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Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Tragwerkseigenschaften von Holzleichtbauträgern mit Sperrholzplatten. Die Träger wurden von Herrn Dipl.-Ing. Löser entwickelt und sollen zukünftig als Alternative zu Aluminiumtraversen eingesetzt werden. Das Material dieser Träger wird vorgestellt und bezüglich seiner Definitionen und Zuweisung der Eigenschaften kritisch analysiert. Die Tragfähigkeit und Steifigkeit der Träger wurde bereits in zwei experimentellen Versuchsreihen und in einer Finite-Elemente-Analyse mittels dem Programm RFEM betrachtet. Weiterführend wird eine Analyse der Holzleichtbauträger durch das Programm ANSYS Workbench Version 2022 R2 durchgeführt. Dazu dienten unter anderem eine Netzkonvergenzstudie und verschiedene Parameterstudien. Die Ergebnisse der Bachelorarbeit dienen der Verifikation der Versuchs- und Berechnungsergebnisse und sollen für die Weiterentwicklung des Träger-Konzeptes im Sinne einer gesamtheitlichen Effizienz verwendet werden.:1 Einleitung und Zielsetzung der Arbeit 1.1 Ziel der Arbeit 1.2 Strukturierung der Arbeit 2 Betrachtung der Holzleichtbauträger 2.1 Geometrie der Holzleichtbauträger 2.2 Verwendetes Material - Sperrholz 2.3 Mechanische Eigenschaften von Sperrholz 3 Betrachtung vorliegender Berechnungs- und Messergebnisse 3.1 Auswahl der Trägertypen für weitere Betrachtungen 3.2 Versuchsreihe 1 3.3 Versuchsreihe 2 3.4 RFEM-Modelle 4 ANSYS-Berechnungen der Holzleichtbauträger 4.1 Möglichkeiten der Modellierung von Sperrholz in ANSYS 4.2 Modellierung des FEM-Modells 4.3 Ergebnisse der ANSYS-Berechnungen 4.4 Parameterstudie 5 Auswertung der Ergebnisse 5.1 Sinnvoller Materialansatz für die Modellierung in ANSYS 5.2 Abgleich der Ergebnisse aus ANSYS mit den Versuchsreihen und RFEM 5.3 Untersuchung verschiedener Gegebenheiten 6 Schlussfolgerung und Ausblick Literaturverzeichnis Eidesstattlich Versicherung Anhang / The present bachelor thesis deals with the investigation of the structural properties of lightweight wooden beams with plywood panels. The girders were developed by Dipl.-Ing. Löser and are to be used in the future as an alternative to aluminum trusses. The material of these beams is presented and critically examined with regard to its definitions and assignment of properties. The load capacity and stiffness of the beams have already been considered in two experimental test series and in a finite element method (FEM) using RFEM. Further, an analysis of the lightweight wood beams is carried out by the program ANSYS Workbench version 2022 R2. For this purpose, an investigation of the mesh fineness and various parameter studies were carried out. The results of the bachelor thesis serve to verify the test and calculation results and are to be used for the further development of the girder concept in terms of overall efficiency.:1 Einleitung und Zielsetzung der Arbeit 1.1 Ziel der Arbeit 1.2 Strukturierung der Arbeit 2 Betrachtung der Holzleichtbauträger 2.1 Geometrie der Holzleichtbauträger 2.2 Verwendetes Material - Sperrholz 2.3 Mechanische Eigenschaften von Sperrholz 3 Betrachtung vorliegender Berechnungs- und Messergebnisse 3.1 Auswahl der Trägertypen für weitere Betrachtungen 3.2 Versuchsreihe 1 3.3 Versuchsreihe 2 3.4 RFEM-Modelle 4 ANSYS-Berechnungen der Holzleichtbauträger 4.1 Möglichkeiten der Modellierung von Sperrholz in ANSYS 4.2 Modellierung des FEM-Modells 4.3 Ergebnisse der ANSYS-Berechnungen 4.4 Parameterstudie 5 Auswertung der Ergebnisse 5.1 Sinnvoller Materialansatz für die Modellierung in ANSYS 5.2 Abgleich der Ergebnisse aus ANSYS mit den Versuchsreihen und RFEM 5.3 Untersuchung verschiedener Gegebenheiten 6 Schlussfolgerung und Ausblick Literaturverzeichnis Eidesstattlich Versicherung Anhang

In this Master´s thesis will be performed an analysis of thermal properties of synchronous machines in the program Ansys Workbench on a simplified model of synchronous traction motor. In the first section will be performed thermal analysis without cooling followed by analysis of air flow and finally thermal analysis with cooling for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1. The second section will describe the principle, construction and losses on the synchronous machine. The third chapter will describe concepts such as heat, temperature, heat transfer, types of the heat transfer, specific heat capacity, emisivity and thermal conductivity. The fourth chapter will introduce the program Ansys Workbench, finite element method and Ansys CFX. In the fifth chapter will be described how to perform thermal analysis on the created model of motor. The sixth chapter will describe how to analyze the air flow of the created model of motor. The flow analysis will be performed for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1. In the seventh chapter will be compared the results of the air flow and pressure field in the motor model. In the eighth chapter will be performed a thermal analyzis on the created motor model with cooling for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1. The nineth chapter will compare the results of temperatures and heat fluxes obtained from the thermal analysis witnout cooling, with cooling for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1 for full losses, half losses of continous running, and full losses of interrupt running for 9000 seconds (2 hours 30 minutes).

This master´s thesis enter on the construction, losses and temperature computations asynchronuos engine. Preliminary is talk about the function cage induction motor, than describet construction and losses in this motor and in conclusion describet temperature computations and principia programme ANSYS Workbench and like the example for asynchronuos engine. In conclusion was make the komparative analysis with laboratory measurement for this engine

This master’s thesis deals with the piston for modified engine 1.4 TSI from Volkswagen concern. It includes calculation of kinematics and forces reactions of the crank mechanism of the engine for speed 6071 rpm elaborated in the program Mathcad Prime. Further the work includes calculation for reducing the magnitude of lateral force and design of several variants of the piston. For the proposed design variants of the piston are performed FEM analysis of mechanical state of stress and comparisons of contact pressures in the program ANSYS Workbench.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Previous works suggest that 80% to 90% of failures observed in the rotary machines are accounted for fatigue failure. And it is observed that cyclic stresses are more critical than steady stresses when the failure occurred is due to fatigue. One of the most expensive industries involving rotary machines is the Oil and Gas industry. The large drilling tools are used for oil extracts on-shore and off-shore. There are several forces that act on a drilling tool while operating below the earth's surface. Those forces are namely pressure, bending moment and torque. The tool is designed from the baseline model of the former tool in Solidworks and Design Molder. Here load acting due to pressure and torque accounts for steady stress i.e., Mean Stress and loading acting due to bending moment account for fluctuating stress i.e., Alternating Stress. The loading and boundary conditions have been adapted from Halliburton’s previous works for the LWD drill tool to better estimate the size of the largest possible transducer. The fatigue analysis of static load cases is carried out in Ansys Mechanical Workbench 19.0 using static structural analysis. The simulation is run to obtain results for total deformation, equivalent stress, and user-defined results. The component is designed for infinite life to calculate the endurance limit. Shigley guidelines and FKM guidelines are compared as a part of a study to select the best possible approach in the current application. The width of the imaging pocket is varied from 1.25 inches to 2.0 inches to accommodate the largest possible transducer without compromising the structural integrity of the tool. The optimum design is chosen based on the stress life theory criteria namely Gerber theory and Goodman Theory.

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Aufgrund von steigenden Energiekosten und einer sukzessive steigenden öffentlichen sowie politischen Forderung nach Umweltbewusstsein und Nachhaltigkeit, ist die Effizienzsteigerung von Gesamtsystemen einer der treibenden Kräfte für innovative, technologische Neuheiten geworden. Besonders bei der Entwicklung von verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen wurden z.B. durch die Hybridisierung von Antriebssträngen, die die Rekuperation von kinetischer Energie ermöglichen, Technologien zur Energieeinsparung etabliert. Da bei Verbrennungsmotoren ein hoher Anteil der im Kraftstoff gespeicherten Energie technologiebedingt als Abwärme im Abgas verloren geht, bietet die Wärmerekuperation ein weiteres hohes Potential für weitere Einsparungen. Diese ist z.B. mit Hilfe von thermoelektrischen Generatoren (TEG) möglich, die einen Wärmestrom direkt in elektrische Energie umwandeln. Zur effizienten TEG-Systemgestaltung ist ein hoher Temperaturgradient über dem thermoelektrisch aktivem Material notwendig, der wiederum zu kritischen thermomechanischen Spannungen im Bauteil führen kann. Diese werden zum einen durch die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien und zum anderen durch die mechanische Anbindung auf der heißen und kalten Seite des TEG verursacht. Somit liegt ein Zielkonflikt zwischen dem thermoelektrischen Systemwirkungsgrad und der mechanischen Festigkeit des Bauteils vor. In dieser Arbeit wird mit Hilfe einer mehrkriteriellen Parameteroptimierung eines vollparametrisierten FE-Modells des TEG in ANSYS WORKBENCH eine Methode vorgestellt, den thermoelektrischen Wirkungsgrad bei gleichzeitiger Reduktion der thermomechanischen Spannungen zu optimieren. Zur Optimierung kommt dabei ein genetischer Algorithmus der MATLAB GLOBAL OPTIMIZATION TOOLBOX zum Einsatz. Der Modellaufbau wird in ANSYS WORKBENCH mit der Makro-Programmiersprache JSCRIPT realisiert. Als Ziel- und Bewertungsfunktionen wird die mechanische Belastung jedes Bauteils im TEG ausgewertet und dessen elektrische Leistungsdichte berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe der vorgestellten Methodik eine paretooptimale Lösung gefunden werden kann, die den gestellten Anforderungen entspricht.

Durch die neue Schweißfunktionalität in Creo 4, welche es ermöglicht Schweißnähte als Volumengeometrie zu modellieren, entstehen viele neue Möglichkeiten zur Berechnung der Spannungen innerhalb der Schweißnähte. Damit einhergehend entstehen neue Möglichkeiten zur Berechnung und Evaluierung dieser Schweißnähte nach den Richtlinien der FKM. Die Berechnung anhand der FKM-Richtlinien soll hierbei anhand der zwei Simulationstools Creo Simulate und Ansys Simulation dargestellt werden.

Aufgrund von steigenden Energiekosten und einer sukzessive steigenden öffentlichen sowie politischen Forderung nach Umweltbewusstsein und Nachhaltigkeit, ist die Effizienzsteigerung von Gesamtsystemen einer der treibenden Kräfte für innovative, technologische Neuheiten geworden. Besonders bei der Entwicklung von verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen wurden z.B. durch die Hybridisierung von Antriebssträngen, die die Rekuperation von kinetischer Energie ermöglichen, Technologien zur Energieeinsparung etabliert. Da bei Verbrennungsmotoren ein hoher Anteil der im Kraftstoff gespeicherten Energie technologiebedingt als Abwärme im Abgas verloren geht, bietet die Wärmerekuperation ein weiteres hohes Potential für weitere Einsparungen. Diese ist z.B. mit Hilfe von thermoelektrischen Generatoren (TEG) möglich, die einen Wärmestrom direkt in elektrische Energie umwandeln. Zur effizienten TEG-Systemgestaltung ist ein hoher Temperaturgradient über dem thermoelektrisch aktivem Material notwendig, der wiederum zu kritischen thermomechanischen Spannungen im Bauteil führen kann. Diese werden zum einen durch die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien und zum anderen durch die mechanische Anbindung auf der heißen und kalten Seite des TEG verursacht. Somit liegt ein Zielkonflikt zwischen dem thermoelektrischen Systemwirkungsgrad und der mechanischen Festigkeit des Bauteils vor. In dieser Arbeit wird mit Hilfe einer mehrkriteriellen Parameteroptimierung eines vollparametrisierten FE-Modells des TEG in ANSYS WORKBENCH eine Methode vorgestellt, den thermoelektrischen Wirkungsgrad bei gleichzeitiger Reduktion der thermomechanischen Spannungen zu optimieren. Zur Optimierung kommt dabei ein genetischer Algorithmus der MATLAB GLOBAL OPTIMIZATION TOOLBOX zum Einsatz. Der Modellaufbau wird in ANSYS WORKBENCH mit der Makro-Programmiersprache JSCRIPT realisiert. Als Ziel- und Bewertungsfunktionen wird die mechanische Belastung jedes Bauteils im TEG ausgewertet und dessen elektrische Leistungsdichte berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe der vorgestellten Methodik eine paretooptimale Lösung gefunden werden kann, die den gestellten Anforderungen entspricht.