Zur richtigen Auslegung von fördertechnischen Anlagen in verschiedenen Industriezweigen, insbesondere in Häfen, ist es notwendig, die Arbeitsparameter der Schüttgutfördermaschinen zu kennen. Da die komplexe Bewegung des Materials im Senkrechtschneckenförderer (SSF) eine analytische Auslegung des Fördersystems verhindert, werden hier (semi-)empirische Modelle verwendet. Für eine umfassende Analyse der Transportvorgänge in SSF wurde am Institut für Aufbereitungsmaschinen der TU Freiberg im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Versuchsstand mit einem industriellen SSF konzipiert und gebaut, an dem der Transport von sieben Arten von Schüttgütern mit einer Schneckendrehzahl von 50 bis 320 1/min untersucht wurden. Anhand einer Literaturrecherche wurde ebenso der Einfluss des Aufgabeorts auf die Arbeitsparameter überprüft. Die erhaltenen Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet und mit Hilfe derer eine semi-empirische Formel zur Auslegung anderer SSF entwickelt. Darüber hinaus wurden diverse Phänomene beim Transport unterschiedlicher Schüttgüter beobachtetet und in der vorliegenden Arbeit analysiert.

Atlas Copco Secoroc AB are searching after new bulk materials for drill heads that are used in percussive drilling in order to improve their strength and durability. The aim of this project is to assist Atlas Copco in this search and provide them with further information regarding material properties, alloying elements, suppliers, etc. A literary study was carried out in order to identify materials that had UTS and KIC more than or equal to 1700 MPa and 70 MPa*m1/2, respectively. Materials that fulfilled these criteria were T250 grade maraging steel, Cobalt free maraging steel, High cobalt maraging steel, 300 grade maraging steel, AerMet 100, AF1410, S53, M54, 300M, 4340M and PremoMet. These were categorized into maraging steels, high alloy secondary hardened steels, and low alloy steels, and were then further researched.  The material with the highest combination of UTS and KIC was M54 followed by AerMet 100; while AF1410 had the highest KIC but a low UTS, and PremoMet had the highest UTS but a low KIC. Maraging steels and HASH steels have a similar price range, while low alloy steels are much cheaper.

Atlas Copco Secoroc AB are searching after new bulk materials for drill heads that are used in percussive drilling in order to improve their strength and durability. The aim of this project is to assist Atlas Copco in this search and provide them with further information regarding material properties, alloying elements, suppliers, etc. A literary study was carried out in order to identify materials that had UTS and KIC more than or equal to 1700 MPa and 70 MPa*m^1/2, respectively. Materials that fulfilled these criteria were T250 grade maraging steel, Cobalt free maraging steel, High cobalt maraging steel, 300 grade maraging steel, AerMet 100, AF1410, S53, M54, 300M, 4340M and PremoMet. These were categorized into maraging steels, high alloy secondary hardened steels, and low alloy steels, and were then further researched. The material with the highest combination of UTS and KIC was M54 followed by AerMet 100; while AF1410 had the highest KIC but a low UTS, and PremoMet had the highest UTS but a low KIC. Maraging steels and HASH steels have a similar price range, while low alloy steels are much cheaper.

<p>In this thesis the conductivity of strained materials has been investigated using density functional theory and a semiclassical transport theory based on the Boltzmann equation.</p><p>In transition metals trends are reproduced without adjustable parameters. The introduction of one temperature dependent cross section allowed the reproduction of resistivity trends between 10 and 1000K.</p><p>The effect of strain on transition metals in bcc and fcc structure was studied deforming the unit cell along the tetragonal deformation path. The anisotropy of the conductivity varied on wide range of the c/a-ratio. The orbitals at the Fermi level determined the principal behavior. Pairs of elements with permutated number of electrons and holes in the 4d band showed similar behavior. The concept of the tetragonal deformation was also applied on semiconductors.</p><p>The deformation of Vanadium in X/V superlattices (X=Cr,~Fe,~Mo) due to Hydrogen loading depends on the properties of X. It was found that counteracting effects due to the presence of Hydrogen influence the conductivity.</p><p>It is shown that a small magnetic moment of the V host reduces the hydrogen solubility. Depending on the magnitude of the tetragonal distortion of V, the hydrogen dissolution becomes favored for larger moments.</p><p>Finally, extra charge filling of the bandstructure of Cr and Mo decreases the Fermi velocity and increases the density of states at the Fermi energy.</p>

In this thesis the conductivity of strained materials has been investigated using density functional theory and a semiclassical transport theory based on the Boltzmann equation. In transition metals trends are reproduced without adjustable parameters. The introduction of one temperature dependent cross section allowed the reproduction of resistivity trends between 10 and 1000K. The effect of strain on transition metals in bcc and fcc structure was studied deforming the unit cell along the tetragonal deformation path. The anisotropy of the conductivity varied on wide range of the c/a-ratio. The orbitals at the Fermi level determined the principal behavior. Pairs of elements with permutated number of electrons and holes in the 4d band showed similar behavior. The concept of the tetragonal deformation was also applied on semiconductors. The deformation of Vanadium in X/V superlattices (X=Cr,~Fe,~Mo) due to Hydrogen loading depends on the properties of X. It was found that counteracting effects due to the presence of Hydrogen influence the conductivity. It is shown that a small magnetic moment of the V host reduces the hydrogen solubility. Depending on the magnitude of the tetragonal distortion of V, the hydrogen dissolution becomes favored for larger moments. Finally, extra charge filling of the bandstructure of Cr and Mo decreases the Fermi velocity and increases the density of states at the Fermi energy.

Det är allt vanligare inom tredjepartslogistik att kunder hyr en yta för lagring. För den uthyrande parten, i detta fall Delta Terminal, är arean den begränsande faktorn för hur stor yta som kan hyras ut. Idag använ-der sig Delta Terminal av beslutsunderlag i form av lokalernas area och erfarenhet vart gods ska placeras och har inget hjälpmedel för att beräkna vart och hur mycket gods som kan allokeras för att använda så liten yta som möjligt. Studiens syfte har därför varit att ta fram ett faktabaserat hjälpmedel som kan användas som beslutsunderlag. För att uppnå syftet har en matematisk modell utvecklats för att optimera hur gods kan placeras till olika lokaler för att använda så liten area som möjligt och även kunna simulera förändringar. Modellen testades genom att jämföra den maximala godsvolym som lagrades 2012 mot optimeringsmodellens lösning baserat på samma gods- och lokaldata. De vanligaste godstyperna hos Delta terminal var bulk, storsäck och pall och användes i modellen. För dessa så approximerades den förväntade area- och volymåtgång vilket också gav beslutsfattaren en förväntad volymkapacitet för respektive lokal och gods. Resultatet i den optime-rade lösningen visade att ett av godsen skulle kunna flyttas till en annan lokal vilket skulle innebära att ungefär 25 procent mindre area används jämfört med den area som godsets placering upptar idag. Dessutom innebar den optimerade lösningen att tre lokaler frigjordes. Resultatet från simulering av volymkapaciteten för respektive gods och lokal kan hjälpa till vid en beslutssituation om en viss godsvolym får plats i lokalen eller inte och kan därmed hjälpa till att anpassa lokalens kapaci-tet mot godsets volym. Modellen fungerar teoretiskt och skulle kunna implementeras som ett användbart verktyg för beslutsfattaren i frågor som rör optimering eller simulering av ytorna. Vid en implementering gäller det emellertid att modellen valideras och jämförs mot verkliga utfall. / An increasingly common part in third party logistics is that customers rent an area for storage. For the party that leases out the area, in this case Delta Terminal, the area is the limiting factor for the amount of how much can be let out to lease. Today Delta Terminal uses decision sup-port in the form of premises area and experience where goods should be placed and have no means to calculate where and how much goods that can be allocated to use as small space as possible. The purpose of this study was therefore to develop a data based tool that can be used as support in the decision process. To achieve the objective a mathematical model was developed to optimize how freight can be placed at different locations to use as small an area as possible and also be able to simulate changes. The model was tested by comparing the maximum amount of cargo during 2012 against optimization model solution based on the same freight and local data. The most common goods handled at Delta Terminal were bulk, big bags and EUR-pallets and were used in the optimization model. For those goods an approximation of the expected area and volume was made that gave the decision maker an expected volume capacity for each local and goods. The result showed with the optimized solution that one of the goods could be moved to another storage place which would release approximate 25 percent reduction in area compared to where the goods are placed today and also three of the local spaces were released. The result from simulation of the volume capacity of each goods and local can help in a decision situation if a given volume of goods will fit in the local space and thus help to adapt the local capacity against the goods volume. Theoretically the model works and could be implemented as a useful tool for decision-makers on issues related to optimization or simulation of surfaces. However, when implementing the optimization model it is important to validate and compare the model’s result against actual outcomes.

Zur richtigen Auslegung von fördertechnischen Anlagen in verschiedenen Industriezweigen, insbesondere in Häfen, ist es notwendig, die Arbeitsparameter der Schüttgutfördermaschinen zu kennen. Da die komplexe Bewegung des Materials im Senkrechtschneckenförderer (SSF) eine analytische Auslegung des Fördersystems verhindert, werden hier (semi-)empirische Modelle verwendet. Für eine umfassende Analyse der Transportvorgänge in SSF wurde am Institut für Aufbereitungsmaschinen der TU Freiberg im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Versuchsstand mit einem industriellen SSF konzipiert und gebaut, an dem der Transport von sieben Arten von Schüttgütern mit einer Schneckendrehzahl von 50 bis 320 1/min untersucht wurden. Anhand einer Literaturrecherche wurde ebenso der Einfluss des Aufgabeorts auf die Arbeitsparameter überprüft. Die erhaltenen Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet und mit Hilfe derer eine semi-empirische Formel zur Auslegung anderer SSF entwickelt. Darüber hinaus wurden diverse Phänomene beim Transport unterschiedlicher Schüttgüter beobachtetet und in der vorliegenden Arbeit analysiert.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis 1 Einleitung 2 Wissenschaftlich-technische Grundlagen zur Förderung mit dem Senkrechtschneckenförderer 2.1 Charakterisierung der Fördermaterialien 2.1.1 Stoffarten 2.1.2 Physikalische Eigenschaften 2.1.2.1 Schüttgutdichten 2.1.2.2 Böschungswinkel 2.1.2.3 Reibungskoeffizienten 2.1.2.4 Systembedingte Schüttguteffekte 2.1.3 Granulometrie (Kornform- und Korngrößenverteilung) 2.1.4 Feuchtigkeit 2.2 Geometrie und Konstruktion des Senkrechtschneckenförderers 2.2.1 Aufgabeort mit Aufgabevorrichtung 2.2.2 Förderteil 2.2.3 Abgabeort 2.2.4 Spaltgeometrie und Spalteffekte 2.2.5 Lagerung der Welle 2.2.6 Antrieb 2.3 Einfluss des Förderprozesses auf die Fördermaterialien 2.4 Charakterisierung des Systemverhaltens von Senkrechtschneckenförderern 2.4.1 Kinematik und Dynamik der Einzelkörner in einem Senkrechtschneckenförderer 2.4.2 Modelle und Berechnungen der Betriebsparameter 2.4.2.1 Analytische Modelle 2.4.2.2 Semiempirische und empirische Modelle 3 Präzisierung der Aufgabenstellung 3.1 Systemanalyse des Senkrechtschneckenförderers 3.2 Folgerungen für die experimentellen Untersuchungen 3.3 Folgerungen für die Auslegungsmodellierung von Senkrechtschneckenförderern 3.4 Erweiterung des Senkrechtschneckenförderer-Systems um die Zuführeinrichtung 4 Experimentelle Untersuchungen für Auslegungsmodelle von Senkrechtschneckenförderern 4.1 Beschreibung der Versuchsdurchführung zur Erstellung einer Datenbank 4.1.1 Versuchsprogramm 4.1.2 Bestimmung der Stoffeigenschaften der untersuchten Materialien 4.1.2.1 Korngrößenanalyse 4.1.2.2 Materialdichte 4.1.2.3 Böschungswinkel 4.1.3 Versuchsablauf zur Bestimmung der Betriebsparameter 4.2 Beschreibung des Versuchsstandes 4.2.1 Aufbau und Konstruktion der Versuchsanlage 4.2.2 Variation der Versuchsparameter 4.2.3 Messeinrichtungen 4.3 Vorstellung und Beschreibung der Versuchsergebnisse 4.3.1 Gemessene Stoffeigenschaften 4.3.2 Analyse der Ergebnisse mit einseitiger Materialzuführung 4.3.2.1 Materialdurchsatz 4.3.2.2 Leistungsbedarf 4.3.2.3 Spezifischer Leistungsbedarf 4.3.2.4 Weitere Erkenntnisse aus den Untersuchungen mit einseitiger Materialzuführung 4.3.3 Analyse der Ergebnisse mit allseitiger Materialzuführung 4.3.3.1 Materialdurchsatz 4.3.3.2 Leistungsbedarf 4.3.3.3 Spezifischer Leistungsbedarf 4.3.3.4 Weitere Erkenntnisse aus den Untersuchungen mit allseitiger Materialzuführung 5 Auslegungsmodelle von Senkrechtschneckenförderern 5.1 Analytische Betrachtungen 5.1.1 Volumendurchsatz 5.1.2 Leistungsbedarf 5.2 Vorschläge für die Modellübertragung auf reale Senkrechtschneckenförderer 5.2.1 Einfluss von Durchmesserunterschieden auf den Volumendurchsatz 5.2.2 Einfluss von Durchmesserunterschieden auf den Leistungsbedarf 5.2.3 Einfluss von Drehzahlunterschieden auf den Volumendurchsatz 5.2.4 Einfluss von Drehzahlunterschieden auf den Leistungsbedarf 5.2.5 Einfluss von Förderhöhenunterschieden auf den Leistungsbedarf 5.3 Anwendungsbeispiel des Auslegungsmodells 6 Einführung zu einer Konstruktionssystematik für Zuführgeräte von Senkrechtschneckenförderern 7 Zusammenfassung 8 Literaturverzeichnis Anlagenverzeichnis