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In der modernen Antriebstechnik setzen sich in zunehmendem MaBe
Stromrichter-Stellglieder durch [22, 25, 26]. Dabei sind die
Spannungen und Strome am Eingang und Ausgang des Stellgliedes oft
keine reinen GleichgroBen bzw. sinusfor- migen WechselgroBen mehr.
AuBerdem wird mit Frequenzen ge- arbeitet, die zwischen Null und
mehreren hundert Hertz liegen. Es sollte jedoch auch unter diesen
erschwerten Bedingungen moglich sein, genaue Leistungsmessungen und
Wirkungsgradbe- stimmungen an Stromrichterantrieben durchzufUhren.
Grundlage fUr die Leistungsmessung sind zunachst eindeutige
Leistungsdefinitionen. Ausgehend von den in [1] festgelegten
Begriffen solI versucht werden, die im allgemeinsten Fall
periodischer MischgroBen auftretenden Leistungsanteile zu-
sammenzustellen. Neben den weitgehend festliegenden Defini- tionen
fUr die Wirk- und Scheinleistung solI der heutige Stand der
Blindleistungsaufteilung bei verzerrten Spannungen und Stromen
besprochen werden. Das klassische MeBgerat zur Messung der
Wirkleistung ist der elektrodynamische Leistungsmesser. Daneben
werden in letzter Zeit LeistungsmeBgerate angeboten, die sog.
statische MeBumfor- mer verwenden [12 bis 15]. Sollen diese Gerate
zur Leistungs- messung an Stromrichterantrieben eingesetzt werden,
stellt sich die Frage, ob sie in der Lage sind, auch bei
veranderlicher Frequenz und verzerrter Kurvenform von Spannung und
Strom die Wirkleistung praktisch genau anzuzeigen. Neben dieser
gesamten Wirkleistung solI zur Beurteilung der GUte eines
Stromrichter- Stellgliedes bei MischgroBen auch die Gleichleistung
sowie bei verzerrten WechselgroBen auch die
Grundschwingungswirkleistung bestimmt werden. Wahrend sich die
Gleichleistung mittelbar durch die Messung der arithmetischen
Mittelwerte von Spannung und Strom ergibt, muB zur Messung der
Grundschwingungsleistung eine gesonderte MeBeinrichtung aufgebaut
werden.
Kreissageblatter mussen einen bestimmten Eigenspannungszu stand
besitzen, wenn ihre Arbeitseigenschaften den Anfor derungen des
praktischen Einsatzes genugen sollen. Der Eigenspannungszustand des
Sageblattes wird wahrend seiner Herstellung im Arbeitsgang
"Spannen" durch das Walzen ringfoermiger Zonen erzeugt. Ziel des
Arbeitsganges "Spannen" ist es in jedem Fall, in der Zahn zone des
Kreissageblattes im Ruhezustand tangentiale Zugspannungen zu
erzeugen, die spater die beim Schneiden infolge Erwarmung der Zahne
im Blatt auftretenden tangentialen Druckspannungen ausgleichen und
dadurch einen stabilen Lauf des Werkzeuges gewahrleisten. Die
erforderliche Groesse und Lage der Vorspannung ist weitgehend von
den Einsatz bedingungen des Sageblattes abhangig. Die beim Walzen
entstehenden Eigenspannungen koennen nach Betrag, Lage und
Vorzeichen bisher entweder nach Zerstoerung der Probe mit Hilfe von
Dehnungsmessstreifen (DMS) oder zerstoerungsfrei mit Hilfe der
roentgenografischen Methode ermittelt werden. Die fur die Messung
an einsatzfertigen Werkzeugen ausschliesslich anwendbare
roentgenografische Methode ist jedoch zeitlich und finanziell sehr
aufwendig. In der vorliegenden Forschungsaufgabe wird versucht,
Eigen spannungen von Kreissageblattern mit zwei verschiedenen
elektromagnetischen Verfahren in ihrer Groesse, ihrem Vor zeichen
und in ihrer Lage im Werkzeug zu bestimmen und mit Ergebnissen von
roentgenografischen Messungen zu vergleichen.
Die Erwarmung von Kunststoffen durch Ultraschallenergie im 20
kHz-Bereich hat in jUngster Zeit auf zweierlei Weise Anwen- dung
gefunden, bei der Verarbeitung von Kunststoffen und bei der
Ausmessung von Schallfel-ern durch Integralsonden [1]. In beiden
Fallen wird die Umwandlung von Schallenergie in Warme ausgenutzt,
die durch den Erhaltungssatz (1) div J + Q = 0 J
Energiestromdichtevektor Q Warmeleistung/Volumeneinheit beschrieben
wird. Die vorliegende Arbeit untersucht die Dissi- pation von
Ultraschallwellen in kugelformigen Absorbern, deren Abmessungen
klein zur Wellenlange sind. Absorber dieser Art werden in den
Integralsonden zur Messung der Energiedichte in FlUssigkeiten
eingesetzt. Die durchgefUhrten Messungen sollen darUber Aufschlu
geben, wieweit die absorbierte Energie von den Eigenschaften, der
Vor- geschichte und den Einsatzbedingungen der Absorber abhangt.
Durch diese Untersuchungen werden die benotigten experimentellen
Grundlagen fUr die Ultraschall-Me technik gewonnen. - 3 - 2.
Untersuchungen an Einzelabsorbern 2.1 Me prinzip Der geplante
Einsatz der Absorberkugeln - die Ausmessung von Schallfeldern in
Flussigkeiten - legt es nahe, ihre Dissipation mit einem
abgewandelten Nachhallverfahren zu bestimmen.
In der spanenden Fertigung haben sich bei groP., en Serien
WerkstiickmeBsteuerungen als Mittel zur Automation bewiihrt. Sie
ermoglichen die Erfassung und Ausregelung des bei del.' Bearbeitung
unvermeidbar auftretenden Summenfehlers durch direkte Erfassung dos
tatsachlichen WerkstiickmaBes. Hierdurch kann iiber lange Zeit eine
gleichJ!\aP., ig hohe Fertigungsgenauig- keit eingehalten werden.
Zusatzlich ergibt sich eine starke Verkiirzung del' Ncbenzeiten,
die der durch eine numerische Steuerung des Arbeilsprozesses
erziclbaren Verkiirzung ver- gleichbar ist. Fiir die Kleinserion-
und Einzelfertigung konnen hlcBsteuerungen iihnliche Vorteile
bringen, da in diesem Fertigungsbereich die MeP., zeiten einen
bedeutenden Teil der Nebenzeiten ausmachen. Ihr Einsat7. scheiterte
jedoch bisher an zwei Problemen, die sich aus del- kleinen
LosgroP., e ei-geben. Da das Werkstiick im Grenz- fall der
Einzelfertigung nul' einmal auf einer Maschine bear- beitet wird,
rouP., zum einen die Messung am Werkstiick wahrend der Bearbeitung
erfolgen. Zum anderen ergibt sich aus dem groP., en
Werkstuckspektrum die Forderung nach einem MeBverlahren, das dem
jeweiligen SollmaP., flexibel angepaBt werden kann, also nach
absolu tel' IIlessllng in einem groP., en Bereich. Dabei muP.,
jedoch eine MeP., genauigkeit erzielt werden, die der mit relativ
arboitenden Verfahren bei der GroBserienfertigung erreichbaren
Genauigkeit entspricht. Wiihrend fUl' MeP., steucrungen, die das
IstmaB durch cine einmalige Messung ch der Bcarbeitung erfassen,
auch beriihrende Antast- verfahren eingesetzt werden konnen, liiP.,
t sich eine konstante Genauigkeit bei einer Messung wah rend der
Bearbeitung nul' mit beriihrungslosen Gebern erzielen, da diese
sich standig im Eingriff befinden mussen.
DIe blslang veroffenthchten Untersuchungen sprechen dafiir, da/3
dIe Hydra- tahon der vier Klinkermineralien TricalclUmsillkat,
DlcalclUmsllikat, Tn- calciumalummat und Tetracalciumaluminatferrlt
1m erhartenden Zement- stem annahernd gleich fortschreitet. Auf
Jeden Fall 1St dIe ReaktlOnsge- schwmdlgkelt nlcht derart
unterschiedllch, Wle es von den Klmkerphasen bekannt 1st, wenn Jede
ftir slch hydratisiert wird. Anzelchen emer unter- schledhch
gro/3en Hydratationsgeschwmdlgkelt der Klmkerphasen wurden nur bel
sehr C S-relchen Portlandzementen festgestellt (36). DIe Propor-
tlOnalltat zWisdben physlkal1schen bzw. chemlschen Elgenschaften
und dem gebundenen Wasser erharten dIe Vorstellung, da/3, sobald
das Anfangssta- dlUm der HydratatlOn abgeschlossen 1st, mfolge der
gleichen HydratatlOns- geschwmdlgkelt stets das glelche Gemlsch von
Hydratphasen geblldet wlrd. Allerdmgs konnte m der
Llteraturtibersicht gezelgt werden, da/3 dIe emzel- nen
Mogllchkelten zur Bestlmmung des HydratatlOnsfortschnttes mIt emer
gewlssen Problematlk behaftet smd. Bel der ubhchen Methode den
HydratatlOnsgrad uber dIe Rontgenbeugung zu ermltteln, bestehen dIe
Schwlengkeiten vorwlegend darin, da/3 slch dIe
KonzentratlOnsverhaltmsse der Proben unterschelden und slch dIe
Reflexe verschledener Bestandtelle tiberlagern konnen. DIe
mdlrekten Methoden smd mtegrale Verfahren. Sle wtirden nur dann zu-
verlasslge zeltunabhanglge Aussagen tiber den HydratatlOnsgrad
llefern, wenn dIe ReaktlOnsprodukte wahrend des ganzen
ReaktlOnsverlaufs die glel- chen bheben. Wahrend der frtihen
HydratatlOn treten Jedoch Wle oben er- wahnt und spater naher
behandelt (Abschmtt 3.2.6) andere Produkte auf als m den spateren
Stadlen.
Der technische Fortschritt bedingt eine standig zunehmende
Automatisierung der Fertigungsablaufe. Besonders im Bereich der
mechanischen Fertigung ist dies mit steigenden Genauig
keitsanforderungen an die Produkte verbunden, was nur durch
eindeutige Messungen sichergestellt werden kann. Wahrend bis her,
bei herkornrnlichen Maschinen, diese Messungen an jedem einzelnen
Produkt nach Fertigstellung des Teiles oder nach verschiedenen
Zwischenstufen im Fertigungsablauf vorgenornrnen werden muBten, ist
mit dem Einsatz von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen eine
deutliche Verlagerung von der Messung am Produkt auf die Messung
der herstellenden Maschine zu er kennen. Durch diese Messung und
Prlifung der Maschine laBt sich bei geeigneter Auslegung derselben
eine Voraussage liber die geometrische MaBgenauigkeit des Produktes
erzielen. Dazu sind zwar umfassendere Prlifmethoden erforderlich,
jedoch kann dann die Einzelmessung entfallen. Die wesentlichen
Anteile der geometrischen Genauigkeit eines Produktes sind bei der
mechanischen Fertigung gegeben durch den jeweiligen Ort und den
kinematischen Bewegungsablauf des Bearbeitungswerkzeuges bzw. des
Werkstlickes in einem gemein samen Bezugssystem. Bei numerisch
gesteuerten Maschinen ist der Ort bzw. die Lage festgelegt durch
ein WegmeBsystem flir lineare MaBe und ein WinkelmeBsystem flir
WinkelmaBe, die stan dig eine Lagerlickmeldung an die Steuerung
vornehmen. Bei NC Maschinen ist ebenso wie bei herkornrnlichen
Werkzeugmaschinen die kinematische Bewegung durch mechanische
Flihrungselemente festgelegt. Fehler der LagemeBsysteme sowie
Fehler der Flihrungselemente, seien es geometrische Eigenfehler
oder durch auBere Kraftein wirkungen bedingte Fehler, werden nun
auf das zu fertigende Produkt direkt libertragen, wobei durch
letztere Fehler zusatz liche Anteile durch eine Verlagerung und
Drehung in allen Frei heitsgraden hervorgerufen werden konnen."
Die vorliegende Arbeit entstand am lnstitut fUr Strahlantriebe und
Turboarbeits- maschinen der Rheinisch-Westfalischen Technischen
Hochschule Aachen und wurde von seinem Leiter, Herrn Professor
Dr.-lng. W. DETTMERING, angeregt und betreut. Die Arbeit
beschaftigt sich mit der experimentellen und rechnerischen
Ermittlung von Spannungskonzentrationen in gekerbten rotierenden
Scheiben. Als experimentelles Untersuchungsverfahren wurde dabei
die spannungsoptisch-stroboskopische Methode gewahlt und zur Reife
entwickelt. Als Rechenverfahren wurde die Auflosung der
lntegralgleichungen der ebenen Elastizitatslehre mittels linearer
Gleichungssysteme angewendet. Die Untersuchungen wurden mit
Unterstiitzung des Landesamtes fiir Forschung des Landes
Nordrhein-Westfalen durchgefiihrt, dem an dieser Stelle fiir seine
finanzielle Hilfe freundlich gedankt wird. 3 Ubersicht Die
einschlagige Literatur auf dem Gebiet der Spannungsermittlung an
rotierenden Scheiben und Ringen stellt flir den Fall vorhandener
Rotationssymmetrie nahezu erschopfende Informationen bereit. Der
Fall gestorter Rotationssymmetrie, zum Bei- spiel durch Kerben am
AuBenrand oder in der Nabe, wird dagegen meistens schon im Vorwort
ausgeklammert. Vereinzelte experimentelle Arbeiten, die sich des
spannungs- optischen Einfrierverfahrens oder der
spannungsoptisch-stroboskopischen Untersu- chungsmethode bedienen,
wurden erst im letzten Jahrzehnt bekannt. Die vorliegende Arbeit
enthalt zunachst einen experimentellen Beitrag zur Verbesserung des
spannungsoptisch-stroboskopischen MeBverfahrens, angewandt auf
Probleme der Kerbwirkung in rotierenden ebenen Scheiben. 1m zweiten
Teil der Arbeit wird unabhangig von den Problemen und Ergebnissen
des ersten Teils versucht, auch einen Beitrag zur numerischen
Spannungsberechnung in Scheiben mit gestorter Rotationssymmetrie zu
liefern. Dieser Beitrag hat die numeri- sche Anwendung der seit
langem bekannten Integralgleichungen von WEINEL [8] zum Gegenstand.
This open access book is a biography of Joseph L. Pawsey. It
examines not only his life but the birth and growth of the field of
radio astronomy and the state of science itself in twentieth
century Australia. The book explains how an isolated continent with
limited resources grew to be one of the leaders in the study of
radio astronomy and the design of instruments to do so. Pawsey made
a name for himself in the international astronomy community within
a decade after WWII and coined the term radio astronomy. His most
valuable talent was his ability to recruit and support bright young
scientists who became the technical and methodological innovators
of the era, building new telescopes from the Mills Cross and Chris
(Christiansen) Cross to the Parkes radio telescope. The development
of aperture synthesis and the controversy surrounding the
cosmological interpretation of the first major survey which
resulted in the Sydney research group's disagreements with Nobel
laureate Martin Ryle play major roles in this story. This book also
shows the connections among prominent astronomers like Oort,
Minkowski, Baade, Struve, famous scientists in the UK such as J.A.
Ratcliffe, Edward Appleton and Henry Tizard, and the engineers and
physicists in Australia who helped develop the field of radio
astronomy. Pawsey was appointed the second Director of the National
Radio Astronomy Observatory (Green Bank, West Virginia) in October
1961; he died in Sydney at the age of 54 in late November 1962.
Upper level students, scientists and historians will find the
information, much of it from primary sources, relevant to any study
of Joseph L. Pawsey or radio astronomy. This is an open access
book.
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