Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - xiv, 182 Seiten.
(Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik - IBEGA ; 39)
DOI 10.22032/dbt.61594
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000223
Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2024
The energy transition is driving significant changes in Europe's transmission systems, emphasizing HVDC technology for long-distance transmission and necessitating the optimization of existing assets with new control. This thesis introduces an innovative approach for coordinating preventive and curative congestion management in electrical power systems.
It develops a novel optimization model that integrates preventive and curative measures through a SCOPF model using bilevel programming. A specialized hybrid solver based on the Differential Evolution algorithm addresses the model's computational challenges. Case studies evaluate the impact of combining curative actions with preventive measures, explore prioritization strategies, and assess cost and computational implications.
The research offers a framework to enhance the reliability and resilience of power systems, providing a valuable tool for operators and planners to manage the dynamic energy landscape efficiently and securely.
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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000223
Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - 244 Seiten.
(Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik : SIFT ; 19)
DOI 10.22032/dbt.60859
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2023000497
Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2023
Das wire arc additive manufacturing (WAAM) mit Metall-Schutzgasschweißprozess ermöglicht den 3D-Druck von großvolumigen, metallischen Bauteilen. Technologische Merkmale wie die kostengünstige Anlagentechnik sowie Aufbauraten im Bereich von mehreren Kilogramm pro Stunde verdeutlichen ein hohes Potenzial für den industriellen Einsatz. Die Vorteile werden jedoch durch den hohen, periodischen Wärmeeintrag des Lichtbogenschweißprozesses eingeschränkt, der zu einer komplexen Beeinflussung von Werkstoff und technisch-mechanischen Bauteileigenschaften führt. In dieser Arbeit werden fundierte Erkenntnisse zur Prozessführung bei WAAM sowie Wechselwirkungen zu geometrischen, werkstofftechnischen und mechanischen Bauteileigenschaften dargestellt. Erstmalig wird die Wärmeführung im WAAM-Prozess quantitativ beschrieben und Prozessstrategien zur gezielten Einstellung von technisch-mechanischen Bauteileigenschaften abgeleitet.
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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2023000497
Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - xx, 192 Seiten.
(Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion: IMGK ; 43)
DOI 10.22032/dbt.60051
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000127
Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2024
Nachgiebige Mechanismen haben vielfältige Anwendungen in der Feinwerk-, Mess- und Mikrosystemtechnik. Zu ihrem Entwurf werden unterschiedliche Methoden eingesetzt. In diesem Kontext beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit dem Einsatz finiter Balkenelemente, da diese aufgrund ihrer Recheneffizienz ein hohes Potenzial für die Analyse und Strukturoptimierung aufweisen. Aufbauend auf der Einordnung bestehender Methoden werden Handlungsempfehlungen zur Methodenauswahl abgeleitet. Zur Beurteilung der Eignung finiter Balkenelemente erfolgt im Hauptteil der Arbeit ein Vergleich von Modellen zur Analyse nachgiebiger Gelenke unter dem Einfluss von Gelenkabmessungen und Lastfällen. Für den Einsatz finiter Balkenelemente werden verschiedene Modellierungsparameter näher betrachtet und vorteilhafte Modellvarianten identifiziert. Das Potenzial der finiten Balkenelemente wird anschließend anhand des Entwurfes und der Optimierung eines nachgiebigen Greifers aufgezeigt.
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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000127
Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - xxiv, 152 Seiten.
(Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion: IMGK ; 42)
DOI 10.22032/dbt.59543
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000021
Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2024
Im Gegensatz zu dem weit verbreiteten, additiven Fertigungsverfahren unter Verwendung von Filamenten (Fused Filament Fabrication), adressieren die Untersuchungen das Schmelzschichten von großvolumigen Bauteilen auf Basis von Granulat. Dabei können deutlich größere Düsendurchmesser angewendet sowie höhere Materialaustragsraten von 1 – 5 kg/h erzielt werden. Um bauteilcharakteristische Schwachstellen im lateralen und vertikalen Strangverbund zu reduzieren, wird das Verfahren mit einem Laserprozess kombiniert. Voraussetzung für die Verfahrensentwicklung bildet dabei ein Maschinenaufbau, dessen Entwicklungsschwerpunkt ein innovatives Laserstrahlablenksystem bildet. Mit diesem gelingt es die Laserstrahlung richtungsvariabel, also in Abhängigkeit der Extrusionsrichtung, einzukoppeln und den Kunststoff lokal aufzuschmelzen. Die Untersuchungen an den Materialien PMMA und SAN zeigen eine deutliche Reduzierung innenliegender Hohlräume sowie eine Steigerung der Biegefestigkeit um bis zu 760 %.
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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000021
second, corrected and extended edition. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - xiii, 436 Seiten.
(Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion : IMGK ; 39)
DOI 10.22032/dbt.60056
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024100010
Weimar is a relatively small town in the centre of Germany. Around 1552 it became the capital of the small Herzogtum Sachsen-Weimar (Principality Saxony-Weimar), from 1741 until 1918 the capital of the (still relatively small) Principality – since 1815 Grand Principality – (Groß-) Herzogtum Sachsen-Weimar-Eisenach (Saxony-Weimar-Eisenach). After World War I all monarchic structures in Germany were abandoned, the democratic Free State of Thuringia was founded in 1920, and Weimar became its capital until 1950. Despite its moderate size, Weimar managed to gain a cultural profile that extended and still extends far beyond the borders of the (Grand-) Principality, even beyond Germany. The foundations were laid in the 18th and early 19th century, connected to writers and pilosophers like Christoph Martin Wieland, Johann Wolfgang von Goethe, Johann Gottfried von Herder, and Friedrich von Schiller who all lived and worked in Weimar. In the late 19th and early 20th century more writers, musicians and artists contributed to Weimar’s reputation, e.g. Franz Liszt, Richard Strauss, Hugo von Hofmannsthal, Harry Graf Kessler, Henry van de Velde, Edvard Munch, Walter Gropius, Paul Klee, Oskar Schlemmer, Wassily Kandinsky, Lyonel Feininger. In politics, Weimar played ambiguous roles between a comparatively liberal (Grand) Principality, the birth place of the first democratic state in Germany (Weimar Republic), turning “brown” (National-Socialist) from the late 1920s, Communist after World War II, democratic again after the German re-unification in 1990. Weimar is a very special, even intriguing place. This book tries to convey its aura by telling its story from the early beginnings in the 16th century until today, with a main focus on the last three centuries – embedded into pan-German, even pan-European developments.
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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024100010
Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - xxiv, 194 Seiten.
(Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion: IMGK ; 41)
DOI 10.22032/dbt.59666
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000040
Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2024
Weighing cells based on compliant mechanisms are the backbone of mass metrology. The mechanical properties of the instruments and their adjustment define the metrological performance. The current work focuses on the design and adjustment of weighing cell mechanisms for a 1 kg vacuum mass comparator application. Three mechanical parameters of the compliant mechanisms define the metrological performance: stiffness, tilt sensitivity and off-center load sensitivity. An entire chapter is devoted to the ultra-thin flexure hinges used in the weighing cell mechanism. It covers their modeling, their manufacturing, and measurement. Starting from the concept level, two weighing cell prototypes were developed, assembled, and tested. Mechanical modeling, ranging from analytical models to finite element models, was used throughout the development. A quasi-independent adjustment of stiffness and tilt sensitivity based on the combination of trim masses was modeled and experimentally verified. A metrological model was used to define the requirements for the robust design of the final weighing cell. It allows the compensation of manufacturing deviations. The implemented adjustment methods were designed to eliminate the mechanical first-order error components of the weighing cell and thus enable a further reduction of measurement uncertainties in the mass comparison process.
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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2024000040