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This article presents analytical approaches for determining the stress state in hypotrochoidal profiles (H-profiles) under torsional, bending, and shear loading. The focus lies on shear loading. Using conformal mapping, a formulation of elasticity theory is first adapted to H-profile cross-sections. Closed-form solutions for the respective stress components are then derived by solving a reformulated surface integral. Suitable conformal mappings for hypotrochoidal contours are obtained through a successive method applied to their parametric description. These mappings are essential for the elasticity-theoretical formulation used to determine the stress state in the profile bar. Building on this, the transverse shear stresses for H-profile cross-sections are determined for the first time. The influence of shear stresses on the overall stress state is discussed in detail. These stresses generally act in a rotational manner and superimpose on the torsional stresses. This effect proves more pronounced here than in circular cross-sections. Accompanying finite element analyses (FEA), carried out for several examples, showed very good agreement with the analytical solutions. From the resulting maximum stress values and stress gradients, form and notch factors are calculated. The proposed procedure also applies to combined loading cases. It is intended for use in the new standard covering hypotrochoidal profile contours.
Das Diplomprojekt untersucht das Fehlbetätigungsverhalten von Fahrzeugpedalen in einem Pkw mit manuellem Schaltgetriebe während einer konkret definierten Ausparksituation. Untersuchungsgrundlage bildet die Fragestellung, ob durch ein Abrutschen der Füße vom Kupplungspedal Schäden an benachbarten Fahrzeugen entstehen und welchen Umfang diese haben können.
Dafür findet zunächst eine Auswertung von Fachliteratur und Normen statt. Beleuchtet werden hierbei Grundlagen der Pedalerie, Zeitverläufe von Reaktion und Ansprechverhalten, Parkvorgänge, die menschliche Wahrnehmung, der Einfluss des Schuhwerks auf das Fahren sowie eine Zusammenfassung vorangegangener Untersuchungen.
Im Anschluss daran wird eine Probandenversuchsreihe unter Verwendung verschiedener Messeinrichtungen konzipiert. Das anknüpfende Kapitel beschreibt die Durchführung und anschließende Auswertung. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen eine Folgerung auf reale Schadenfälle zulassen, bei denen ein Abrutschen der Pedalerie als Unfallursache angeführt wird. Den Abschluss der Arbeit bildet ein zusammenfassender Ausblick für weiterführende Untersuchungsansätze.
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit modernen Sicherheitseinrichtungen und Fahrerassistenzsystemen bei Motorrädern. Im Mittelpunkt steht die Untersuchung eines radarbasierten Kollisionswarnsystems an einer BMW R 1300 GS. Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss eines solchen Systems auf das Brems- und Sicherheitsverhalten eines Motorradfahrers in definierten Gefahrensituationen zu betrachten.
Zu Beginn werden die Grundlagen der Motorradsicherheit, typische Risikofaktoren sowie passive und aktive Sicherheitssysteme dargestellt. Anschließend werden aktuelle Fahrerassistenzsysteme, insbesondere radarbasierte Kollisionswarnsysteme und deren Bedeutung für zukünftige Notbremsassistenzsysteme, erläutert.
Im praktischen Teil der Arbeit erfolgt eine experimentelle Untersuchung unter realen Fahrbedingungen. Dabei werden verschiedene Gefahrensituationen nachgestellt und das Systemverhalten mit sowie ohne aktivem Kollisionswarnsystem betrachtet.
Die Arbeit soll einen Beitrag zur Bewertung des sicherheitstechnischen Potenzials moderner Motorradassistenzsysteme leisten und mögliche Anforderungen an zukünftige motorradspezifische Notbremsassistenzsysteme aufzeigen.
燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究
(2026)
Objective: Electrocardiogramms (ECG) interpretation is increasingly supported by algorithms trained on large-scale datasets. Here we present a first manually annotated open-source ECG-database of children and adults with congenital heart defect (CHD) with arrhythmia annotations.
Approach: Signal data (ECG and intracardiac electrograms) were extracted from children and patients with CHD undergoing electrophysiological studies (EPS). The dataset is provided in the wave form database format. Annotations were manually annotated using the LightWAVE® software.
Main results: The dataset comprises 39 ECGs from 39 patients (duration ranging from 00:01:17 h to 02:30:31 h). A total of 113 924 beats were annotated. A large part of beats (33%) are normal sinus rhythm. However, the database also includes sinus rhythm beats with preexcitation (12%) or complete right bundle branch block (11%). Supraventricular tachycardias (23%) are further categorized into atrioventricular reentrant tachycardias (AVRT; 15.5%) and atrioventricular nodal reentrant tachycardias (AVNRT; 7.5%). Also, ventricular tachycardias (1.7%) and very rare conditions as aberrant conducted AVRT or AVNRT or AVNRT with 2nd degree heart block are represented. Additionally paced beats are included (12%), thereof 7% atrial paced beats and 5% ventricular paced beats. Premature beats (premature ventricular or atrial beats) make up 7% of the dataset.
Significance: This open-source database (https://physionet.org/content/leipzig-heart-center-ecg) containing many pathologies in children and patients with CHD may provide a foundation for ECG algorithms aimed at detecting ECG pathologies in this special patient population.
Kraftfahrzeugbaugruppen aus Stahlwerkstoffen sind durch ihre Kosteneffizienz und einfache Herstellungsmöglichkeiten in Volumenmodellen weit verbreitet. Aufgrund von Korrosionsvorgängen dieser Werkstoffe in Verbindung mit konstruktiv eingebrachten Hohlräumen sind Schädigungen an diesen Bauteilen erst sehr spät oder gar nicht zu erkennen, wenn rein visuelle Prüfverfahren angewandt werden. Dieser Umstand stellt eine zunehmende Herausforderung für die technische Überwachung der Fahrzeuge dar. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, geeignete zerstörungsfreie Prüfverfahren (zfP) zur Bewertung von korrosionsbedingten Wanddickenverlusten an Bauteilen der Radführung zu analysieren. Dabei sollten die Verfahren für ihren möglichen Einsatz in der Hauptuntersuchung beurteilt werden.
Im Rahmen der Literaturrecherche wurden verschiedene zerstörungsfreie Prüfverfahren, darunter die Ultraschallprüfung, das magnetische Streuflussprüfverfahren, die Wirbelstromprüfung sowie thermografische Verfahren hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten und Einschränkungen untersucht. Anschließend erfolgte eine vergleichende Bewertung anhand einer entwickelten Bewertungsmatrix.
In der praktischen Untersuchung wurde die Ultraschallprüfung an vier korrosionsgeschädigten Querlenkern aus Stahlblech durchgeführt. An vier definierten Messpunkten wurden jeweils fünf Wiederholmessungen durchgeführt und ausgewertet. Die Messunsicherheit wurde anhand des GUM - Verfahrens bestimmt. Zur Validierung der Messergebnisse erfolgte zusätzlich eine zerstörende Referenzmessung mittels Außenschnelltaster.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Ultraschallprüfung grundsätzlich eine zuverlässige Bestimmung der Restwanddicke bei vorbereiteten Bauteilen ermöglicht und dort eine hohe Übereinstimmung mit den Referenzmessungen aufweist. Gleichzeitig werden jedoch Grenzen hinsichtlich Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile, Prüfaufwand und Integration in den Ablauf der Hauptuntersuchung aufgezeigt. Abschließend werden Empfehlungen für den zukünftigen Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bereich der Fahrzeugüberwachung abgeleitet.
Am Beispiel der Asphaltmischanlage Lösau wird mit dem Ziel, Abwärmepotentiale ausfindig zu machen, das Betriebsregime charakterisiert, um eine energetische Bilanzierung durchzuführen. Dafür werden aus Tagesreports der Anlage die täglichen Produkt- und Eduktmengen ermittelt und die Energieflüsse der Asphaltherstellung berechnet. Die Anlage ist in den Wintermonaten nicht im Betrieb.
Im März nach Wiederaufnahme wird sie nur schwach ausgelastet, danach wird sie im April und Mai unter Volllast betrieben. Im Juni und Juli befindet sie sich unter schwacher bis mittlerer Last, danach unter mittlerer. Der mittlere Nutzungsgrad der Anlage beträgt 49 %. Er steigt mit der Produktionsmenge des Tages und erreicht sein Maximum bei Einsatz von ca. 50 % recyceltem Asphalt.
Einzige potentiell nutzbare Abwärmequelle der Anlage ist das Abgas ihrer Brenner. Die enthaltene Abwärme beträgt immer mindestens 24 % der Energiezufuhr der Anlage. Sie kann zur Trocknung der Edukte, zur Vorwärmung der Verbrennungsluft oder zur teilweisen Deckung des Energiebedarfs des Sozialgebäudes der Anlage genutzt werden. Die größte Energieeinsparung ergibt sich durch die Verbrennungsluftvorwärmung. Mit dieser lässt sich die Energiezufuhr um mindestens 1,1 % senken.
Auf Basis von Klimamodellierungen zu den Szenarien RCP2.6 2030 und RCP8.5 2095 wurde mithilfe der Nutzwertanalyse eine Berechnungsmethode für die Installationswahrscheinlichkeit PK von Kühlgeräten in Gebäuden im Bundesland Sachsen entwickelt. Diese ist abhängig von Einflussgrößen wie der Anzahl der Kühlgradtage, dem Städtischen Wärmeinseleffekt, dem Einkommen, dem Gebäudebaujahr und der Wohn- und Nichtwohngebäudeart. Der Median der Installationswahrscheinlichkeit in Sachsen liegt bei RCP2.6 2030 bei 36% und bei RCP8.5 2095 bei 54%. Es ist eine starke Abhängigkeit von den Kühlgradtagen erkennbar. Die GIS-Analyse ergibt große Unterschiede bei PK und den daraus berechneten Kühlbedarfen zwischen Stadt und Land.
Die Arbeit untersucht, wie Health & Safety (H&S, deutsch: Gesundheit und Sicherheit) als ausgewähltes Themenfeld der Dimensionen von sozialen “Environmental, Social, and Gover-nance” (ESG, deutsch: Umwelt, Soziales und Unternehmensführung) im Internationalisie-rungsprozess eines Dienstleistungsunternehmens umgesetzt werden kann. Am Beispiel der nextbike GmbH werden theoretische Grundlagen, regulatorische Anforderungen in Deutsch-land, Frankreich und Spanien sowie bestehende H&S-Strukturen analysiert.
Auf dieser Grundlage wird ein modularer H&S-Rahmen entwickelt. Dieser umfasst tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilungen, Dokumentation, Schulung und Unterweisung, Verantwortlichkeiten sowie Notfallorganisation und Ereignismanagement. Ergänzend wird eine schrittweise Implementierung vorgeschlagen.
Die Ergebnisse zeigen, dass gemeinsame interne Mindeststandards mit länderspezifischen rechtlichen und betrieblichen Anpassungen verbunden werden müssen.
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht das Schwungradreibschweißen einer Aluminium- Knetlegierung EN AW-6182-O mit einer Aluminium- Druckgusslegierung EN AC-46000-F. Ausgangspunkt der Arbeit sind die besonderen Herausforderungen beim Fügen dieser Werkstoffkombination, insbesondere die Ausbildung von Oxidschichten, die begrenzte Duktilität und die inhomogene Struktur des Druckgusswerkstoffs sowie lokale geometrische Abweichungen im Fügebereich. Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss ausgewählter Oberflächen-, Geometrie- und Prozessparameter auf die Ausbildung der Fügeverbindung, die plastische Verformung und die mechanische Belastbarkeit zu bewerten.
Dazu werden Versuchsreihen zum Oberflächenzustand beziehungsweise zur Liegezeit nach der spanenden Bearbeitung, zum radialen Überstand sowie zu erhöhten Drehzahlen in Verbindung mit einer geregelten Bremsstufe durchgeführt. Die Bewertung erfolgt anhand zeitaufgelöster Prozessgrößen wie Drehzahl, Reibmoment, Energieeintrag und Verkürzung sowie durch Zugversuche, Bruchbildanalysen, metallografische Schliffbilder und Härtemessungen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine ausreichend lange Reibphase, ein kontrollierter radialer Materialfluss und geeignete Parameterkombinationen entscheidend für eine tragfähige Verbindung sind. Moderate Überstände und geringe Bremsstufen begünstigen stabile Fügeprozesse, während ungünstige Geometrien oder stark verkürzte Prozesszeiten unvollständige Bindungen fördern können. Insgesamt werden Zusammenhänge zwischen Prozessführung, plastischer Umformung, Mikrostruktur und Verbindungsqualität abgeleitet.
Die Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Durchführung von Lasttests für die WebSocket- und REST-Schnittstellen der Finanzmanagement-Software MACH Finanzplus. Ziel der Arbeit ist es, das Performance- und Stabilitätsverhalten ausgewählter REST- und WebSocket-Schnittstellen der Software MACH Finanzplus unter unterschiedlichen Lastbedingungen systematisch zu analysieren und deren Belastungsgrenzen zu identifizieren.
Hierzu wurde ein praxisnahes Testkonzept entwickelt und mit dem Werkzeug Apache JMeter umgesetzt, das Load-, Stress- und Soak-Szenarien umfasst und sowohl kurzzeitige Lastspitzen als auch länger andauernde Belastungen abbildet. Neben klassischen REST-basierten Anfragen wurde auch die WebSocket-Kommunikation berücksichtigt, um das Verhalten persistenter Echtzeitverbindungen unter paralleler Nutzung zu bewerten.
Die Auswertung der Testergebnisse erfolgte anhand zentraler Leistungskennzahlen wie Antwortzeiten, Durchsatz, Fehlerraten sowie Tail-Latenzen (P95). Die Analyse zeigt, dass das System unter geringer bis moderater Last stabil arbeitet, bei steigender Anzahl gleichzeitiger Anfragen jedoch klare Kapazitäts- und Stabilitätsgrenzen erreicht werden.
Insbesondere unter Stressbedingungen treten zunehmende Antwortzeiten und Fehlerraten auf. Unter Dauerlast zeigen sich hingegen stabile, jedoch teilweise erhöhte Antwortzeiten, die auf potenzielle Engpassbereiche in der Serverarchitektur hinweisen. Die gewonnenen Ergebnisse liefern eine fundierte Grundlage für die Bewertung der aktuellen Systemleistung und unterstützen zukünftige Entscheidungen im Bereich Kapazitätsplanung, Skalierung und Performance-Optimierung der MACH-Finanzplus-Serverinfrastruktur.
Das Unternehmen MKLogic in Zwickau verwendet für den Zertifizierungsprozess von Z-Wave-Geräten ein eigens entwickeltes Compliance-Testsystem. Die durchgeführten Zertifizierungstests basieren dabei auf einer unternehmensspezifischen, proprietären Skriptsprache. Diese stößt zunehmend an funktionale Grenzen, und eine Erweiterung der Sprache ist im Unternehmen aufgrund des erwünschten Umfangs und des damit verbundenen Entwicklungs- und Wartungsaufwands nicht erstrebenswert. Stattdessen wird ein Wechsel auf die Skriptsprache Python angestrebt, da diese auch in Zukunft mehr Flexibilität bietet.
Ziel dieser Arbeit ist die Migration der bestehenden Skriptsprache zu Python, um die Erweiterbarkeit, Wartbarkeit und Zukunftsfähigkeit des Testsystems zu verbessern. Dazu wird im Rahmen dieser Arbeit zunächst die Funktionalität der Ausgangssprache in Python umgesetzt. Aufbauend auf dem dabei entstehenden Framework wird ein Konvertierungstool entwickelt, um eine automatische Überführung der existierenden Skripte zu ermöglichen. Abschließend werden Ansätze zur Überprüfung der funktionalen Gleichwertigkeit des migrierten Codes untersucht, sowie die Testbarkeit des neu entstandenen Frameworks evaluiert.
Die Ergebnisse umfassen ein vollständiges Python-Framework, ein Konvertierungstool mit hoher Abdeckung der Ausgangssprache (ca. 90%), sowie ein Konzept zur Validierung der Gleichwertigkeit der generierten Skripte. Diese Ergebnisse legen die Grundlage für eine vollständige Migration des Systems und der zugehörigen Skripte.
Diese Arbeit beschreibt die Konzeption, Implementierung und Evaluation einer spezialisierten Softwarelösung zur automatisierten Generierung von XYZ-Tiles aus georeferenzierten Bilddaten. Im Anwendungskontext des Produkts NET-Scan werden Baufortschritte und offene Gräben in der Telekommunikationsinfrastruktur aus der Vogelperspektive erfasst. Die dabei entstehenden Bilddaten müssen in ein Kachelformat überführt werden, um eine interaktive kartografische Visualisierung in Webkarten zu ermöglichen. Die bisher eingesetzte kommerzielle Standardsoftware MapTiler weist mit steigender Kernanzahl ein abnehmendes Skalierungsverhalten auf und bietet keine Möglichkeit zur Integration in die interne Systemlandschaft.
Ziel der Arbeit ist es daher, eine auf den konkreten Anwendungsfall zugeschnittene Lösung zu entwickeln, die eine effizientere Nutzung der verfügbaren Rechenressourcen ermöglicht. Die entwickelte Anwendung ist als plattformübergreifende C#-Konsolenanwendung auf Basis von .NET 10 realisiert. Sie liest PNG- und PGW-Dateipaare sowie GeoTIFF-Dateien ein, führt die Reprojektion von EPSG:4326 nach EPSG:3857 durch und erzeugt XYZ-Tiles in konfigurierbaren Zoombereichen. Die Architektur basiert auf einer Pipeline-Struktur mit parallelisierter Tile-Erzeugung und Backpressure-Mechanismus zur Steuerung des Speicherverbrauchs. Die Evaluation unter kontrollierten Bedingungen zeigt, dass der TileGenerator mit steigender Kernanzahl deutlich besser skaliert als MapTiler. Ab 16 logischen Kernen ist der TileGenerator in allen untersuchten Szenarien schneller. Im größeren Testdatensatz ergibt sich ein Geschwindigkeitsvorteil um den Faktor 1,87. Zusätzlich erzeugt die entwickelte Lösung eine um 17% kleinere Ausgabedatenmenge. Die Software befindet sich im produktiven Einsatz und hat MapTiler in diesem Anwendungsfall abgelöst.
Kostengünstige, modulare Biosignal-Sensoren wie das BITalino-Board werden zunehmend in der Forschung eingesetzt. Sie dienen als Alternative zu etablierten Messsystemen, die oftmals mit hohen Kosten und begrenzter Mobilität verbunden sind, weisen allerdings nicht immer eine den Anforderungen wissenschaftlicher Forschung genügende Messqualität auf.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Signalqualität des BITalino EKG-Sensors zu untersuchen und dessen Eignung für zukünftige Forschungsprojekte einzuschätzen. Dafür wurde die Störanfälligkeit der Herzfrequenz im Vergleich zum klinischen Referenzsystem Dräger Infinity M540 unter verschiedenen Einsatzbedingungen untersucht, ergänzt durch eine Analyse der Herzfrequenzvariabilität. Zur Verarbeitung der gemessenen Rohdaten wurde eine Signalverarbeitungskette in Python implementiert.
Die Ergebnisse zeigen, dass der BITalino unter stabilen Bedingungen eine hohe Übereinstimmung mit dem Referenzsystem aufweist, wohingegen Bewegung und Muskelzittern zu hohen Ausreißer führen. Die qualitative HRV-Analyse ergab außerdem physiologisch erwartbare Veränderungen nach Belastung.
Insgesamt verdeutlicht die Arbeit damit als Vorstudie das Potential des BITalino-Boards für Forschungsanwendungen und zeigt gleichzeitig seine Grenzen auf.
This thesis develops a Python-based pipeline for exporting and preparing road-network information from BeamNG.tech to SUMO as a basis for future co-simulation. The main challenge is that BeamNG.tech represents roads within a detailed three-dimensional simulation environment, while SUMO requires an abstract traffic network consisting of nodes, edges, lanes, junctions, priorities, and connections. A direct geometric export is therefore not sufficient for microscopic traffic simulation.
The developed workflow processes the raw BeamNGpy SumoExporter output through several stages: structural network compression, clean node-edge processing, semantic traffic-control mapping from the BeamNG.tech Italy source data, lane-aware correction using BeamNG.tech API road information, junction-semantics improvement, SUMO network generation, and routeability validation. For the Italy case-study map, the raw export was reduced from 11,065 nodes and 105,836 edges to an improved base network of 604 nodes and 1,756 edges. The final SUMO network was generated successfully, and routeability validation was completed.
The final network-only pipeline generated a SUMO-compatible road network with improved lane representation, priority information, and validated route connectivity. Selected processing stages were also tested on the BeamNG.tech East Coast USA map to examine map adaptability. The work provides a reproducible map-adaptive export workflow and forms a foundation for future BeamNG.tech-SUMO co-simulation.
Die steigenden Anforderungen an den Fahrkomfort für die Insassen machen eine inten sive und effiziente Untersuchung von Schwingungen, deren Ursachen und des Übertragungsverhaltens notwendig. Außerdem bietet der digitale Entwicklungsprozess aktuell keine zuverlässige Vorgehensweise zur Bewertung des NVH-Verhaltens. In der vor liegenden Arbeit wird ein Prüfstand entwickelt, der das Übertragungsverhalten von straßenerregten Schwingungen in einem Achsmoduls quantitativ, durch Messung der übertragenen Kräfte, ermittelt. Die Grundlage bildet eine FEM-basierte Schwingungssimulation eines Achsmoduls, mit deren Hilfe die wirkenden Lagerkräfte, bei einer Amplitude des Radträgers von 1mm, berechnet werden.
Das Ergebnis verschiedener Schwingungsanalyse sind die Eigenfrequenzen, die Eigenmoden und die Übertragungsfunktionen des Achsmoduls. Dabei sind die Übertragungsfunktionen Funktionen der Lagerkräfte über der Frequenz, mit deren Verlauf die Nennkraft der Kraftaufnehmer für die Messanlage bestimmt werden konnten. Das Ergebnis der Arbeit war ein funktionsfähiges Berechnungsmodell des untersuchten Achsmoduls und eine Messanlage, die auf dem Achshaltesystem und dem Baukastensystem für Vorrichtungsteile der IAMT basiert. Zudem wurden neue Komponenten konstruiert, die eine Modularität der Anlage und dem Umbau auf andere Achsmodule zulassen. Der letztendliche Prüfstand kann mittels 3-komponentigen, piezoelektrischen Kraftaufnehmern die Lagerkräfte des angeregten Achsmoduls messen. Linearmotoren können beidseitig und dreidimensional Kräfte oder Verschiebungen in den Radträger einprägen, was eine Untersuchung der übertragenen Schwingungen bis zu 300Hz zulässt.
