Publikationen aus dem Universitätsverlag Ilmenau

Anzahl der Treffer: 377
Erstellt: Thu, 28 Mar 2024 23:15:31 +0100 in 0.0529 sec


Wolling, Jens;
Die Vermittlung von Medienkompetenz in allgemeinbildenden Schulen : zentrale Ergebnisse eines Evaluationsprojekts. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - VIII, 149 Seiten. - (Kommunikationswissenschaft interdisziplinär ; Band 7) ISBN 3-86360-184-X

In den letzten beiden Jahrzehnten hat sich das Medienumfeld, in dem Kinder und Jugendliche aufwachsen, grundlegend verändert. Diese Veränderungen konfrontieren nicht nur die Eltern, sondern auch die Schulen mit völlig neuen Herausforderungen bei der Vermittlung von Medienkompetenz. Ein pädagogischer Ansatz, um die Heranwachsenden auf diese neue Medienwelt vorzubereiten, besteht in der Integration medienbezogener Inhalte in den Fachunterricht. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurde die Umsetzung eines solchen integrativen Konzepts in Thüringen evaluiert. In einer aus verschiedenen qualitativen und quantitativen Teilstudien bestehenden Untersuchung wurde die Praxis der Medienkompetenzvermittlung und ihre Bestimmungsfaktoren analysiert. Kernstück der Untersuchung ist eine repräsentative Befragung von Lehrenden sowie von Schulleiterinnen und Schulleitern des ganzen Bundeslandes. Die Befunde verdeutlichen, welche Faktoren die erfolgreiche Umsetzung des Konzepts begünstigen und welche sich als hinderlich erweisen. Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse wurden Empfehlungen entwickelt, wie das integrative Konzept weiterentwickelt werden sollte und welche Maßnahmen notwendig sind, um die Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Vermittlung von Medienkompetenz zu verbessern.



Lavrenko, Anastasia;
Compressive acquisition and processing of sparse analog signals. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - XV, 235 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 978-3-86360-183-6

Seit dem Aufkommen der ersten digitalen Verarbeitungseinheiten hat die Bedeutung der digitalen Signalverarbeitung stetig zugenommen. Heutzutage findet die meiste Signalverarbeitung im digitalen Bereich statt, was erfordert, dass analoge Signale zuerst abgetastet und digitalisiert werden, bevor relevante Daten daraus extrahiert werden können. Jahrzehntelang hat die herkömmliche äquidistante Abtastung, die durch das Nyquist-Abtasttheorem bestimmt wird, zu diesem Zweck ein nahezu universelles Mittel bereitgestellt. Der kürzlich explosive Anstieg der Anforderungen an die Datenerfassung, -speicherung und -verarbeitung hat jedoch die Fähigkeiten herkömmlicher Erfassungssysteme in vielen Anwendungsbereichen an ihre Grenzen gebracht. Durch eine alternative Sichtweise auf den Signalerfassungsprozess können Ideen aus der sparse Signalverarbeitung und einer ihrer Hauptanwendungsgebiete, Compressed Sensing (CS), dazu beitragen, einige dieser Probleme zu mindern. Basierend auf der Annahme, dass der Informationsgehalt eines Signals oft viel geringer ist als was von der nativen Repräsentation vorgegeben, stellt CS ein alternatives Konzept für die Erfassung und Verarbeitung bereit, das versucht, die Abtastrate unter Beibehaltung des Signalinformationsgehalts zu reduzieren. In dieser Arbeit untersuchen wir einige der Grundlagen des endlichdimensionalen CSFrameworks und seine Verbindung mit Sub-Nyquist Abtastung und Verarbeitung von sparsen analogen Signalen. Obwohl es seit mehr als einem Jahrzehnt ein Schwerpunkt aktiver Forschung ist, gibt es noch erhebliche Lücken beim Verständnis der Auswirkungen von komprimierenden Ansätzen auf die Signalwiedergewinnung und die Verarbeitungsleistung, insbesondere bei rauschbehafteten Umgebungen und in Bezug auf praktische Messaufgaben. In dieser Dissertation untersuchen wir, wie sich die Anwendung eines komprimierenden Messkerns auf die Signal- und Rauschcharakteristiken auf die Signalrückgewinnungsleistung auswirkt. Wir erforschen auch Methoden, um die aktuelle Signal-Sparsity-Order aus den komprimierten Messungen abzuleiten, ohne auf die Nyquist-Raten-Verarbeitung zurückzugreifen, und zeigen den Vorteil, den sie für den Wiederherstellungsprozess bietet. Nachdem gehen wir zu einer speziellen Anwendung, nämlich der Sub-Nyquist-Abtastung und Verarbeitung von sparsen analogen Multibandsignalen. Innerhalb des Sub-Nyquist-Abtastung untersuchen wir drei verschiedene Multiband-Szenarien, die Multiband-Sensing in der spektralen, Winkel und räumlichen-Domäne einbeziehen.



Welker, Tilo;
Methoden und Technologien zur Optimierung der Entwärmung aktiver und passiver Komponenten auf keramischen Mehrlagensubstraten. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - XV, 235 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 978-3-86360-182-9

Gegenstand dieser Arbeit ist der thermische Pfad in einem Mehrlagenmodul aus Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken (engl.: low temperature co-fired ceramic, kurz: LTCC). Der thermische Pfad beschreibt dabei den Pfad der Wärme von einem verlustbehafteten Bauelement hin zu einer Wärmesenke. Ziel der Arbeit ist es durch neue Materialien, Technologien und Methoden den thermischen Pfad zu optimieren und so die thermische Performance des Mehrlagenmoduls zu verbessern. Der thermische Pfad kann in drei kritische Bereiche unterteilt werden. Der erste Bereich umfasst die Verbindung zwischen Chip und Substrat. Die hier eingesetzten Materialien stellen neben der mechanischen Fixierung auch den thermischen Kontakt zwischen Chip und Substrat her. Im Rahmen dieser Arbeit werden Silberpasten für die Chipmontage untersucht, die bei niedrigen Temperaturen sintern und eine thermisch hoch leitende Verbindung zwischen Chip und Substrat realisieren. Weiterhin werden reaktive Lote untersucht, die nach thermischer Aktivierung kurzzeitig einen starken thermischen Impuls generieren, wodurch das Fügen von Materialien mit unterschiedlichem thermischen Ausdehnungskoeffizient ermöglicht wird. Diese reaktiven Lote und die Silberpasten werden dabei mit den herkömmlichen Materialien der Chipmontage wie Loten und Klebern hinsichtlich ihres thermischen Widerstandes, der mechanischen Festigkeit und Zuverlässigkeit bewertet und verglichen. Der zweite Bereich umfasst das gesamte keramische Substrat. Um die geringe thermische Leitfähigkeit des Keramikgrundmaterials lokal zu verbessern, werden Metalle in Form von Metallzylindern in das Substrat integriert. Diese sog. thermischen Vias bestehen zumeist aus gold- oder silberbasierten Materialien und sind direkt in das Substrat unter die Chipbondfläche integriert. Gegenstand der Untersuchung ist hier der Einfluss der Viageometrie, des Viamaterials und des Sinterprozesses auf die thermische Performance und Hermetizität des Substrates. Weiterhin werden mittels neuen Silberfolien vollflächige Silberstrukturen in das Substrat integriert. Hierbei wird im Co-Fire Prozess das keramische Grundmaterial durch Silberfolie lokal substituiert, was Bereiche mit sehr hoher thermischer Leitfähigkeit im Substrat ermöglicht. Die thermische Performance solcher Silberstrukturen in LTCC Substraten wird anhand zweier Demonstratoren überprüft. Der dritte Bereich umfasst die Wärmesenke. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Möglichkeit diskutiert, fluidische Kanäle in das LTCC Substrat zu integrieren und damit eine aktive Kühlung zu realisieren. Die Untersuchungen umfassen das Design und die Fertigung des Kühlkanals und der fluidischen Schnittstellen, sowie die Bewertung der Kühlleistung dieser Methode.



Denk, Frank;
Elektromagnetische Einspritzventile für Ottomotoren : ein Beitrag zur Charakterisierung und Systemintegration schnellschaltender Aktuatoren. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau. - XIII, 152 Seiten ISBN 3-86360-176-9
Die dieser Publikation zugrundeliegende Dissertation hat der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau unter folgendem Titel vorgelegen: Beitrag zur Charakterisierung und Systemintegration schnellschaltender elektromagnetischer Aktuatoren - insbesondere Einspritzventile für Ottomotoren

Der gesetzlich zulässige Schadstoffausstoß von Verbrennungsmotoren erfordert die Entwicklung neuer Ansteuerstrategien von Kraftstoffeinspritzventilen. Die vorliegende Arbeit untersucht das einspritzrelevante System aus Elektronik, Software, Einspritzventil sowie Hydraulik und entwickelt neue elektromagnetische Methoden zur Optimierung des hydraulischen Einspritzvorgangs. Insbesondere die dynamischen Vorgänge des hydraulischen Öffnens und des hydraulischen Schließens bilden den Schwerpunkt der Untersuchungen. Auf Basis der Maxwellschen Gleichungen wird dargestellt, dass das dynamische Verhalten des Einspritzventils vor allem durch die Reluktanzkraft erfolgt. Es wird gezeigt, dass die elektromagnetischen Ansteuerparameter Spulenspannung und Spulenstrom bei einem Einspritzventil einen signifikanten Einfluss auf den hydraulischen Einspritzvorgang haben. Die Eigenschaft, dass die mechanisch-hydraulische Reaktion magneto-elektrisch auf die Ansteuerung zurückwirkt, wird genutzt, um den Einspritzablauf zu analysieren. Durch die Parametervariation der Ansteuerung und der Analyse der sensorischen Rückmeldung wird ein robustes hydraulisches Öffnen, ein sicheres hydraulisches Offenhalten und ein schnelles hydraulisches Schließen mit der dafür benötigten elektrischen Energie abgestimmt und optimiert. Mit speziellen Verfahren wird der magnetische Fluss des Einspritzventils berechnet. Diese zeigen eine im Kraftfahrzeugbereich neue Möglichkeit der effizienten Abstimmung des elektrischen Energieeintrags sowie der hydraulischen Reaktion und bieten einen Ausblick in zukünftige Regelkonzepte. Diese Arbeit lehnt sich streng an die Umgebungsbedingungen in einem heutigen elektrischen Bordnetz an. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Ergebnisse technisch in Serienapplikationen umzusetzen.



Fakih, Bashir;
Tribologisch und elektrisch induzierte Effekte im Kommutator-Bürste-Kontakt im permanent erregten Gleichstrommotor. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xix, 159 Seiten. - (Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik (IBEGA) ; Band 21)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 978-3-86360-181-2

Ausschlaggebend für die Lebensdauer eines Gleichstrommotors ist der Verschleiß des tribologischen Systems Kohlebürste-Kommutator. Für eine längere Lebensdauer sollen in dieser Arbeit gezielte Modifikationen im Tribosystem durchgeführt werden, um dessen Verschleißbeständigkeit zu erhöhen. Ausführliche Literaturrecherchen haben verdeutlicht, dass bisher keine Erkenntnisse über die Wirkung der Materialorientierung, den morphologischen Eigenschaften der Kohlebürsten und einer möglichen Beeinflussung durch einen Schmierfilm vorliegen. Da in diesen Bereichen noch Verbesserungspotential im Tribosystem Kohlebürste-Kommutator vermutet wird, bilden die drei Themen den Inhalt dieser Arbeit. Im ersten Teil dieser Dissertation wurde der Einfluss der Materialausrichtung der Kohlebürste auf den Kommutator-Bürste-Kontakt untersucht. Dazu wurden Kohlebürsten mit axialer, radialer und tangentialer Pressrichtung in einem Prüfstand untersucht. Reibungs- und Verschleißwerte differierten zwischen den einzelnen Varianten bei stromlosen Versuchen, wobei die axiale und die radiale Varianten niedrige Verschleißwerte zeigten. Durch die Analyse des Systems konnten unterschiedliche Reibmechanismen festgestellt werden. Bei bestromten Versuchen erhöhten sich die Verschleißwerte markant und zeigten keinen deutlichen Unterschied zwischen den Bürsten mit unterschiedlicher Pressrichtung. Andererseits wiesen die Kommutatorlamellen ungleichmäßigen Verschleiß zwischen der auflaufenden und der ablaufenden Lamellenkante auf. Zur Optimierung dieses Effekts wurde ein Verfahren zur Festigkeitssteigerung des Kupfers angewendet, mit dem das Verschleißverhalten abgesenkt und homogenisiert werden konnte. Im zweiten Teil der Arbeit wird der Einfluss eines Schmierfilms auf den Reibkontakt charakterisiert. Bei bestromten Prüfstandsversuchen kamen schlecht leitende, sowie ein gut leitender Schmierstoff zum Einsatz. Durch die Zugabe einer ionischen Flüssigkeit bei der gut leitenden Variante konnte der hohe Verschleiß von geschmierten Systemen reduziert werden. Im dritten Teil wurde der Einfluss der Sintertemperatur bei der Bürstenherstellung auf das tribologische Verhalten untersucht. Bei der Analyse der Bürsten konnten hochohmige und niederohmige Varianten detektiert werden. Durch chemische Analysen von Bruchflächen konnte eine Anreicherung von Fremdelementen an den Korngrenzen festgestellt werden. Mithilfe eines Stichversuchs konnte jedoch belegt werden, dass die Prozessführung bezüglich der Temperatursteuerung einen übergeordneten Einfluss auf die Entstehung von niederohmigen Bürsten hat, indem sich bei einigen Parametern die Kupferpartikel besser verbinden und somit die Leitfähigkeit gesteigert wird.



Steiner, Cindy;
Plasmagestützte Nanostrukturierung von ETFE-Folie. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xiii, 168 Seiten. - (Werkstofftechnik aktuell ; Band 18)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 3-86360-179-3

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Strukturbildung auf Ethylentetrafluorethylen-Folie (ETFE) in einem Plasmaätzprozess. Als Plasmaquelle wird ein Doppel-Magnetron-System mit gepulster Gleichspannung genutzt. In einer reinen Sauerstoffatmosphäre bilden sich negative Sauerstoffionen, die im Kathodenfall zum Substrat beschleunigt werden und mit diesem interagieren. Durch die Wechselwirkung mit der ETFE-Folie wird deren Oberfläche nanostrukturiert. Zunächst wird durch Variation der Energiedosis der Einfluss der Prozessparameter auf die Strukturbildung untersucht. Die Nanostrukturen werden hinsichtlich ihrer reflexionsmindernden und damit transmissionserhöhenden Wirkung sowie ihrer Strukturgrößen, -formen und -tiefen analysiert. Mit steigender Energiedosis zeigt sich ein Anstieg der Strukturtiefe. Damit verbunden steigt die Transmission bis zu einem Maximum an und fällt bei weiterer Steigerung der Energiedosis wieder ab. Der Zusammenhang zwischen der Energiedosis, der Transmissionsänderung und den Strukturdimensionen wird dargestellt und diskutiert. Die zur Analyse der Nanostrukturen genutzten Charakterisierungsmethoden werden miteinander verglichen und auf ihre Anwendbarkeit zur Beschreibung nanostrukturierter ETFE-Folie untersucht und bewertet. Weiterhin wird der Einfluss der kristallinen Bereiche auf die Strukturbildung untersucht. Dafür wird die teilkristalline ETFE-Folie monoaxial verstreckt. Die Kristalllamellen richten sich im ETFE aus. Im Plasmaätzprozess bilden sich auf den gereckten ETFE-Folien Nanostrukturen aus, die sich von denen auf ungerecktem ETFE unterscheiden. Die Dimensionen der Nanostrukturen werden in Bezug zu den Dimensionen der kristallinen Bereiche betrachtet und der Zusammenhang zwischen Strukturbildung und den kristallinen Bereichen des ETFE untersucht und diskutiert. Abschließend werden Möglichkeiten zur weiteren Erhöhung der Transmission dargestellt. Die im Rahmen der Arbeit gewonnenen Erkenntnisse zur Abhängigkeit der Strukturbildung von den Plasmaparametern werden auf das Polymer Polyethylenterephthalat (PET) übertragen. Außerdem wird die Stabilität des nanostrukturierten ETFE gegenüber Witterungseinflüssen gezeigt und damit das Potenzial nanostrukturierten ETFE-Folie für Außenanwendungen wie der Verkapselung von Solarzellen dargestellt.



Krenkel, Sharon;
Anisotrope, hierarchische Strukturierung von nanoporösen Gläsern. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xvii, 277 Seiten. - (Werkstofftechnik aktuell ; Band 17)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

ISBN 978-3-86360-178-2

Die im Rahmen des Projektes "ANIMON" entstandene Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von glasbasierten, hierarchisch porösen Monolithen mit anisotropem Porensystem im Mikro- bzw. Nanometerbereich. Die Formgebung durch Verziehen von Rohrbündeln unter Anwendung des Draw-Down-Prozesses wurde mit dem Herstellungsprozess für nanoporöse Gläser ausgehend von Alkaliborosilicatgläsern kombiniert. Mit diesem zweistufigen Verfahren wurden hierarchisch poröse Multikapillaren erzeugt. Die Größe der anisotrop orientierten Luft- bzw. Kanalporen liegt zwischen 5*10^-6 und 2 mm, die der Nanometerporen zwischen 2 und 300 nm. Die Grundlagenuntersuchungen zum Entmischungsverhalten und zur Viskosität ausgewählter Natriumborosilicatgläser und die Kontrolle der Prozesstechnik waren Voraussetzungen für die Steuerung der Porengrößen. Durch eine gezielte Auswahl der Prozessparameter, angepasst an die Glaszusammensetzung, ließ sich die Größeneinstellung der Nanometerporen vom Formgebungsprozess trennen. In Hinblick auf zukünftige Anwendungen wurden die mechanischen sowie optischen Eigenschaften bestimmt, erste Versuche zur Biokompatibilität durchgeführt und die Oberfläche modifiziert. In einem weiteren Teil der Arbeit wurde der Ansatz verfolgt, auch die Nanometerporen in der Glaswand zu orientieren. Hierfür war die Ausrichtung der Primärphasen unter Zugbelastung zielführend. Die Quantifizierung der Porenorientierung erfolgte mittels eines eigens entwickelten Bildanalyseverfahrens. Über die im Projekt vorgesehene Umformmethode hinaus wurden generative Fertigungsverfahren zur Herstellung hierarchisch poröser Monolithe mit anisotropen Poren im Mikrometerbereich untersucht. Im Falle des selektiven Lasersinterns mit dem CO2-Laser wurden mechanisch stabile Monolithe erhalten, deren Porengröße von der Formgebung unabhängig kontrollierbar ist. Des Weiteren wurde eine anisotrope Orientierung der Luft- und Kanalporen über die Schwamm-Replika-Technik realisiert. Verziehen und generative Fertigung wurden erfolgreich für entmischbare Gläser optimiert, so dass Glasformkörper mit Nanometerporen in den Wänden, Kanälen mit Durchmessern bis zu Millimetern und einer großen Bandbreite an geometrischen Formen erzeugt werden können. Nach passender Oberflächenfunktionalisierung erlauben sie Anwendungen in der Sensortechnologie, als Mikroreaktoren und für die Katalyse.



Krüger, Jan;
Einfluss des Gütemerkmals Lichtrichtung und Schattigkeit auf Störwirkung und visuellen Diskomfort. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - 234 Seiten. - (Schriften der Ilmenauer Lichttechnik ; Band 23)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 978-3-86360-180-5

In dieser Forschungsarbeit wurde der Einfluss des Gütemerkmals Lichtrichtung und Schattigkeit bei verschiedenen Arbeitstätigkeiten wie Lesetätigkeit, visuell-motorischer Arbeit und Formerkennung untersucht. Die Versuche waren darauf ausgerichtet, mögliche Zusammenhänge des Gütemerkmals mit dem visuellen Diskomfort aufzuzeigen. Bei allen Arbeitstätigkeiten wurden daher neben objektiven Leistungsparametern subjektive Beanspruchungsdaten sowie visuelle Beschwerden erfasst. Bei der Analyse der Teilversuche konnten signifikante Wirkungen von Lichtrichtung und Schattigkeit auf objektive Leistungsparameter der visuellen Wahrnehmung abgeleitet werden. In Abhängigkeit der Arbeitsaufgabe zeigten sich unterschiedliche Stufen der Beeinträchtigung, welche das Gütemerkmal mit Störwirkung und visuellem Diskomfort in Verbindung bringen. Die Ergebnisse der drei Teilversuche wurden in ein übergreifendes, psychologisches Modell eingeordnet, welches die Auswirkungen auf die Gesundheit von Beschäftigen erklärt und die Relevanz des Gütemerkmals für den Arbeitsschutz darstellt. Das Regelkreismodell beschreibt die Regulierung von Arbeitsleistung bei hoher Arbeitslast und Stressbedingungen unter Berücksichtigung der subjektiv erlebten Anstrengung. Im Modell fungierten die Beleuchtungsbedingungen als Stressor, welche höhere Anforderungen bei der Aufgabenausführung hervorriefen. Mithilfe des Modells können Kompensationseffekte (Leistungs- und Beanspruchungskompensation) erklärt werden, welche bei den Probanden beobachtet werden konnten. Besonders vor dem Hintergrund der zunehmenden Verbreitung der LED-Technologie mit ihren charakteristischen Merkmalen, wie der kleinen Quellengröße und der starken Gerichtetheit des Lichts wird die Notwendigkeit nach einer stärkeren Untersuchung dieses Gütemerkmals aufgezeigt. In den einzelnen Abschnitten des Theorieteils wird sukzessive zu einer Problemstellung hingeführt. Diese betrifft den Umstand, dass Lichtrichtung und Schattigkeit in Normung und Regelsetzung als Faktoren für Wahrnehmung, visuelle Ermüdung bzw. visuellen Diskomfort kaum Berücksichtigung finden. Nicht zuletzt werden Praxisempfehlungen ausgesprochen und weiterführender Forschungsbedarf aufgezeigt. Die Praxisempfehlungen betreffen einerseits die Anpassung von Lichtrichtung und Schattigkeit an den Kontext der Arbeitsaufgabe und andererseits Empfehlungen für die Lichtplanung und Leuchtengestaltung.



Schirmer, Christopher;
Over-the-air testing using wave-field synthesis. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - 211 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 978-3-86360-177-5

Moderne Kommunikationsgeräte, z. B. Smartphones und GPS-Empfänger streben einen hohen Integrationsgrad an, um Kosten, Platz und Energie zu sparen. Es existieren auch große Geräte, wie zum Beispiel Fahrzeuge mit integrierten Long Term Evolution-Antennen. Um den Entwicklungsprozess zu beschleunigen, werden adäquate Testverfahren benötigt, die eine korrekte Funktionsweise aller Gerätekomponenten sicherstellen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Testverfahren einschließlich Kalibrierverfahren zu entwickeln, die reproduzierbare Testbedingungen erlauben, um vergleichbare Leistungstests von Kommunikationssystemen zu ermöglichen. Diese Arbeit besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil beschäftigt sich mit Wellenfeldsynthese (WFS) für elektrisch kleine Geräte. Der zweite Teil präsentiert ein alternatives Testverfahren für elektrisch große Geräte, welches Wireless Cable (WLC) bezeichnet wird. Im WFS-Teil werden Simulationen durchgeführt, um die Anwendbarkeit der WFS für Over-The-Air-Tests in 2D und 3D zur Erzeugung ebener elektromagnetischer Wellen zu untersuchen. Ein Kalibrierverfahren wird für die 2D-WFS vorgestellt, um den Frequenzgang analoger Systemkomponenten zu entzerren. Das Kalibrierverfahren wird mit Hilfe der Metriken Error Vector Magnitude und Poynting Vector Angular Deviation verifiziert. Es werden zur Verifikation des gesamten WFS-Systems Messungen auf Basis von GPS durchgeführt, die mit kabelgebundenen Tests verglichen werden. Zur Demonstration der Vollständigen Mess- und Testprozedur werden verschiedene Mehrelement-Antennen unter identischen Messbedingungen verglichen. Einflüsse auf ein reales System durch Rauschen, Drift und Temperatureinfluss werden untersucht. Für 3D-WFS wird ein optimierender Algorithmus wird entwickelt und verifiziert, um Emulationsantennen auf einer Sphäre oder Hemisphäre optimal zu verteilen. Im Wireless Cable-Teil wird das gleichnamige Testverfahren vorgestellt, das als alternative Over-The-Air-Testmethode die Untersuchung großer Geräte erlaubt. Die Anwendbarkeit in nicht-reflexionsfreien Umgebungen wird demonstriert. Wie alle Over-The-Air-basierten Testverfahren berücksichtigt Wireless Cable auch Selbstinterferenz. Eine Langzeitstabilitätsanalyse wird durchgeführt, außerdem eine Verifikation der Anwendbarkeit eines realistischen Funkkanals für den Anwendungsfall Long Term Evolution.



Günther, Karsten;
Werkstofftechnische Betrachtungen zum Heißdraht unterstützten MSG-Auftragschweißen hartstoffverstärkter Verschleißschutzlegierungen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - XVI, 141 Seiten. - (Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung ; Band 5)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

ISBN 978-3-86360-174-4

Das Metall-Schutzgas(MSG)-Auftragschweißen von hartstoffverstärkten Verschleiß-schutzlegierungen weist trotz der einfachen Bedienbarkeit und des hohen Mechanisierungsgrades nur eine geringe Akzeptanz im Bereich der Beschichtungstechnik auf. Gründe hierfür liegen insbesondere in der unmittelbaren Korrelation zwischen dem Material- und Energieeintrag, wodurch hohe Drahtvorschübe zwangsläufig eine zunehmende thermische Werkstoffbeanspruchung zur Folge haben. Im praktischen Einsatz führt dies bereits bei geringen Abschmelzleistungen von ca. 5 kg/h zu hohen Aufschmelzgraden von bis zu 40 %. Zudem unterliegen temperaturempfindliche Hartphasen, wie z.B. Wolframschmelzkarbide (WSC), einer hohen thermischen Beanspruchung, was unter anderem auf die direkte Lichtbogenwechselwirkung zurückzuführen ist. Thermisch bedingte Zersetzungsprozesse führen hierbei zu einer Abnahme des WSC-Anteils, wodurch die Verschleißbeständigkeit gemindert wird. Mit Hilfe eines zusätzlich dem Schmelzbad zugeführten Heißdrahtes wurde ein neuartiger Ansatz entwickelt und erforscht, um den Energie- und Materialeintrag beim MSG-Auftragschweißen zu entkoppeln. Neben den verringerten Prozessleistungen bei gleichbleibender Auftragmasse wurde dies insbesondere durch die Verringerung der Schmelzbadtemperaturen nachgewiesen. Hierdurch konnte eine hochproduktive Herstellung aufmischungsarmer Verschleißschutzschichten umgesetzt werden. Die Auswirkung auf die Hartphasencharakteristik erfolgte zunächst anhand FeCr(V)C-Hartlegierungen. Es konnte aufgezeigt werden, dass sich die nahezu unabhängige Regelung von Abschmelzleistung und Aufschmelzgrad positiv auf die Ausscheidung von Primärkarbiden bzw. Hartphasen auswirken. Im Gegensatz zum MSG-Prozess gelang es hierdurch einlagige Verschleißschutzschichten mit einem deutlich höheren Hartphasenanteil und höherer Verschleißbeständigkeit herzustellen. Bei Ni-Basis-Legierungen mit eingelagerten WSC wurde festgestellt, dass sich der Einsatz eines Heißdrahtes positiv auf die Hartphasenverteilung auswirkt. Aufgrund modifizierter Schmelzbadströmungen konnten die für WSC typischen schwerkraftbedingten Seigerungseffekte unterbunden werden, einhergehend mit einer homogenen Verteilung der Hartphasen. Im Vergleich zum optimalen MSG-Prozessfenster betrug der erzielbare WSC-Anteil jedoch nur die Hälfte. Zur Klärung der Ursache wurde ein Ansatz entwickelt, um die thermisch bedingte Zersetzung von WSC quantitativ zu beschreiben. Basierend auf der Einführung eines Zersetzungskennwertes konnte hierdurch erstmals der Einfluss der Schmelzbadgröße, des Aufschmelzgrades und des Tropfenübergangs separat und quantitativ aufgeschlüsselt werden. Hierdurch konnte der geringere WSC-Anteil beim MSG-HD-Verfahren schließlich den Eigenschaften des Lichtbogens und Tropfenübergangs zugewiesen werden. Ferner wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmals die Entstehung des Zersetzungssaums bei WSC experimentell nachvollzogen.