an Informationen aus der Dokumentation abgeschlossener Produktentwicklungsprojekte verarbeitet. Daher wurde der Einsatz von Text-Mining-Werkzeugen untersucht und in das erarbeitete Vorgehen zur Identifikation von Verbesserungspotentialen integriert.
In-situ-Messung und Simulation der Flüssigphasensilicierung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - xv, 295 Seiten. - (Werkstofftechnik aktuell ; Band 21)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
ISBN 978-3-86360-222-2
Die Flüssigphaseninfiltration von porösen Kohlenstoffvorformen mit Silicium, im Allgemeinen als Liquid Silicon Infiltration (LSI) bezeichnet, ist eine der wirtschaftlichsten Technologien zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärktem Siliciumcarbid (C/SiC). Trotz jahrzehntelanger Forschung sind die physikalischen Phänomene an der Infiltrationsfront noch nicht hinreichend verstanden worden. Folglich existiert bislang kein mechanistisches Modell, das helfen würde, den Produktionsprozess von C/SiC-Bauteilen zu optimieren. Die vorliegende Arbeit dient dazu, die Forschungslücken zu schließen und ein validiertes Simulationsmodell zur Prozessoptimierung zur Verfügung zu stellen. Inhaltlich wurde die Arbeit in drei Teile gegliedert, wobei sich der erste Teil zunächst mit den Herstellverfahren von C/SiC-Komponenten befasst. Anschließend werden die grundlegenden chemischen und physikalischen Vorgänge der Reaktion von Silicium und Kohlenstoff zu Siliciumcarbid erläutert. Gefolgt von dem bisherigen Verständnis der Infiltration von porösen, kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoffvorformen (C/C-Preforms) mit flüssigem Silicium, wird der Stand der Technik mit den bisweilen existierenden Infiltrations-und Diffusionsmodellen abgehandelt. Der zweite Teil befasst sich mit einem neu entwickelten Versuchsaufbau zur Untersuchung des LSI-Prozesses. Dieser ermöglicht eine In-situ-Beobachtung während der Infiltration einer Spaltkapillare aus Glaskohlenstoff mit Silicium. Ursprünglich war der Versuchsaufbau zur Validierung der bisher anerkannten Infiltrationsmodelle angedacht, die auf der allgemeinen Kapillartheorie beruhen. Allerdings zeigten die Versuche, dass sich die Infiltrationskinetik grundlegend von dem Verhalten unterscheidet, dass durch die bekannten Infiltrationsmodelle vorhergesagt wird. Weitere Untersuchungen führten zu neuen Erkenntnissen, die den Aufbau eines mesoskopischen Modells zur Vorhersage des tatsächlichen Infiltrationsverhaltens ermöglichten. Mit der Infiltration und Untersuchung von porösen C/C-Materialien, wird der Anwendungsbereich des Infiltrationsmodells auf kommerzielle C/C-Materialien erweitert. Der dritte und letzte Teil behandelt den Aufbau eines numerischen Modells zur Simulation des LSI-Prozesses. Erstmals wurde die reaktive Infiltration von porösen C/C-Preforms im Dreidimensionalen simuliert und das Modell mit In-situ-Messungen validiert. Eine neu entwickelte Infiltrationsgleichung und die Einführung eines zeitabhängigen Diffusionskoeffizienten führten zu einer guten Übereinstimmung von Simulations-und Messergebnisse sowie zu kurzen Rechenzeiten auch für komplexe Bauteile im Industriemaßstab.
Kombination von zweiphotonenbasiertem direktem Laserschreiben mit großflächiger und hochpräziser Nanopositionierung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - xii, 121 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
ISBN 978-3-86360-220-8
Die Mikro- und Nanofabrikation verspricht für die nächsten Jahre ein enormes Wachstumspotenzial, insbesondere auch im Bereich der laserbasierten Fertigung. Die hochauflösende Technik des Laserschreibens mittels Zwei-Photonen-Absorption (2PA) kann zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mit minimalen Strukturbreiten von sub-100 nm verwendet werden. Mit der optischen Präzision gehen auch Forderungen an die Präzision der Mess- und Positioniersysteme einher, um den technischen Stand von zweiphotonenbasiertem Laserschreiben weiter voranzutreiben. Die an der TU Ilmenau entwickelten Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschinen) ermöglichen eine hochgenaue und metrologisch rückführbare Positionierung mit Positionierauflösungen von 0,1 nm und einer Wiederholbarkeit von unter von 1 nm. Dabei eröffnet der Positionierbereich von 25 mm × 25 mm × 5 mm bzw. von 200 mm × 200 mm × 25 mm der NPM-Maschinen ganz neue Dimensionen der skalenübergreifenden Fabrikation, sodass mikro- und sub-mikrometergenaue Artefakte bei Bauteilen mit Millimeterabmessungen erzielt werden können. In der vorliegenden Arbeit wird die Erweiterung von NPM-Maschinen zu Fabrikationsmaschinen durch die Kombination mit 2PA-Laserschreiben thematisiert. Dazu wird zunächst ein Konzept zur Integration der Zwei-Photonen-Technologie in eine NPM-Maschine entwickelt und umgesetzt. Anschließend erfolgen eine Charakterisierung des Systems sowie gezielte Untersuchungen, um den Nachweis für die Synergie der beiden Techniken zu erbringen. Es konnten diverse erfolgreiche Experimente durchgeführt werden, sodass nach Untersuchungen zur Belichtungsdosis die Herstellung von großflächigen Justiermarken gezeigt wurde. Das Potential der genauen Positionierung wird durch bahnbrechende Ergebnisse zur Abstandsreduzierung zwischen zwei geschriebenen Linien, welche die Beugungsbegrenzung unterschreiten, demonstriert. Zudem zeigten erste Versuche zur dreidimensionalen Strukturierung von Hybridpolymeren das enorme Potential für zukünftige komplexe 3D-Anwendungen in einer bisher nicht möglichen Präzision. Im Fokus stand außerdem die Entwicklung und Untersuchung eines neuen Ansatzes zur Mikro- und Nanofabrikation mit hohem Durchsatz, der auf einer Verbindung von zweiphotonenbasiertem Laserschreiben mit Feldemissionslithographie zur Herstellung von Mastern für anschließende Nanoprägelithographie basiert.
Ein Beitrag zur Entwicklung mobiler Roboter basierend auf multistabilen Tensegrity Strukturen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - xviii, 135 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
ISBN 978-3-86360-224-6
In dieser Arbeit wird die Anwendung von Tensegrity Strukturen mit mehreren stabilen Gleichgewichtskonfigurationen zur Realisierung von Lokomotionssystemen in der mobilen Robotik untersucht. Diese Strukturen werden unter dem mechanischen Aspekt modelliert und verschiedene Aktuatorstrategien zur Realisierung eines kontrollierten Wechsels zwischen den unterschiedlichen stabilen Gleichgewichtslagen abgeleitet. Zur experimentellen Verifikation der theoretischen Ansätze wird ein Prototyp einer multistabilen Tensegrity Struktur entwickelt. Die experimentellen Ergebnisse bestätigen die vorteilhaften Eigenschaften multistabiler Tensegrity Strukturen sowie die Möglichkeit von kontrollierten Konfigurationswechseln. Infolge von Erweiterungen des mechanischen Modells unter Berücksichtigung von Umwelteinflüssen wird das Bewegungsverhalten von Tensegrity Strukturen simuliert. In dieser Arbeit wird die Fortbewegung durch die Gleichgewichtslagenwechsel der multistabilen Tensegrity Struktur realisiert. Abhängig von der gewählten Aktuierungsstragie kann eine schreitende Lokomotion, eine kriechende Lokomotion sowie eine springende Lokomotion realisiert werden. Experimente mit dem entwickelten Prototyp bestätigen die zuvor untersuchten Lokomotionsformen. Durch Kombination der verschiedenen Bewegungsmodi resultiert ein multimodales Lokomotionssystem. Dieses Lokomotionssystem erlaubt die Anpassung des Lokomotionsprinzips hinsichtlich der gegebenen Umgebungsbedingungen.
Ein Beitrag zur Entwicklung eines portablen Systems zur bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - xxvii, 151 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
ISBN 978-3-86360-219-2
Die zerstörungsfreie Prüfung ist von besonderer Bedeutung im Lebenszyklus technischer Produkte. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Komponenten in Flugzeugen, Zügen, Pipelines oder Kraftwerken helfen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung, Qualitätsmängel bereits während des Herstellungsprozesses oder in regelmäßigen Wartungskontrollen zu erkennen, ohne deren Funktion zu beeinträchtigen. Heute erfordern steigende Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen sowie die Entwicklung neuer Materialien für moderne Leichtbaukonstruktionen immer zuverlässigere Prüfverfahren, um den ordnungsgemäßen Betrieb von Bauteilen und technischen Anlagen zu gewährleisten. Für die Untersuchung von Bauteilen aus metallischen Werkstoffen kommen häufig Wirbelstromprüfverfahren zum Einsatz. Im Gegensatz zu klassischen Induktionsverfahren werden die Wirbelströme bei der bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung durch die Relativbewegung zwischen einer Magnetfeldquelle und einem elektrisch leitfähigen Prüfkörper hervorgerufen. Die dabei auftretenden physikalischen Effekte ermöglichen die Detektion von Fehlern im Prüfkörper. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Prinzips für ein portables System zur bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung, welches für den Einsatz als handgeführtes Prüfgerät zur Untersuchung von Bauteilen an ihrem Einsatzort geeignet ist. Nach einer Einführung in die zerstörungsfreie Prüfung und die in der Industrie am häufigsten eingesetzten Prüfverfahren, werden die bekannten Verfahren der bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung vorgestellt. Basierend auf den Erkenntnissen vorangegangener Studien im Bereich der bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung, erfolgt die Präzisierung der Anforderungen an das zu entwickelnde Sensorsystem und die Diskussion möglicher Lösungsvarianten. Im Rahmen dieser Ideenfindung werden zwei favorisierte Lösungsvarianten beschrieben, für die jeweils ein Messsystem zur experimentellen Validierung entwickelt und aufgebaut wird. Außerdem werden die angewendeten Verfahren der Messdatenauswertung erläutert. Das für den Anwendungszweck besser geeignete Prinzip wird anhand eines Variantenvergleichs ermittelt. Weiterführende Experimente mit dem ausgewählten Sensorsystem dienen dazu, Handlungsempfehlungen für dessen Einsatz als handgeführtes Prüfgerät abzuleiten. Darüber hinaus werden verschiedene Möglichkeiten zur Darstellung und Interpretation von Prüfergebnissen aufgezeigt.
A comparative analysis of German and Australian climate change coverage in quality newspapers : framing a political election and an environmental disaster. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 248 Seiten. - (NEU - Nachhaltigkeits-, Energie- und Umweltkommunikation ; Band 6)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
ISBN 978-3-86360-218-5
Das Jahr 2010 war sowohl für Deutschland als auch für Australien ein Jahr mit einer weitreichenden Flutkatastrophe. Doch wurde von den Medien dieses Extremwetterereignis mit dem Thema Klimawandel in Zusammenhang gesetzt? 2009 gewann eine konservative Koalition die Wahlen in Deutschland; in ihrem Programm die klare Aussage, den Klimawandel bekämpfen zu wollen. In Australien gewann 2007 die Labor Partei mit der Kampagne "der Klimawandel ist die größte moralische Herausforderung unserer Zeit" die Wahlen. Aber wie greifen die Medien das Thema Klimawandel im Kontext der Berichterstattung zu den Wahlen auf? Diese Arbeit beantwortet diese beiden Fragestellungen mithilfe einer Vergleichsanalyse von zwei deutschen und zwei australischen Qualitätszeitungen (n = 1.012 Artikel). Dafür wurden sowohl Entman's (1993) Framingansatz als auch das "Erweiterte Sphärenmodell", das es ermöglicht, Unterschiede in der Berichterstattung zu identifizieren, als theoretische Grundlagen genutzt. So wurden mithilfe einer hierarchischen Clusteranalyse sieben Frames identifiziert. Zudem werden sechs Akteursgruppen unterschieden und mögliche Einflussfaktoren erarbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterschiede in der Klimawandelberichterstattung der beiden Länder eher gering sind. Zwar konnten einige der definierten Unterschiede mithilfe des angewendeten Models erklärt werden. Jedoch stechen vor allem die Übereinstimmung in der Klimawandelberichterstattung heraus. Es scheint deshalb, als ob die Qualitätsmedien in beiden Ländern gemeinsame Standards für die Darstellung des Themas Klimawandel haben.
Elektrische Festigkeit von SF6 und alternativen Isoliergasen (Luft, CO2, N2, O2 und C3F7CN-Gemisch) bis 2,6 MPa. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - XXVI, 152 Seiten. - (Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik ; Band 27)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
ISBN 978-3-86360-216-1
Im Titel sind "2", "3", "6" und "7" tiefgestellt
Schwefelhexafluorid (SF6) ist ein wichtiges Isoliergas in der Hochspannungstechnik. Neben den sehr guten Isoliereigenschaften hat SF6 das höchste Treibhauspotential aller bekannten Gase. Deshalb werden alternative Lösungen aktuell verstärkt nachgefragt und es ist eine Abkehr von SF6 sichtbar. Um SF6 mit umweltfreundlichen Gasen zu substituieren, müssen diese unter Druck gesetzt werden, um deren geringere elektrische Festigkeit wesentlich zu steigern. Hohe elektrische Feldstärken und Spannungen können bei hohem Druck isoliert werden. Diese Arbeit befasst sich praktisch und theoretisch mit der elektrischen Festigkeit von Gasen unter Berücksichtigung von Einflussparametern, wie: Oberflächenrauheit, Feldemission, Bestrahlung, Elektronen-Anlagerung, Spannungs-Zeit-Fläche, Vorentladungen im Hochdruck und der Einfluss von Per-Fluorierten-Gas-Gemischen. Neben den praktischen Messungen bis 800 kV sind theoretische Erweiterungen zum Durchschlag im schwach inhomogenen Feld aufgestellt worden, welche das Verständnis zum Entladungsaufbau und die Theorie zur Ladungsträgergeneration erweitert und den Einfluss des Streamer-Mechanismus genauer beschreibt. Die ermittelten Gasparameter nach Paschen tragen zum vorgestellten Berechnungsalgorithmus zur Ladungsträgervermehrung bei. Die praxisnahe Untersuchung und der neue theoretische Ansatz ermöglicht die Berechnung der Durchschlagspannung von beliebigen schwach inhomogenen Feldanordnungen in Abhängigkeit der Schlagweite bis mindestens 2,6 MPa Druck bis zu sehr niedrigen Feldausnutzungsfaktoren. Als Ergebnis dieser Arbeit können nun Luft-isolierte Hochspannungsbetriebsmittel bis zur 420 kV Spannungsebene vorgezeigt werden.mum frequency of oscillation (300 GHz).
Berücksichtigung dielektrischer Materialeigenschaften in der Finiten-Elemente-Simulation von HGÜ-Isoliersystemen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 136 Seiten. - (Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik (IBEGA) ; Band 26)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
ISBN 978-3-86360-215-4
Verbrauchsfern erzeugter Strom aus regenerativen Energien kann über große Distanzen am wirtschaftlichsten mittels der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) transportiert werden. Die HGÜ führt zu einer veränderten elektrischen Belastung der Hochspannungskomponenten. Transiente Übergangsvorgänge bestimmen die elektrischen Feldverteilungen. Bei der Berechnung elektrischer Feldverteilungen in Isoliersystemen für die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) wurden die dielektrischen Eigenschaften bisher in Form von Permittivitäten und parameterabhängigen Leitfähigkeiten berücksichtigt. Langsame Polarisationsvorgänge werden dabei nicht berücksichtigt. Für die Berechnung komplexer Isoliersysteme durch die FEM ist deshalb die Beschreibung der langsamen Polarisationsvorgänge im Isolierstoff durch Differentialgleichungen wünschenswert, die direkt in die FEM einbezogen werden und mit denen je nach Bedarf sowohl einzelne Polarisationsmechanismen als auch ihre Überlagerungen berücksichtigt werden können. In dieser Arbeit werden hierfür auf Basis des bekannten Debye-Ansatzes, und in Analogie zum Netzwerkmodell, zusätzlich zu den Gleichungen, die Verschiebungs- und Leitungsströme beschreiben, weitere Differentialgleichungen direkt in die FEM einbezogen, welche die feld- und temperaturabhängigen Polarisationsströme individuell abbilden. Die Materialfunktionen und ihre Parameter werden durch Messung von Polarisations- und Depolarisationsströmen (PDC) ermittelt. Durch die Implementierung von beliebigen Polarisationsmechanismen in einem FEM-Programm wurde eine Lücke der Berechnungsmöglichkeiten von komplexen, auch dreidimensionalen Isoliersystemen geschlossen, in denen oftmals stationäre oder transiente Temperaturgradienten vorliegen und in denen sich transiente elektrische Feldverteilungen ausbilden. Zur Verifizierung des beschriebenen Berechnungsverfahrens werden transiente Potentialverläufe an den Steuerbelägen von entsprechend modifizierten Hochspannungsdurchführungen unter Gleich- und Umpolspannungen sowie unter thermischen Gradienten gemessen. Dabei kann eine bisher nicht erreichte Übereinstimmung der transienten und stationären Potentialverläufe zwischen FEM-Simulation und Messung erzielt werden. Auswirkungen auf Prüf- und Belastungsszenarien werden anhand von Simulationen diskutiert.