In Stetigfördersystemen mit Kunststoff-Gleitketten treten unerwünschte Schwingungen auf, die den Materialfluss beeinträchtigen. Diese Schwingungen sind nach momentanen Stand nicht berechenbar und sollen dynamisch simuliert werden. Das Ziel ist es ein Modell zu entwickeln, mit welchem die Schwingungen, die in einer Kunststoff-Gleitkette auftreten, abgebildet werden können.

In dieser Arbeit werden Schwingungsprobleme mit zufälliger Erregung betrachtet. Es werden asymptotische Entwicklungen der Korrelationsfunktion angegeben, wenn der stochastische Eingangsprozess schwach stationär ist und als Integralfunktional schwach korrelierter Funktionen modelliert wird. Insbesondere wird der Fall behandelt, wenn sowohl Ableitungen des Eingangsprozesses vorkommen, als auch Ableitungen der Lösung von Interesse sind.

The interplay of partially filled d- or f-electron shells with conduction-band electrons is a key ingredient in new rare-earth transition-metal compounds for the emergence of unusual electronic and magnetic properties. Among which unconventional superconductivity is one of the most studied. Despite many years of intensive experimental investigations and plenty promising theoretical models, unconventional superconductivity still remains hotly debated a very rich topic. One of the fundamental unsolved problems for condensed-matter physicists is the mechanism that causes the electrons to form anisotropic superconductivity. Since electrons in the vicinity of the Fermi level are primarily responsible for superconductivity, in order to better understand the mechanism giving rise to this phenomenon and the origin of complex forces between correlated electrons, knowledge of the Fermi surface and band selective effective mass is essential. Of the many techniques used to study electronic band-structure properties, measurements of quantum oscillations in the magnetization, so-called de Haas-van Alphen (dHvA) effect, in combination with band-structure calculations is the traditional proven tool for studying Fermi-surface topology and quasiparticle effective mass. In the present work, electronic structure and Fermi-surface properties of Ybsubstituted heavy fermion superconductor CeCoIn5 and iron based ternary phosphides LaFe2P2 and CeFe2P2 have been investigated by means of dHvA measurements. For these measurements, capacitive cantilever-torque magnetometry was utilized. In Ce1−xYbxCoIn5, the evolution of the Fermi surface and effective mass was studied as a function of Yb concentration. The observed topology change is consistent with what is expected from the band-structure calculations. For a small Yb concentration, x = 0.1, the band-structure topology and the effective masses remain nearly unchanged compared to CeCoIn5. This contrasts clearly modified Fermi surfaces and light, almost unrenormalized effective masses for x = 0.2 and above. For LaFe2P2 and CeFe2P2, the obtained effective masses are light. Good agreement between the calculated and measured dHvA frequencies was identified only for LaFe2P2. However, for CeFe2P2 strong disagreement was observed. Moreover, different CeFe2P2 single crystals reveal different experimental results. In order to reconcile the results of the dHvA measurements and density-functional-theory calculations more work is necessary.

In slide chain conveyors vibrations often appear. These cause detrimental effects in conveying process and decrease the durability of chains. To study the vibrations, a multi-body simulation model has been developed, in which rheological elements are used to represent the dynamic effects. A focus was determining material values required for the model. These were identified by hysteresis experiments. Finally, the model was verified by comparing simulation results with measurements in the conveyor system. / In Gleitkettenfördersystemen werden häufig Schwingungen der Kette beobachtet, die einen zuverlässigen Förderprozess auf diesen Anlagen beeinträchtigen können. Ziel dieser Arbeit ist die Erforschung dieser Schwingungen mit Hilfe von einem Mehrkörpersimulationsmodell. Zur Abbildung der dynamischen Effekte wurden rheologische Elemente verwendet. Ein Schwerpunkt lag bei der Ermittlung der für das Modell notwendigen Materialkennwerte. Diese wurden mit Hilfe von Hystereseversuchen herausgefunden. Zum Schluss wurde das Modell über einen Abgleich zwischen Simulation und Messung im Fördersystem verifiziert.

In dieser Arbeit werden Schwingungsprobleme mit zufälliger Erregung betrachtet. Es werden asymptotische Entwicklungen der Korrelationsfunktion angegeben, wenn der stochastische Eingangsprozess schwach stationär ist und als Integralfunktional schwach korrelierter Funktionen modelliert wird. Insbesondere wird der Fall behandelt, wenn sowohl Ableitungen des Eingangsprozesses vorkommen, als auch Ableitungen der Lösung von Interesse sind.

We examined energy harvesting using a vertical composite laminate beam with an additional moving mass subjected to kinematic harmonic excitation. The gravity effect and the moving tip mass applied to the system cause considerable changes in effective spring-mass characteristics of the bending beam. Simultaneously, we observed dynamical beam damping by an additional degree of freedom and non-linear effects including friction between the moving mass and the beam structure. The experiments were performed on the beam excited kinematically by a shaker, while beam velocity measurements were made by a scanning laser vibrometer. We applied modal analysis in the limit of a fairly low excitation level. The selected modal vibrations are illustrated by corresponding output time series.

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In slide chain conveyors vibrations often appear. These cause detrimental effects in conveying process and decrease the durability of chains. To study the vibrations, a multi-body simulation model has been developed, in which rheological elements are used to represent the dynamic effects. A focus was determining material values required for the model. These were identified by hysteresis experiments. Finally, the model was verified by comparing simulation results with measurements in the conveyor system. / In Gleitkettenfördersystemen werden häufig Schwingungen der Kette beobachtet, die einen zuverlässigen Förderprozess auf diesen Anlagen beeinträchtigen können. Ziel dieser Arbeit ist die Erforschung dieser Schwingungen mit Hilfe von einem Mehrkörpersimulationsmodell. Zur Abbildung der dynamischen Effekte wurden rheologische Elemente verwendet. Ein Schwerpunkt lag bei der Ermittlung der für das Modell notwendigen Materialkennwerte. Diese wurden mit Hilfe von Hystereseversuchen herausgefunden. Zum Schluss wurde das Modell über einen Abgleich zwischen Simulation und Messung im Fördersystem verifiziert.

The interplay of partially filled d- or f-electron shells with conduction-band electrons is a key ingredient in new rare-earth transition-metal compounds for the emergence of unusual electronic and magnetic properties. Among which unconventional superconductivity is one of the most studied. Despite many years of intensive experimental investigations and plenty promising theoretical models, unconventional superconductivity still remains hotly debated a very rich topic. One of the fundamental unsolved problems for condensed-matter physicists is the mechanism that causes the electrons to form anisotropic superconductivity. Since electrons in the vicinity of the Fermi level are primarily responsible for superconductivity, in order to better understand the mechanism giving rise to this phenomenon and the origin of complex forces between correlated electrons, knowledge of the Fermi surface and band selective effective mass is essential. Of the many techniques used to study electronic band-structure properties, measurements of quantum oscillations in the magnetization, so-called de Haas-van Alphen (dHvA) effect, in combination with band-structure calculations is the traditional proven tool for studying Fermi-surface topology and quasiparticle effective mass. In the present work, electronic structure and Fermi-surface properties of Ybsubstituted heavy fermion superconductor CeCoIn5 and iron based ternary phosphides LaFe2P2 and CeFe2P2 have been investigated by means of dHvA measurements. For these measurements, capacitive cantilever-torque magnetometry was utilized. In Ce1−xYbxCoIn5, the evolution of the Fermi surface and effective mass was studied as a function of Yb concentration. The observed topology change is consistent with what is expected from the band-structure calculations. For a small Yb concentration, x = 0.1, the band-structure topology and the effective masses remain nearly unchanged compared to CeCoIn5. This contrasts clearly modified Fermi surfaces and light, almost unrenormalized effective masses for x = 0.2 and above. For LaFe2P2 and CeFe2P2, the obtained effective masses are light. Good agreement between the calculated and measured dHvA frequencies was identified only for LaFe2P2. However, for CeFe2P2 strong disagreement was observed. Moreover, different CeFe2P2 single crystals reveal different experimental results. In order to reconcile the results of the dHvA measurements and density-functional-theory calculations more work is necessary.

Starke Kopplung von Molekülen mit einem räumlich begrenzten Lichtfeld führt zur Bildung neuer polaritonischer Eigenzustände des Systems, die sowohl molekulare als auch photonische Eigenschaften erhalten und somit ein großes Potenzial für Anwendungen in der Chemie und Optoelektronik besitzen. In dieser Arbeit wird die Kopplung zwischen Oberflächenplasmonen Polaritonen (SPPs), die als das räumlich begrenzte Lichtfeld agieren, und molekularen Anregungen wie Schwingungen und polaronischen Resonanzen untersucht. Das starke Kopplungsregime zwischen einer Molekülschwingung und einem SPP wird zum ersten Mal im mittleren Infrarot unter Verwendung der Carbonylschwingung von Poly(vinylmethylketon) Polymer und Silber als Ausbreitungsmedium von SPPs demonstriert. Die neu gebildeten Hybridmoden werden durch Experimente und numerische Modellierung untersucht, wobei Messungen der abgeschwächten Totalreflexion und der thermischen Emission sowie Berechnungen mittels der Transfermatrix und der linearen Dispersionstheorie verwendet werden. Ein Anticrossing in der Dispersion der Polariton-Zweige mit einer Energieaufspaltung bis zu 15 meV, was die Hauptsignatur des starken Kopplungsregimes ist, wird beobachtet. Die starke Kopplung mit Zinkgalliumoxid, einem hochdotierten Halbleiter als Alternative zu Edelmetallen, wird auch untersucht. Experimentelle und simulierte Reflektometrie-Spektren sowie Dispersionsrelationen werden diskutiert, um Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Systems zu ziehen. Außerdem wird ein Ansatz zur Verbesserung der Leitfähigkeit organischer Halbleiterpolymere durch starke Kopplung ihrer polaronischen Zustände an SPPs vorgestellt und Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt. Ziel ist es, die Delokalisierung der Hybridzustände auszunutzen, um die Leitfähigkeit zu verändern. Die präsentierten Ergebnisse bieten neue Einblicke in den Nutzen der Eigenschaften der Licht-Materie-Hybridisierung, um ihr volles Potenzial für verschiedene Bereiche und Anwendungen zu erforschen. / Strong coupling of molecules with a confined light field results in the formation of new polaritonic eigenstates of the system called polaritons that inherit both molecular and photonic characteristics and thus holds strong potential for applications in chemistry and optoelectronics. In this work, coupling between propagating surface plasmon polaritons (SPPs), as confined light field, and molecular excitations, such as vibrational resonances and polaronic features, is investigated. The strong coupling regime between a molecular vibration and a propagating SPP is demonstrated for the first time in the mid-infrared spectral range using the carbonyl stretch vibration of Poly(vinyl methyl ketone) polymer and silver as metallic medium for SPPs propagation. The newly formed hybrid modes are investigated through experiments and numerical modelling, employing attenuated-total-reflection and thermal emission measurements as well as transfer-matrix and linear dispersion theory calculations. An anticrossing behavior in the dispersion of the polariton branches with an energy splitting up to 15meV, which is a key signature of the strong coupling regime, is observed. Strong coupling involving zinc gallium oxide, which is a highly doped semiconductor, as an alternative to noble metals is also investigated. Experimental and simulated reflectometry spectra as well as the dispersion relations are discussed so as to draw conclusions about the properties of the system. Furthermore, an approach to enhance the conductivity of organic semiconductor polymers by strongly coupling their polaronic states to SPPs is presented and four-point probe measurements are conducted. The goal is to exploit the delocalization of the hybrid states to alter the conductivity of the organic semiconductor. The results presented in this thesis provide new insights into the profit from the properties of light-matter hybridization in order to explore its full potential for several areas and applications.