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The mode shapes and loss factors of a modular carbon fibre-reinforced plastic (CFRP) composite impeller were determined experimentally and virtually at the component and the impeller level from the validation pyramid. The results are compared with those of investigations on steel reference models and structures. Good correlations were found between the results of the simulation and the experiment of the metallic structures. The similarities were much less marked for the CFRP parts. The damping behaviour of the CFRP impeller is significantly larger compared to steel, mainly due to the modular design.
Im Verlauf dieser Diplomarbeit wurde eine umfassende Untersuchung eines neuen Prüfsystems für Kraftstoff-Hochdruckpumpen durchgeführt. Als Ausgangspunkt für die Forschung wurde eine Analyse des Ist-Zustands zur Erfassung der Rahmenbedingungen durchgeführt. Durch den Vergleich der bestehenden mit dem neuen Prüfsystem konnten erste Erkenntnisse über die Machbarkeit der Übertragung der Prüfverfahren gewonnen werden.
Der Fokus wurde zuerst auf die CP3 Pumpe gelegt, um den Prüfprozess in interne Abläufe zu integrieren. Bei der Untersuchung des Messverhaltens traten Probleme auf, die durch die Analyse möglicher Fehlerursachen und Einführung geeigneter Abhilfemaßnahmen gelöst wurden. Die Erprobung des CP1-Prüfverfahrens wurde durch schwerwiegende Förderdruckschwankungen, deren Beherrschung durch
eine Anpassung der Prüfsoftware gelang, verzögert. Parallel dazu wurde die Entwicklung des CP3 Prozesses abgeschlossen und die interne Zulassung des Prüfverfahrens vorangetrieben. Während die CP1 Pumpe weiterhin grundlegend auf dem Prüfsystem
erforscht werden muss, kann das CP3 Prüfverfahren nach Abschluss des Genehmigungsverfahrens in die Serie überführt werden.
Ziel dieser Arbeit ist es, das Konzept „aktiver Heckklappenspoiler“ in ein serientaugliches Konzept zu überführen. Dabei wurden die vorhandenen Spoilersysteme analysiert, die bereits auf dem Markt sind, weitere Systeme betrachtet, die bereits im Fahrzeug verbaut sind, um Klappen zu bewegen und Spoilersysteme, die bis jetzt noch nicht zur Marktreife entwickelt wurden.
Um ein Konzept zu finden, was in die Serienproduktion implementiert werden kann, wurde der Bauraum des Mercedes-Benz EQE analysiert. Auf der Grundlage der erstellten Anforderungsliste konnten verschiedene Konzepte generiert werden. Diese erstellten Konzepte wurden auf Eignung überprüft und anschließend bewertet. Zusammenfassend ist das Konzept mit Schubgelenk und elektromechanischen Antrieb für die Ausführung des aktiven Heckklappenspoilers sehr gut geeignet. Dieses Konzept wurde daraufhin im Siemens NX konstruiert. Abschließend wurde das Konzept in ein seriennahes Konzept überführt. Dieses seriennahe Konzept dient als Grundlage für weitere Untersuchungen und Entwicklungsschritte.
Optimierung des Kühlwasser- und Heizungsnetzes bei thyssenkrupp Dynamic Components in Chemnitz
(2024)
Diese Diplomarbeit thematisiert die Vorplanung einer Wärmepumpenanlage für das Verwaltungsgebäude der thyssenkrupp Dynamic Components GmbH in Chemnitz. Die Produktionshalle am Standort verfügt über ein komplexes Kühlwassersystem. Das damit in Zusammenhang stehende Abwärmepotential wird bisher nur in geringem Umfang genutzt. Vorausgegangene Untersuchungen sind neben der nun angestellten Analyse einer Kompressorenstation über die Gebäudeleittechnik, Ausgangspunkt für die Berechnung des aktuell verfügbaren Abwärmepotentials.
Unter Anwendung des Programms „Linear Building 23“ werden Heizlastberechnungen für die Objekte Verwaltungsgebäude, Backsteinhalle sowie die Produktionshalle der Firma durchgeführt. Diese bilden die Grundlage für die Dimensionierung einer Wärmepumpe für das Verwaltungsgebäude und für weiterführende Betrachtungen, um das restliche Abwärmepotential zukünftig nutzen zu können. Ausgehend von der Wahl eines Integrationspunktes im Kühlwassernetz wird die Verbindung mit dem Heizungsnetz des Verwaltungsgebäudes in einem Schema aufgezeigt.
Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vergleicht das Konzept der Wärmepumpenanlage mit dem Bestandsystem und bestätigt die Sinnhaftigkeit in diese Investition. Darüber hinaus erfolgt eine energetische Bewertung beider Systeme hinsichtlich des Primärenergiebedarfs sowie die Einschätzung der jeweiligen verursachten Kohlenstoffdioxid-äquivalenten Emissionen.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer Methode zur Bewertung der Plausibilität und Qualität von simulierten Unfallszenarien aus der TASC-Datenbank. Der erste Teil der Arbeit legt die theoretischen Grundlagen dar und beleuchtet den Entstehungsprozess der relevanten Daten, um mögliche Fehler und Ungenauigkeiten zu identifizieren.
Bislang beschränkt sich die Qualitätsbewertung auf vereinzelt im Entstehungsprozess der TASC-Daten verankerten Mechanismen. Diese umfassen die Bewertung der Skizzenpräzision durch den Zeichner und die Einschätzung des Übereinstimmungsgrades der Referenzfälle
über das GIDAS-Level. Nach der Simulation werden Plausibilitätsprüfungen, einschließlich Querbeschleunigungs- und Kollisionsprüfungen, durchgeführt, wobei unplausible Fälle aussortiert werden. Eine umfassende Bewertungsmethode der vollständigen TASC-Daten besteht derzeit noch nicht. Die vorliegende Arbeit soll einen ersten Schritt leisten, um eine umfassende Bewertung der TASC-Daten zu etablieren.
Die konzipierten Bewertungsparameter umfassen im Wesentlichen die Abweichungen zwischen den vorgegeben und de simulierten Pfaden der Beteiligten sowie die diskreten Abstände und die zeitlichen Differenzen der Kollision. Der entwickelte Maßstab zur Einschätzung der Qualität der Parameterwerte beruht auf gruppenspezifischer statistischer Auswertung der Verteilung der Parameterwerte. Somit entsteht eine dynamische Bewertung der Daten durch die Individualisierung des Bewertungsmaßstabes. Die Umsetzung der
Bewertungsmethode gelingt durch einen Programmcode in der Programmiersprache R, welcher es ermöglicht eine große Anzahl von Fällen in wenigen Sekunden auszuwerten.
In dieser Diplomarbeit werden drei Varianten zur Wärme- und Elektroenergiebereitstellung für ein bestehendes Objekt dimensioniert und konzeptioniert. Bei dem Objekt handelt es sich um eine Versuchsstation mit angeschlossenem Bürogebäude. Die Senkung der Vor- und Rücklauftemperaturen sind genau wie die Analyse der Verbrauchsdaten (Ölverbrauch und Elektroenergie) Bestandteil dieser Arbeit. Ein jahreszeitlicher Unterschied dieser Daten wird aufgrund der wechselnden Tätigkeiten vermutet. Während der Analyse müssen diese Zusammenhänge trotz fehlender monatlicher Verbrauchswerte dargestellt werden.
Die Gebäudeheizleistung wird unter Anwendung der zutreffenden Normen bestimmt.
Vor der Dimensionierung findet die Beschreibung der Energiebereitstellungsverfahren statt. Mit der abgeschlossenen Dimensionierung und Konzeptionierung ist es möglich eine energetische Bewertung der Varianten vorzunehmen. Hierbei wird Bezug auf die Nutzwärmeenergie und Endenergie der Heizsysteme genommen. Weiterhin findet hinsichtlich der Elektroenergie eine Einordnung des Netzbezuges statt.
Nach der energetischen Bewertung erfolgt ein wirtschaftlicher und ökologischer Vergleich der Varianten Sole-Wasser-Wärmepumpe (mit Gas-Brennwertgerät, Solarthermie und Photovoltaik), Luft-Wasser-Wärmepumpe (mit Gas-Brennwertgerät, Solarthermie und Photovoltaik) und Pelletkessel (mit Solarthermie und Photovoltaik).
