TY - JOUR AU - Meyer-Scott, Evan AU - Montaut, Nicola AU - Tiedau, Johannes AU - Sansoni, Linda AU - Herrmann, Harald AU - Bartley, Tim AU - Silberhorn, Christine ID - 9834 JF - Physical Review A SN - 2469-9926 TI - Limits on the heralding efficiencies and spectral purities of spectrally filtered single photons from photon-pair sources ER - TY - JOUR AB - In order to improve the credibility of modern simulation tools, uncertainties of different kinds have to be considered. This work is focused on epistemic uncertainties in the framework of continuum mechanics, which are taken into account by fuzzy analysis. The underlying min-max optimization problem of the extension principle is approximated by α-discretization, resulting in a separation of minimum and maximum problems. To become more universal, so-called quantities of interest are employed, which allow a general formulation for the target problem of interest. In this way, the relation to parameter identification problems based on least-squares functions is highlighted. The solutions of the related optimization problems with simple constraints are obtained with a gradient-based scheme, which is derived from a sensitvity analysis for the target problem by means of a variational formulation. Two numerical examples for the fuzzy analysis of material parameters are concerned with a necking problem at large strain elastoplasticity and a perforated strip at large strain hyperelasticity to demonstrate the versatility of the proposed variational formulation. AU - Mahnken, Rolf ID - 9862 IS - 3-4 JF - Mathematics and Mechanics of complex systems KW - fuzzy analysis KW - α-level optimization KW - quantities of interest KW - optimization with simple constraints KW - large strain elasticity KW - large strain elastoplasticity SN - 2325-3444 TI - "A variational formulation for fuzzy analysis in continuum mechanics" VL - 5 ER - TY - CHAP AU - Mahnken, Rolf ED - Stein, Erwin ED - de Borst, Rene ED - Hughes, Thomas J.R. ID - 9872 SN - 978-1-119-00379-3 T2 - Encyclopedia of Computational Mechanics TI - ,,Identification of Material Parameters for Constitutive Equations “ VL - 4 ER - TY - CONF AU - Wehrheim, Heike ID - 99 T2 - Proceedings of the 14th International Conference on Formal Aspects of Component Software (FACS) TI - Fault localization in service compositions ER - TY - JOUR AB - This is a study of a combined load restoration and generator start-up procedure. The procedure is structured into three stages according to the power system status and the goal of load restoration. Moreover, for each load restoration stage, the proposed algorithm determines a load restoration sequence by considering renewable energy such as solar and wind park to achieve objective functions. The validity and performance of the proposed algorithm is demonstrated through simulations using IEEE-39 network. AU - Shen, Cong AU - Kaufmann, Paul AU - Braun, Martin ID - 9919 JF - Elsevier International Journal of Electrical Power and Energy Systems (IJEPES) KW - Load restorationRestoration stageRenewable energyVoltage/frequency fluctuations TI - Three-Stage Power System Restoration Methodology Considering Renewable Energies VL - 94 ER - TY - CONF AU - Dridger, Alex AU - Caylak, Ismail AU - Mahnken, Rolf ID - 9941 SN - 9786188284449 T2 - Proceedings of the 2nd International Conference on Uncertainty Quantification in Computational Sciences and Engineering (UNCECOMP 2017) TI - "A POSSIBILISTIC APPROACH FOR LINEAR ISOTROPIC ELASTICITY USING THE FUZZY FINITE ELEMENT METHOD" ER - TY - CONF AB - Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit gewinnen bei der Anwendung von technischen Systemen eine immer größere Bedeutung. Aus diesem Grund hat sich Condition Monitoring, die Zustandsüberwachung eines technischen Produkts, in verschiedenen Industriebranchen etabliert. Die sensorbasierte Überwachung eines Produkts während seiner Betriebsdauer in Kombination mit Condition Monitoring Methoden ermöglichen die Bestimmung des aktuellen Zustands des Produkts und somit eine Diagnose, ob das Produkt seine ihm zugeschriebene Funktion zum aktuellen Zeitpunkt erfüllt. Neben Diagnosen bietet Condition Monitoring auch die Möglichkeit Prognosen aufzustellen, dabei wird die restliche Nutzungsdauer des Produkts aufbauend auf geeigneten Sensordaten geschätzt. So kann eine intelligente Wartungsplanung umgesetzt werden, die im Gegensatz zu klassischen Ansätzen keine festen Wartungsintervalle benötigt und die Nachteile einer rein reaktiven Wartung kompensiert. Stattdessen ist es möglich ein Element bis vor das Ende seiner Lebensdauer zu nutzen und erst dann zu warten, um eine optimale Nutzung zu gewährleisten. Durch eine Bestimmung der verbleibenden Restlebensdauer während des Betriebs ist eine optimale Wartungsplanung möglich, wodurch die Verfügbarkeit und die Auslastung der überwachten Produkte signifikant gesteigert werden kann. In dieser Arbeit soll ein produktspezifisches Condition Monitoring System für Gummi-Metall-Elemente entwickelt werden. Diese Elemente werden zur Federung, Geräusch- und/oder Schwingungsisolation in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie bspw. in Nutz- und Schienenfahrzeugen oder Windenergieanlagen. In Industrie und Forschung werden bereits Zustandsüberwachungen von Systemen mit integrierten Gummi-Metall-Elementen eingesetzt, allerdings noch keine Condition Monitoring Systeme zur alleinigen Zustandsüberwachung dieser Elemente. Aktuell ist es üblich die Lebensdauer dieser Elemente aufbauend auf beschleunigten Lebensdauerversuchen und Erfahrungswerten abzuschätzen. Mit dem Ziel die Lebensdauer des fokussierten Produkts präziser vorherzusagen und damit eine intelligente Wartungsplanung zu ermöglichen, wird die Entwicklung eines Condition Monitoring Systems für Gummi-Metall-Elemente angestrebt und in dieser Arbeit erläutert. AU - Bender, Amelie AU - Kaul, Thorben AU - Sextro, Walter ID - 9969 KW - Zustandsüberwachung KW - Condition Monitoring KW - Prognose KW - Gummi-Metall-Elemente KW - Restlebensdauerschätzung T2 - Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts Band 369, Paderborn, 2017 TI - Entwicklung eines Condition Monitoring Systems für Gummi-Metall-Elemente ER - TY - CONF AB - In vielen verschiedenen Industriezweigen hat sich Condition Monitoring aufgrund seiner finanziellen und sicherheitstechnischen Vorteile bereits etabliert. Um die Verlässlichkeit und die Auslastung zu steigern, sowie um die Lebenszykluskosten zu reduzieren, steigt auch im Schienenfahrzeugbereich die Anzahl an eingesetzten Condition Monitoring Systemen. Studien zu Versagensmodi von Schienenfahrzeugen haben gezeigt, dass Versagensursachen meistens in den Radprofilen oder im Fahrwerk liegen [1]. Wird das Fahrwerk heute mittels Condition Monitoring überwacht, werden hierfür häufig Sensoren an den Wagons angebracht, um bspw. deren Schwingungen zu kontrollieren [2, 3]. In dieser Arbeit liegt der Fokus auf Gummi-Metall-Elementen (GM-Elementen) der Jörn GmbH.; als elastische Lager im Drehgestell sind diese Teil des Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs. Mit dem Ziel die Wartungsplanung dieser Elemente zu optimieren, ist untersucht worden, ob diese Elemente einzeln mittels Condition Monitoring überwacht werden können. Die hierfür durchgeführten beschleunigten Lebensdauertests werden im nächsten Abschnitt erläutert. Anschließend werden die modellbasierten Methoden dargestellt, die aufbauend auf den im Versuch aufgezeichneten Daten eine Prognose der nutzbaren Restlebensdauer (RUL, remaining useful lifetime) der GM-Elemente aufstellen. Im letzten Abschnitt folgen eine kurze Zusammenfassung und ein Ausblick. AU - Bender, Amelie AU - Kimotho, James Kuria AU - Kohl, Sergej AU - Sextro, Walter AU - Reinke, Kai ID - 9970 T2 - 15. Internationale Schienenfahrzeugtagung TI - Modellbasierte Prognose der nutzbaren Restlebensdauer von Gummi-Metall-Elementen ER - TY - CONF AB - In der Windenergieindustrie haben die Größen Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit eine enorme Bedeutung erlangt aufgrund des Trends Windenergieanlagen zur optimalen Windausnutzung an schwer zugänglichen Positionen aufzustellen, wie bspw. Offshore. Dies führt zu erschwerten Wartungsbedingungen und damit zu höheren Kosten. Der Einsatz von Condition Monitoring hat sich in dieser Industrie etabliert, denn diese Technik ermöglicht eine Zustandsdiagnose des überwachten Systems und eine Prognose seiner nutzbaren Restlebensdauer (remaining useful life: RUL), jeweils basierend auf geeigneten Sensordaten. In dieser Arbeit wird ein Konzept für ein produktspezifisches Condition-Monitoring-System für Gummi-Metall-Elemente (GM-Elemente) vorgestellt, welches den Schwerpunkt auf die Prognose der RUL dieser Elemente setzt. In Windenergieanlagen werden zahlreiche GM-Elemente zur Geräusch- und Schwingungsisolation verwendet. Der Einsatz des hier vorgestellten produktspezifischen Condition-Monitoring-Systems kann somit einen erheblichen Beitrag zum verlässlichen Betrieb von Windenergieanlagen liefern, da die Überwachung einzelner Komponenten in die Zustandsüberwachung der gesamten Anlage integriert und dadurch der Betrieb der Anlage optimiert werden kann. In dieser Arbeit werden einige Herausforderungen diskutiert, die sich bei der Entwicklung eines Condition-Monitoring-Systems für GM-Elemente ergeben. So wird evaluiert, welche Größen sich zur Beschreibung der Alterung eines spezifischen Elements eignen und wie diese gemessen werden können. Temperaturen werden bereits in einigen technischen Systemen, wie auch in Windenergieanlagen, aufgezeichnet und ausgewertet, aber ihr Potential für die Bestimmung der RUL der überwachten Komponente ist noch nicht ausgeschöpft. Hier wird eine Lösungsmöglichkeit vorgestellt, die auf Temperatursensoren aufbaut. Als Grundlage für die Entwicklung des Condition-Monitoring-Systems wurden beschleunigte Lebensdauerversuche der GM-Elemente auf einem Versuchsstand zur Schwingungsanalyse durchgeführt. In diesen Lebensdauerversuchen wird die mechanische Alterung eines GM-Elements über einen kraftgeregelten Hydraulikzylinder erzielt. Dabei wird das Ende der Lebensdauerversuche in einem ersten Schritt über die Wegamplitude des Zylinders bestimmt. Während dieser Versuche wurden diverse Sensoren eingesetzt. Die aufgezeichneten Temperaturdaten zeigen, dass sich Temperaturmessungen eignen die Lebensdauer von GM-Elementen mittels Condition Monitoring Prognosemethoden zu schätzen. AU - Bender, Amelie AU - Sextro, Walter AU - Reinke, Kai ID - 9971 T2 - VDI-Berichte 2301 TI - Neuartiges Konzept zur Lebensdauerprognose von Gummi-Metall-Elementen ER - TY - JOUR AB - The transportation of dry fine powders is an emerging technologic task, as in biotechnology, pharmaceu-tical and coatings industry the particle sizes of processed powders get smaller and smaller. Fine powdersare primarily defined by the fact that adhesive and cohesive forces outweigh the weight forces, leadingto mostly unwanted agglomeration (clumping) and adhesion to surfaces. Thereby it gets more difficult touse conventional conveyor systems (e.g. pneumatic or vibratory conveyors) for transport. A rather newmethod for transporting these fine powders is based on ultrasonic vibrations, which are used to reducefriction between powder and substrate. Within this contribution an experimental set-up consisting of apipe, a solenoid actuator for axial vibration and an annular piezoelectric actuator for the high frequencyradial vibration of the pipe is described. Since amplitudes of the radial pipe vibration should be as large aspossible to get high effects of friction reduction, the pipe is excited to vibrate in resonance. To determinethe optimum excitation frequency and actuator position the vibration modes and resonance frequenciesof the pipe are calculated and measured. Results are in good accordance. AU - Dunst, Paul AU - Hemsel, Tobias AU - Sextro, Walter ID - 9972 JF - elsevier KW - Powder transport Piezoelectrics Ultrasonics Pipe vibration Finite element simulation Fine powder TI - Analysis of pipe vibration in an ultrasonic powder transportationsystem VL - Sensors and Actuators A 263 ER -