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Die Arbeit umschreibt umfassend das mechanische Verhalten von duroplastischen Kunststoffen unter quasistatischen Lasten. In diesem Zusammenhang wird zunächst auf die generelle Beschreibung der mechanischen Kennwerte eingegangen sowie auf die elasto - plastischen Werkstoffgesetzte. Diese dienen der Beschreibung des Verhaltens nahe dem Versagen des Materials. Zusätzlich wird ein Überblick der konventionellen Methode der Werkstoffprüfung gegeben. Die ausführlich beschriebenen Erkenntnisse zum Materialverhalten unter quasistatischen Lasten werden mit Hilfe von eigenen Versuchen überprüft und ausgewertet. Hierbei wird vor allem die Zug- und Druckbelastung betrachtet. Des Weiteren wird die Einrichtung einer Torsionsprüfstation sowie die Ermittlung von Torsionskennwerten mit dieser beschrieben. Neben der generellen Analyse des Verhaltens auf bestimmte Belastungen wird ebenso auf den Einfluss der Alterung eingegangen.

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Schraubenauslegung mithilfe numerischer Rechenverfahren. Am Beispiel einer Radlagerverschraubung mit Kugelbundschrauben wurde ein geeigneter Modellaufbau untersucht, um Schraubenverbindungen hinreichend realitätsnah abzubilden und zu bewerten. Dabei wurden Einflüsse der Vernetzung, der Kontaktdefinition und der Randbedingungen betrachtet. Die Untersuchungen erfolgten ohne eine Darstellung des Gewindes. Es wurde eine Möglichkeit aufgezeigt um das Setzverhalten und die Torsionsspannung der Schraube mit in das FE-Modell einzubringen. Anhand der möglichen Ausgabegrößen konnten die benötigten Nachweise in Anlehnung an die VDI 2230 definiert werden. Dabei wurden in der Kontaktauswertung Indizien auf ein selbsttätiges Lösen aufgezeigt. Nach Abschätzen und Einbinden der auftretenden Temperaturen zeigten sich die Differenzen in der Vorspannkraft. Weitere mögliche Temperatureinflüsse wurden aufgeführt. Durch einen Vergleich zum analytischen Verfahren konnten die Unterschiede in den Ergebnissen festgestellt werden. Die Kontaktauswertung im FE-Modell erweist sich als detaillierte Untersuchungsmöglichkeit. Weiterhin zeigten sich durch den Vergleich die Vorteile der beiden Verfahren.

Der Wärmeabtransport aus der Schmelze stellt im Sandguss ein großes Problem dar. Da der zur Herstellung der Sandkerne verwendete Formsand nur langsam Wärme aufnehmen und transportieren kann, dauert die Erstarrung der Schmelze um ein Vielfaches länger, als bei anderen Gießverfahren, wie z.B. Druckguss. Die erhöhte Erstarrungszeit führt zur Ausbildung eines gröberen Metallgefüges mit hohen Dendritenarmabständen. Um eine gerichtete Erstarrung und somit ein möglichst fehlerfreies Bauteil zu erzeugen, werden im Sandguss neben Speisern auch Kühleisen verwendet. An Stellen an denen die Kühleisen in der Sandform platziert werden und direkten Kontakt mit der Schmelze haben, erstarrt das Bauteil durch den schnelleren Abtransport der Wärme zuerst. Durch die höhere Abkühlungsgeschwindigkeit bildet sich an diesen Stellen ein feineres Metallgefüge aus. In der vorliegenden Arbeit wird betrachtet, wie durch gezielten Einsatz der Kühleisen nicht nur die Erstarrung optimieren werden kann, sondern auch das Metallgefüge an den hochbelasteten Stellen des Bauteils durch den Einsatz der Kühleisen an diesen Stellen verbessert werden kann. Darüber hinaus wurden Richtlinien für die Verwendung von Kühleisen für die Konstruktion zukünftiger Bauteile erstellt und deren Wirksamkeit an einem Bauteil nachgewiesen.

In der vorliegenden Diplomarbeit soll unter Verwendung der Vierpoltheorie ein Verfahren zur Temperaturbestimmung entwickelt werden. Das Prinzip der Vierpoltheorie, hauptsächlich bekannt aus der Elektrotechnik, kann auch auf viele physikalische Systeme angewendet werden. Unter der Voraussetzung der Linearität und der Zeitinvarianz eines Systems kann mittels der Vierpoltheorie zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangssignal ein Zusammenhang hergestellt werden, ohne jedoch genaue Kenntnis über die zugrunde liegenden physikalischen Vorgänge zu besitzen. Mit dem Einsatz dieser Theorie soll zunächst eine physikalische Größe, in diesem Fall eine Temperatur korrigiert werden. Anschließend soll auf eine Temperatur an einem anderen Ort geschlossen werden, an dem keine direkte Messung möglich ist. Zunächst werden alle physikalischen und mathematischen Grundlagen erläutert, die in dieser Arbeit Anwendung finden. Im Anschluss wird die theoretische Vorgehensweise im Bezug auf den vorliegenden Anwendungsfall beschrieben. Es folgt Darstellung der Versuchsvorbereitungen, der Durchführung der Versuche und der anschließenden Auswertung, welche die Basis für die benötigten Parameter zur Korrektur einer Temperatur sowie zur Bestimmung einer weiteren Temperatur bilden. Im weiteren Verlauf wird ein Programmcodes erstellt, in welchem die Vierpoltheorie zum einen zur Korrektur einer Temperatur und zum anderen zur Bestimmung einer Temperatur angewendet wird. Die Schlusskapitel befassen sich zum einen mit dem Funktionstest der Verfahren, dem Fazit und einen Ausblick in die weitere Entwicklung der Forschung.

In der Fertigung von spanenden Werkzeugen gibt es viele verschiedene Einflüsse auf das Beschichtungsergebnis. Einer dieser ist das Schleifen der Werkzeuge. In diesem Fall handelt es sich um Vollhartmetallfräser, welcher mit einer PVD-Schicht beschichtet werden. Aus diesem Hintergrund wurden Recherchen angestellt, sowie praktische Untersuchungen geplant und durchgeführt. Die radialen Freiflächen sind besonders kritische Stellen bezüglich der Schichthaftung. Aus diesem Grund werden diese genauer betrachtet. Schleiftechnisch werden verschiedene Schnittwerte gefahren und verschiedene Schleifscheiben eingesetzt, um das Beschichtungsergebnis zu optimieren.