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Konventionelle, von Dieselmotoren angetriebene Radlader beeinträchtigen die Lebensqualität der Menschen in ihrer unmittelbaren Umgebung mit Lärm- und Schadstoffemissionen. Das vom BMBF geförderte Forschungsvorhaben "Emissionsarmer Elektroradlader" verfolgt das Ziel, die lokalen Emissionen von Radladern deutlich herabzusetzen und die Effizienz des Fahrzeugs zu steigern. Im Rahmen des Vorhabens wurde ein konventioneller Radlader auf elektrische Antriebe umgerüstet. Als Energiespeicher dient eine LiFeYPO4-Batterie, die für eine Betriebsdauer von vier Stunden ausgelegt ist. In ersten praktischen Untersuchungen wurde die Energiebilanz des Emissionsarmen Elektro-Radladers mit der des konventionellen Serienfahrzeugs verglichen. Dazu wurde ein modifizierter Y-Arbeitszyklus entworfen, der sich an den üblichen Arbeitsaufgaben des Radladers orientiert und sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit auszeichnet. Für die vollständige Bewertung wird die komplette Kette der Energieumwandlung betrachtet, beginnend mit der Energie im Kraftstoff bzw. der dem Stromnetz entnommenen Energie, bis zur mechanischen Arbeit, die das Gerät verrichtet. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die unterschiedlichen CO2-Emissionen beider Fahrzeuge ableiten.
Durch den Einsatz von mobilen Endgeräten (z.B. Tablets, Smartphones) erschließen sich immer mehr Möglichkeiten, die Ausführung von Geschäftsprozessen zu unterstützen. Beispielsweise können Geschäftsprozessaktivitäten (z.B. Genehmigung eines Angebots) ortsunabhängig bearbeitet werden, wodurch die Durchlaufzeit signifikant reduziert wird. Die Nutzung von mobilen Apps beschränkt sich hierbei meist nur auf die Unterstützung von effizienter und flexibler Interaktion zwischen den verschiedenen ausführenden Rollen. Dieser Artikel beschreibt, wie mobile Apps nicht nur die Ausführung, sondern auch die Optimierung von Geschäftsprozessen unterstützen können. Hierzu werden vordefinierte Qualitätskriterien kontextabhängig während der Ausführung von Aktivitäten erfasst. Die durch traditionelle Methoden erfassten Daten (z.B. Messung von Kennzahlen) werden somit durch in Echtzeit gesammeltes User Feedback ergänzt. Der Ansatz wird am Beispiel einer eigens entwickelten mobilen App demonstriert und evaluiert.
Kreativwirtschaft Bodensee
(2017)
Ziegelsplittbetone der Nachkriegsjahre und moderne RC-Betone - Nachhaltigkeit an Objektbeispielen
(2018)
Das Bauwesen gehört zu den größten Verbrauchern an natürlichen Ressourcen und Energie in der deutschen Wirtschaft. Das ist in vielen Fällen trotzdem ökologisch und ökonomisch vertretbar, weil die Bauteile und Bauwerke verglichen mit anderen "Produkten" eine deutlich längere technische Lebensdauer haben - im Fall des Betons zwischen ca. 25 und 100 Jahren - und wenn nach dem Rückbau hohe Recyclingquoten erzielt werden. In Bezug auf Einsparmöglichkeiten spielt der Massenbaustoff Beton eine ganz zentrale Rolle. Neben der Einsparung des sehr energieintensiven Zements und der Entwicklung von Substitutionsbindemitteln, stehen auch die Gesteinskörnungen im Fokus, die den größten Anteil am Beton ausmachen. Im Artikel werden auf der Basis eigener Ergebnisse aus einem DBU?geförderten Forschungsprojekt zu RC?Betonen die Nachhaltigkeit von Beton an Objektbeispielen vorgestellt und über den Sachstand zur aktuellen Nutzung von R-Betonen in Deutschland informiert. Der Fokus liegt dabei auf der Wertigkeit mineralischer Baustoffe aus vergleichsweise wenigen, überwiegend natürlichen Komponenten wie beim Beton, dessen Instandsetzungsmöglichkeiten und bessere Voraussetzungen für späteres Recycling gegenüber vielen modernen, kunststoffhaltigen Verbundbaustoffen.
Loch im Putz = alles neu?
(2016)
RC-Beton im Hochbau
(2017)
Putze und Fugenmoertel, insbesondere in Sichtmauerwerken uebernehmen wesentliche technische, bauphysikalische und aesthetische Aufgaben fuer die Fassade und tragen massgeblich zum Erhalt der historischen Bausubstanz bei. Dabei sind an Denkmalen haeufig Befunde historischer Putze und Fugenmoertel sowie Verarbeitungsweisen und Handwerkstechniken vorhanden, die heute nicht mehr gebraeuchlich sind und beherrscht werden. Deshalb kommt ihrer Erhaltung besondere Bedeutung zu. Als aeusserster 'Angriffspunkt' der Gebaeudehuelle sind die Putze und Fugenmoertel der Witterung und zum Teil chemischen, biologischen und mechanischen Belastungen frei ausgesetzt und werden in Spritzwasserbereichen auch durch Tausalze beansprucht. Die dadurch sowie durch Alterung und Ermuedung entstehenden Schaeden werden beschrieben und Moeglichkeiten fuer die Erhaltung und Instandsetzung der Putze aufgezeigt.
Standardmäßig werden zur Modellierung magnetischer Systeme für regelungstechnische Anwendungen oder im Bereich der Diagnose und Prognose konzentriert parametrische Modelle verwendet. Falls eine hohe Qualität der Prozessabbildung erforderlich ist, z.B. um Wirbelströme oder Sättigung geeignet zu berücksichtigen, nehmen diese Modelle schnell relativ hohe Ordnungen an. Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass verteilparametrische Systeme, die z.B. (Feld-)Diffusionsprozesse beinhalten, durch niederdimensionale Modelle mit nicht ganzzahligen Ableitungen, so genannte fraktionale Modelle, sehr gut abgebildet werden können. Im Bereich der magnetischen Aktuatoren wurden diese vor rund 10 Jahren zum ersten Mal untersucht. Seitdem wird auf diesem Gebiet in verschiedenen Arbeitsgruppen geforscht. Während im Frequenzbereich die Handhabung fraktionaler Systeme einfach ist, sind Anwendungen im Zeitbereich bisher insbesondere bei zeitkritischen Anwendungen kaum anzutreffen. Der Beitrag stellt die prinzipielle Idee dar und zeigt Möglichkeiten zum Einsatz dieser Verfahren im Bereich magnetischer Aktoren auf. In einer konkreten Anwendung wird in Simulation und Experiment demonstriert, wie mit Hilfe dieser Modelle Zustandsschätzung in Magnetaktuatoren erfolgen kann und welche Vorteile sich dadurch ergeben.
In diesem Beitrag wird eine Methode des maschinellen Lernens entwickelt, die die Schlafstadienerkennung untersucht. Übliche Methoden der Schlafanalyse basieren auf der Polysomnographie (PSG). Der präsentierte Ansatz basiert auf Signalen, die ausschließlich nicht-invasiv in einer häuslichen Umgebung gemessen werden können. Bewegungs-, Herzschlags- und Atmungssignale können vergleichsweise leicht erfasst werden aber die Erkennung der Schlafstadien ist dadurch erschwert. Die Signale werden als Zeitreihenfolge strukturiert und in Epochen überführt. Die Leistungsfähigkeit von maschinellem Lernen wird der Polysomnographie gegenübergestellt und bewertet.
Für die Überwachung des Schlafs zu Hause sind nichtinvasive Methoden besonders gut anwendbar. Die Signale, die häufig überwacht werden, sind Herzfrequenz und Atemfrequenz. Die Ballistokardiographie (BCG)ist eine Technik, bei der die Herzfrequenz aus den mechanischen Schwingungen des Körpers bei jedem Herzzyklus gemessen wird. Kürzlich wurden Übersichtsarbeiten veröffentlicht. Die Untersuchung soll in einem ersten Ansatz bewerten, ob die Herzfrequenz anhand von BCG erkannt werden kann. Die wesentlichen Randbedingungen sind, ob dies gelingt, wenn der Sensor unter der Matratze positioniert wird und kostengünstige Sensoren zum Einsatz kommen.
Ein neuzeitlicher Pfahlbau
(2016)
Bauhäusler am Bodensee
(2016)
Szenografie ist eine Universaldisziplin, die mit Raum, Licht, Grafik, Ton und digitalen Medien Erlebnisräume schafft, in denen Wissen vermittelt und Besuchern verborgene Zusammenhänge intuitiv zugänglich gemacht werden können. Hierbei spielen mediale Vermittlungsstrategien eine zentrale Rolle. Eine dieser Strategien ist Information on demand: kontextualisierende Informationen werden hier nicht permanent angeboten, sondern nur dann, wenn der Besucher sie abruft. Dies ermöglicht sowohl eine auratische Objektpräsentation als auch gleichermaßen Kontextualisierung und Informationsvermittlung. Eine weitere Strategie sind
personalisierte Devices, die zudem eine zielgruppenorientierte Ansprache von Besuchern ermöglichen. Darüber hinaus bieten VR- und AR-Technologien die Möglichkeit zur publikumswirksamen Darstellung komplexer wissenschaftlicher Zusammenhänge.
Die Überwindung des Bruchs (Seam) beim Lernen im Studium zwischen dem Hochschulkontext und der beruflichen Praxis ist durch die zeitlich, räumlich und organisatorisch bedingte Trennung der relevanten Akteure (u. a. Lehrende, Lernende, Unternehmensvertreter) eine sehr große Herausforderung (Milrad et al., 2013). Eine seamless-learning-basierte Konzeption einer Lehrveranstaltung auf Basis agiler Werte und Methoden (u. a. inkrementelles Vorgehen, Fokus auf lernendenzentrierte Veranstaltungen, individualisiertes Lernenden-Feedback) kann bei der Überwindung dieses bedeutenden Bruchs helfen. In dem Poster wird das grundsätzliche Design eines derartigen agilen SL-Konzepts auf Basis eines iterativ, inkrementellen Vorgehens innerhalb eines Semesterzyklus von 15 Wochen in drei Lernsprints erörtert. Darüber hinaus wird über erste Lehrerfahrungen der Dozierenden sowohl aus der Hochschule als auch aus dem industriellen Umfeld und Lernerfahrungen der Studierenden aus den vergangenen zwei Jahren berichtet.
Die Entstehung von Radsatz-Torsionsschwingungen kann aufgrund der zunehmenden Ausnut- zung des Kraftschlusses im Rad-Schiene-Kontakt nicht vollends verhindert werden. Während analytische Untersuchungen zeigen, dass bei der Überschreitung eines bestimmten Dämp- fungswerts die Entstehung von Radsatz-Torsionsschwingungen vollständig vermieden wird, zeigen Simulationen, dass die Schwingungsamplitude des dynamischen Torsionsmoments in- folge des betragsmäβig sinkenden Kraftschlussgradienten und einer gewissen Antriebsstrang- dämpfung bei höheren Gleitgeschwindigkeiten begrenzt ist. Im Gegensatz zur analytischen Formel (17) ist damit ein maximales, dynamisches Torsionsmoment berechenbar.
Durch eine ganzheitliche Betrachtung des Gesamtsystems, bestehend aus dem Kraftschluss zwischen Rad und Schiene, dem Radsatz inkl. Lagerung, sowie Antriebsstrang können ver- schiedene Einflussfaktoren untersucht werden, die eine Radsatz-Torsionsschwingung beein- flussen. Die damit verbundenen Berechnungsmodelle sind aufgrund der Anzahl von Massen und Freiheitsgraden nicht mehr analytisch lösbar. Durch den Einsatz von Mehrkörperdynamik-Software können die Einflussfaktoren identifiziert und deren Einfluss auf die Torsionsneigung des Systems und das dynamische Torsionsmoment quantifiziert werden.
Radsatz-Torsionsschwingungen verursachen Torsionsamplituden, die das quasistatische Torsionsmoment um ein Vielfaches überschreiten können. Dies führt zu enormen Beanspruchungen von Radsatzwelle, Pressverbänden und Radsatzgetrieben. Durch die Auswertung und Analyse zahlreicher Messfahrten verschiedener Fahrzeuge konnten einige Merkmale bezüglich der Verteilung der Torsionsbelastung innerhalb eines Triebdrehgestells identifiziert werden. Da die Messresultate stark von der individuellen Antriebsregelung den vorliegenden Kraftschlussbedingungen abhängig sind lassen sich für Fahrzeuge mit unterschiedlicher Antriebskonfiguration nur bedingt vergleichen. Während im Regelbetrieb von Schienenfahrzeugen das Auftreten von Radsatz- Torsionsschwingungen vermieden werden soll, sind insbesondere bei Zulassungsfahrten Fahrzustände anzustreben in denen bei aktiver Rollier- und Schleuderschutzsoftware maximale Torsionsschwingungen erzeugt werden können. Basierend auf den durchgeführten Analysen und gesammelten Erfahrungen haben sich für die Durchführung von Versuchsfahrten folgende Bedingungen zielführend herausgestellt: (1) Herstellung möglichst identischer Kraftschlussverhältnisse aller im Gruppenantrieb elektrisch gekoppelten Radsätze durch gemeinsame Bewässerung in beiden Fahrrichtungen. (2) Sicherstellung einer maximalen Zugkraftausnutzung durch hohe Fahrwiderstände, geeignete Streckwahl mit konstanter Steigung oder Einsatz einer Bremslokomotive.
Unter bestimmten Kontaktbedingungen zwischen Rad und Schiene können selbsterregte Schwingungen angeregt werden, die zu gegenphasigen Drehbewegungen der Radscheiben und hohen Torsionsmomenten in der Radsatzwelle führen. Zur Bestimmung des maximalen Torsionsmoments sind bislang aufwendige Testfahrten erforderlich, da keine Verfahren bekannt waren, die eine konservative Berechnung des Torsionsmoments ermöglichen [1]. In den vergangenen Jahren wurden die drei folgenden Berechnungsmethoden vertieft untersucht, um das maximale, dynamische Torsionsmoment zu berechnen:
- Simulationen von komplexen Mehrkörpersystemen (MKS)
- Differentialgleichungssysteme mit numerischer Berechnung
- Analytische Berechnung durch Reduktion auf ein Minimalmodell
In dieser Publikation sollen diese Berechnungsmethoden näher vorgestellt werden und durch eine Gegenüberstellung der jeweils berechneten und gemessenen Ergebnisse deren Möglichkeiten aber auch Limitationen aufgezeigt werden.
Digitale Signaturen zum Überprüfen der Integrität von Daten, beispielsweise von Software-Updates, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Im Bereich der eingebetteten Systeme kommen derzeit wegen der geringen Komplexität noch überwiegend symmetri-sche Verschlüsselungsverfahren zur Berechnung eines Authentifizierungscodes zum Einsatz. Asym-metrische Kryptosysteme sind rechenaufwendiger, bieten aber mehr Sicherheit, weil der Schlüssel zur Authentifizierung nicht geheim gehalten werden muss. Asymmetrische Signaturverfahren werden typischerweise zweistufig berechnet. Der Schlüssel wird nicht direkt auf die Daten angewendet, sondern auf deren Hash-Wert, der mit Hilfe einer Hash-funktion zuvor berechnet wurde. Zum Einsatz dieser Verfahren in eingebetteten Systemen ist es erforder-lich, dass die Hashfunktion einen hinreichend gro-ßen Datendurchsatz ermöglicht. In diesem Beitrag wird eine effiziente Hardware-Implementierung der SHA-256 Hashfunktion vorgestellt.