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ISSN 2192-9963
The current work analyzes degradation effects in solid-oxide fuel cell anodes with the phase-field method. A model extension for interface diffusion is formulated and calibrated. Large-scale 3D-simulations provide interesting insights into phenomena at the microscale which are responsible for the degradation
Umfang: XX, 258 S.
Preis: 45.00 €
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This work presents a data mining framework applied to industrial heattreatment (bainitization and case hardening) aiming to optimize processes and reduce costs. The framework analyses factors such as material, production line, and quality assessment for preprocessing, feature extraction, and drift corrections. Machine learning is employed to devise robust prediction strategies for hardness. Its implementation in an industry pilot demonstrates the economic benefits of the framework.
Umfang: XXIII, 235 S.
Preis: 45.00 €
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Diese Arbeit präsentiert ein physikalisch motiviertes Modell, welches die Zellspannung einer Lithium-Ionen-Batterie auf Basis der Zellimpedanz vorhersagt. Das Modell wurde an einer kommerziellen Pouchzelle parametriert und validiert. In einer umfassenden Simulationsstudie wird der Einfluss der Elektrodenmikrostruktur auf die Energie- und Leistungsdichte der Zelle quantifiziert. Darüber hinaus wird eine Routine zur Entwicklung anwendungsspezifischer Zelldesigns vorgestellt.
This work presents a physically motivated model that predicts the cell voltage of a lithium-ion-battery based on its impedance. The model was parameterized and validated on a commercial pouch cell. In a comprehensive simulation study, the influence of the electrode microstructure parameters on the energy and power density is quantified. Furthermore, a routine for the development of application-specific cell designs is developed.
Umfang: V, 248 S.
Preis: 49.00 €
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines makroskopischen Kontinuumsmodells zur Untersuchung des Einflusses des flexoelektrischen Effekts auf mikrostrukturelle Domänenumklappprozesse in ferroelektrischen Funktionskeramiken. Dabei ist von Interesse, ob in Piezokeramiken durch direkte Flexoelektrizität ein Polungsprozess in Gang gesetzt werden kann und ob durch indirekte Flexoelektrizität eine Verbesserung der aktorischen Eigenschaften eines IDE-Wafers möglich ist.
The present work deals with the development of a macroscopic continuum model to investigate the influence of the flexoelectric effect on microstructural domain switching processes in ferroelectric ceramics. It is of interest whether direct flexoelectricity can initiate a poling process in piezoceramics and if indirect flexoelectricity can improve the actuator performance of an IDE wafer.
Umfang: XII, 297 S.
Preis: 46.00 €
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During the production of fiber-reinforced thermosets, the resin material undergoes a reaction that can lead to damage. A two-stage polymerization reaction is modeled using molecular dynamics and evaluations of the system including a fiber surface are performed. In addition, a phase-field model for crack propagation in heterogeneous systems is derived. This model is able to predict crack growth where established models fail. Finally, the model is used to predict crack formation during curing.
Umfang: XV,195 S.
Preis: 44.00 €
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Diese Arbeit präsentiert ein physikalisch motiviertes Modell zur Vorhersage des Strom-/Spannungsverhaltens von PEM-Brennstoffzellen. Durch umfangreiche Impedanzmessungen und DRT-Analysen wurden alle Verlustprozesse identifiziert und quantifiziert. Das entwickelte Modell wurde erfolgreich validiert und bietet Einblicke in die internen Vorgänge der Brennstoffzelle. Es ermöglicht eine gezielte Optimierung und zeigt großes Potenzial für die Leistungssteigerung von PEM-Brennstoffzellen.
This work presents a physically motivated model for predicting the current/voltage behavior of PEM fuel cells. Extensive impedance measurements and DRT analyses were used to identify and quantify all loss processes. The developed model was successfully validated and provides insights into the internal processes of the fuel cell. It enables targeted optimization and shows great potential for increasing the performance of PEM fuel cells.
Umfang: V, 237 S.
Preis: 51.00 €
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In this work, the first simulation model of oxygen depolarized cathodes (ODC), which are silver catalyst-based gas diffusion electrodes, is presented that considers the phase equilibrium of the gas-liquid interface and structure-related inhomogeneities in electrolyte distribution. By means of the model it has been identified that mass transport of water and ions in the liquid phase is a crucial factor for electrode performance and how it is influenced by the electrode structure.
Umfang: IX, 144 S.
Preis: 37.00 €
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Hohe Spröd-duktil-Übergangstemperaturen schließen den Einsatz von konventionell gefertigtem Wolfram (W) als Strukturwerkstoff aus. Ultrafeinkörnige (UFG) W-Werkstoffe zeigen jedoch den Spröd-duktil-Übergang bereits bei sehr tiefen Temperaturen und weisen folglich Raumtemperaturduktilität auf. Die korrelative Mikrostrukturanalyse offenbarte einen starken Zusammenhang zwischen der Übergangstemperatur und dem mittleren Korngrenzenabstand entlang der Rissfront.
High brittle-ductile transition temperatures preclude the use of conventionally manufactured tungsten (W) as a structural material. Ultrafine grained (UFG) W materials, however, exhibit the brittle-ductile transition at very low temperatures and consequently exhibit room-temperature ductility. The correlative microstructure analysis revealed a strong correlation between the transition temperature and the mean grain boundary spacing along the crack front.
Umfang: XV, 355 S.
Preis: 45.00 €
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Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten.
In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Umfang: XX, 185 S.
Preis: 45.00 €
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Das elektromechanische Verhalten zweier neu entwickelten, auf Natrium-Bismut-Titanat basierenden bleifreier Ferroelektrika sowie daraus bestehenden Zweilagenkompositen wird durch Experimente und numerische Simulationen untersucht. Für die Finite-Elemente-Methode wird hierzu ein dreidimensionales, vollständig elektromechanisch gekoppeltes Materialmodell entwickelt. An Hand einer Parameterstudie werden die elektromechanischen Kopplungseigenschaften der Zweilagenkomposite optimiert.
The electromechanical behavior of two new sodium bismuth titanate based lead-free ferroelectric materials as well as bilayer composites are investigated in experiments and numerical simulations. For the Finite-Element-Method, a fully coupled, three dimensional ferroelectric constitutive model is developed. In a parameter study, the electromechanical coupling of bilayer composite is optimized.
Umfang: IX, 257 S.
Preis: 51.00 €
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