Entwurf und Aufbau eines Praktikumsplatzes zur Digitalisierung von gegenständlichen Objekten. - Ilmenau. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die Digitalisierung von realen Objekten gewinnt in der modernen Produktentwicklung zunehmend an Bedeutung und ist neben der gängigen computergestützten Konstruktion ein weiteres Verfahren zur Erzeugung von 3D-Modellen. Neben einer Vielzahl von Verfahren zur Digitalisierung haben sich unterschiedliche Datenformate entwickelt. Grund für die große Anzahl an Datenformate sind die unterschiedlichen Anforderungen resultierend aus den Anwendungen im konstruktiven Entwicklungsprozess. Um Studenten einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik und Forschung im Bereich der Digitalisierung zu geben, wird in der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit die Umsetzung eines Praktikumsplatzes beschrieben. Zusätzlich werden die verwendeten Hardware- und Softwarekomponenten vorgestellt, sowie der Aufbau und die Umsetzung beschrieben. Des Weiteren werden eine Praktikumsanleitung und eine Bedienungsanleitung zur ordnungsgemäßen Durchführung erarbeitet. Ziel ist es einen funktionsfähigen, erweiterbaren und automatisierten Praktikumsplatz zu erstellen, um den Studenten Grundlagen zu den Verfahren, Datenformaten und Anwendungsbereichen zu vermitteln.
Application of artificial neural networks for editing measured acoustical data for simulations in virtual environments. - In: Engineering for a changing world, (2017), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-083:1
A method for efficient and task oriented configuration of Virtual Reality (VR) models for the analysis of technical systems. - In: Engineering for a changing world, (2017), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-022:8
Untersuchungen zur Performance und Qualität von Deep Convolutional Generative Adversarial Networks (DCGANs) für den Einsatz für die akustische Simulation in der VR (Virtual Reality). - Ilmenau. - 58 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Der Aufbau von Prototypen in der Entwicklungsphase eines Produktes ist mit hohen Kosten und einem großen zeitlichen Aufwand verbunden. Durch den Aufbau eines virtuellen Prototypen in der Virtual Reality kann dieser finanzielle und zeitliche Aufwand reduziert werden. Ein Konzept für die Simulation von dynamischen Fahrzeuggeräuschen in der virtuellen Umgebung basiert auf dem Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes (KNNs). Bei dem verwendeten KNN handelt es sich um einen Autoencoder, welcher darauf trainiert wird, Merkmale aus Fahrzeuggeräuschen zu extrahieren. Ziel der Arbeit ist es diesen Autoencoder zu einem Deep Convolutional Generative Adversarial Network (DCGAN) zu erweiterten. Dazu werden zunächst der Stand der Technik von KNNs erläutert und im Speziellen auf den Aufbau eines DCGANs und dessen Training eingegangen. Dabei werden Richtlinien beschrieben, durch die der Autoencoder um die Trainingsmethode eines DCGANs, zu einem KNN bestehend aus Autoencoder und Generative Adversarial Network (AEGAN), erweitert wird. Für das Training des KNNs wird ein Trainingszyklus vorgestellt, durch welches das AEGAN anschließend mit verschiedenen Trainingsdatensätzen trainiert wird. Es wird aufgezeigt, dass durch das AEGAN Audiofiles generiert werden können, die eine qualitative Verbesserung gegenüber den generierten Audiofiles des Autoencoders darstellen.
Leitfaden und Richtlinien für die Entwicklung und Verbesserung eines elektrisch angetriebenen Formula-Student-Fahrzeugs. - Ilmenau. - 141 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der grundlegenden Vorgehensweise und Richtlinien bei der Entwicklung eines elektrisch angetriebenen Formula Student Fahrzeugs. Zunächst wurden die dafür notwendigen Randbedingungen bei der Vereinsorganisation und Saisonplanung beleuchtet. Danach folgten einige Erläuterungen zu allgemeinen Anforderungen an Rennfahrzeuge bezüglich der gewünschten physikalischen Effekte. Die dafür zugrunde liegenden Kriterien waren das Gesamtgewicht des Fahrzeugs, seine Schwerpunkthöhe, die Trägheitsmomente (um alle Drehachsen) und die Effizienz des elektrischen Antriebstrangs. Aus diesen Anforderungen wurde eine Reihenfolge für die Entwicklung der benötigten Systeme erstellt und die daraus folgenden Iterationsschritte aufgezeigt. Anhand dieser Reihenfolge wurden für die Bereiche und Baugruppen des Fahrzeugs unterschiedliche Konzepte und Varianten diskutiert und die jeweiligen Einflüsse auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs hinsichtlich der genannten Kriterien erläutert. Die behandelten Systeme waren die Räder, das Antriebssystem, die Elektrik, das Fahrwerk, der Rahmen/das Monocoque, das Bremssystem und ein Aerodynamikpaket.
Konzepterstellung und Konstruktion eines Prüfaufbaus für Pulsdummys. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Konzepterstellung und Konstruktion eines Prüfaufbaus für Pulsdummys. Ein Pulsdummy ist ein Probekörper aus Gusseisen zur serienbegleitenden Kontrolle der Werkstoffqualität sowie zur Erstellung von Wöhler-Linien zur Auslegung von Gussbauteilen. Hierzu wird der Hohlraum des Probekörpers einem oszillierenden Prüfdruck von bis zu maximal 900 bar ausgesetzt und die Anzahl der ertragenen Lastwechsel dokumentiert. Die Bachelorarbeit wurde in Kooperation mit dem Fachgebiet Konstruktionstechnik der Technischen Universität Ilmenau und der Abteilung Mobilhydraulik der Bosch Rexroth AG in Lohr am Main erstellt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein neu entwickeltes Prüfkonzept sowie die technische Dokumentation des konstruierten Prüfstands. Der Aufbau wurde im Musterbau des Unternehmens gefertigt und für den vorgesehenen Betriebsdruck getestet.
Entwicklung eines Konzeptes für ein modulares Fördertechniksystem in einer wandlungsfähigen Montage der Automobilindustrie. - Ilmenau. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Ein volatiles Umfeld zwingt die Automobilindustrie ihre Strukturen so an zu passen, dass schneller auf Veränderungen reagiert werden kann. Um dies in der Produktion umzusetzen, werden wandlungsfähige Produktionsanlagen eingesetzt. Insbesondere um eine wandlungsfähige Endmontage zu erreichen wird im Rahmen des Projekts Advanced Conveyor Technologie (ACT) ein Gesamtkonzept für ein modulares Fördertechniksystem für die Fließbandmontage entwickelt. Zudem wird in der Arbeit ein methodisches Vorgehen für eine strukturierte Durchführung des Entwicklungsprozesses von der ersten Idee bis zur Umsetzung erarbeitet. Das in der Arbeit angewandte methodische Vorgehen kombiniert die Methoden, PAHL/BEITZ, Axiomatic Design und Scrum miteinander. Dabei dient PAHL/BEITZ zur Anforderungs-, Funktions- und Prinzipanalyse. Dies ist die Grundlage für die Funktionssynthese und somit für die Erstellung des Gesamtkonzeptes mittels Axiomatic Design. Scrum wird zur Umsetzung des Gesamtkonzeptes im Projektteam angewendet. Die Implementierung erfolgt anhand der durch Axiomatic Design erarbeiteten hierarchisch gegliederten Produktstruktur. Durch die Verbindung der drei Methoden können deren Vorteile ebenfalls kombiniert werden. Die Anforderungs-, Funktions-, und Prinzipanalyse nach PAHL/BEITZ bilden eine strukturierte Grundlage für Funktionssynthese mittels Axiomatic Design. Die erarbeitete Produktstruktur ist eine geeignete Vorlage für die Implementierung von Scrum. Allerdings bleiben die Nachteile der Methoden weiterhin bestehen. Die Analysen nach PAHL/BEITZ sowie die Implementierung und Durchführung von Scrum bringen einen hohen Aufwand mit sich. Axiomatic Design enthält den Nachteil das es den Entwickler nicht bei der Lösungsfindung unterstützt. Im Hinblick auf Wandlungsfähigkeit begünsti-gen die angewendeten Methoden die Entwicklung entsprechender Produktionsanlagen. Das in der Arbeit entwickelte Basismodul ermöglicht eine deutliche Flexibilisierung der Montageli-nien. Die Vorteile der wandlungsfähigen Technik sind vor allem dann nutzbar, wenn diese flächendeckend eingesetzt wird. Somit können künftige Schwankungen bei der Produktionsauslastung besser abgefangen und eventuelle Krisen mit weniger Verlusten überstanden werden.
Entwicklung eines Übertragungselementes zwischen Schließzylinder und Türschloss zur manuellen Entriegelung einer Kraftfahrzeugtür. - Ilmenau. - circa 125 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines präzisierten Entwurfes für ein Übertragungselement, welches vorrangig zum Übertragen der Drehbewegung bei der Notöffnung einer Kraftfahrzeugtür zwischen Schließzylinder und Türschloss in aktuellen Modellen der Audi AG eingesetzt werden soll. (Stand Frühling 2017) Die Arbeit beinhaltet einen analytischen Teil, der einen Überblick über die derzeit eingesetzten Lösungen und die geschützten Patente zu dem Thema gibt. Die Untersuchung erfolgte durch einen Rechercheantrag am PATON der TU-Ilmenau. Des Weiteren werden die Anforderungen aufgeführt, die an das neue Übertragungselement gestellt werden. Mithilfe einer Gesamtfunktion des technischen Gebildes wurden die einzelnen Elemente der Funktionsstruktur in einer Kombinationstabelle mit Teillösungen belegt. Aus den einzelnen Teillösungen wurden sechs technische Prinzipe ausgewählt. Die Untersuchung dieser durch Auswahllisten ergab drei Prinzipentwürfe, die in einem Vergleich aus Bewertungskriterien aus der Anforderungsliste gegenübergestellt wurden. Für die Bewertung wurde das harmonische Mittel der gewichteten Werte gebildet. Die Lösung mit der höchsten Punktzahl wurde für eine weitere Konzeptauslegung genutzt. Die einzelnen Bauteile der Baugruppe wurden auf die vorherrschende Belastung dimensioniert. Die Erstellung des präzisierten technischen Entwurfes folgte durch drei konstruktive Iterationsschleifen. Der präzisierte technische Entwurf wurde im Modell mit dem geringsten Bauraum analysiert und auf die Erfüllung der Forderungen in der Anforderungsliste untersucht. Das Fazit stellt einen Ausblick über den technischen Nutzen und Grenzen der Konstruktion, außerdem werden weitere Einsatzmöglichkeiten aufgezeigt.
Konstruktionsleitfaden und CAD-Universalmodell für ECF-Kühlmittelpumpen. - Ilmenau. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Bachelorarbeit wurde in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Konstruktionstechnik der Technischen Universität Ilmenau und dem Unternehmen Nidec Geräte- und Pumpenbau GmbH erstellt. Das Unternehmen entwickelt als führender Hersteller insbesondere schaltbare Kühlmittelpumpen für die Automobilindustrie. Ziel der Arbeit war die Erstellung eines Konstruktionsleitfadens sowie die Entwicklung eines CAD-Universalmodells für ECF-Kühlmittelpumpen. Diese Pumpenbauart ermöglicht eine zeitweilige Unterbrechung des Kühlkreislaufes im Kraftfahrzeug. Dadurch wird die Warmlaufphase des Motors verkürzt und Kraftstoff eingespart. Durch die hohen Kundenanforderungen erhöhen sich die Komplexität sowie die Variantenvielfalt der Pumpen. Um auch in Zukunft den Entwicklungsprozess effizient gestalten zu können, bedarf es einer Strukturierung der Entwicklungsschritte. Dies soll durch den Konstruktionsleitfaden ermöglicht werden. Des Weiteren ist nicht jeder vom Kunden vorgegebene Bauraum zum Einbau einer solchen ECF-Pumpe geeignet. Um schneller eine Analyse des vorhandenen Bauraumes vornehmen zu können, ergibt sich die Forderung nach einem CAD-Universalmodell. Hierfür wurden verschiedene Strukturierungsmöglichkeiten entwickelt und bewertet. Es ergab sich ein Strukturmodell, welches die in Zukunft geltenden Standards enthält und den Entwicklungsprozess vereinheitlicht. Des Weiteren wurden in der CAD-Umgebung die Kernelemente einer ECF-Pumpe durch zuvor festgelegte Standardmaße miteinander verknüpft.
Auslegung, Konstruktion und Vorbereitung der Serieneinführung einer elektrisch betätigten Einrichtung zum entlasteten Anlauf Stern-Dreieck-geschalteter Schraubengebläse-Anlagen. - Ilmenau. - 162 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird eine elektrisch betätigte Einrichtung zum entlasteten Anlauf von Stern-Dreieck-geschalteten Schraubengebläse-Anlagen entwickelt. Diese soll eine wirtschaftliche und technisch zuverlässigere Alternative zu bestehenden eigenmediengesteuerten pneumatisch betätigten Anfahrentlastungen bilden. Als Ausgangspunkt der Baugruppenauslegung dient die Darstellung der strömungsmechanischen und thermodynamischen Grundlagen. Nach der Festlegung der Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt werden für die erfassten Teilfunktionen Lösungsprinzipe ermittelt. Die Auswahl der Teilprinzipe erfolgt durch eine mehrwertige Bewertung unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Aus den gewählten Teilprinzipen wird zum Ende der Konzeptphase ein technisches Prinzip erarbeitet. Aufbauend auf das technische Prinzip werden Kaufteile für die Realisierung eines Kugelhahns sowie des zugehörigen elektrischen Antriebes verglichen und ausgewählt. Unter Beachtung des zur Verfügung stehenden Bauraumes sowie der entstehenden Kosten werden die Anschlussdurchmesser und Verbindungselemente anhand einer Berechnung der Druckverluste und Strömungsgeschwindigkeiten dimensioniert. Zur Realisierung der Arbeitssicherheit werden hierbei vier konstruktive Varianten betrachtet. Im Anschluss erfolgt eine Validierung der Berechnungen durch eine messtechnische Untersuchung konstruktiver Varianten. Aufbauend auf der Auswertung der Messergebnisse werden weitere konstruktive Anpassungen vorgenommen. Für die resultierende Konstruktion ergibt sich ein statischer Überdruck im Anfahrvorgang von circa 180 mbar bei Einhaltung der zulässigen Strömungsgeschwindigkeit. Dies ermöglicht ein Hochfahren des Asynchronmotors auch unter ungünstigsten Bedingungen. Im Vergleich zur bestehenden Serienlösung konnte die Summe der Kosten für die Fertigung und für Zukaufteile um mehr als die Hälfte reduziert werden. Zudem wurde der Schalldruckpegel während des Schließvorganges um 3 dB verringert bei einer nur unwesentlich erhöhten Stromaufnahme.