Latest Hydroforming Technology of Metallic Tubes and Sheets

This Special Issue and Book, ‘Latest Hydroforming Technology of Metallic Tubes and Sheets’, includes 16 papers, which cover the state of the art of forming technologies in the relevant topics in the field. The technologies and methodologies presented in these papers will be very helpful for scientists, engineers, and technicians in product development or forming technology innovation related to tube hydroforming processes

The application of knowledge based systems to the abstraction of design and costing rules in bespoke pipe jointing systems

This thesis presents the work undertaken in the creation of a knowledge based system aimed at facilitating the design and cost estimation of bespoke pipe jointing systems. An overview of the problem domain is provided and the findings from a literature review on knowledge based systems and applications in manufacturing were used to provide initial guidance to the research. The overall investigation and development process involved the abstraction of design and costing rules from domain experts using a sub-set of the techniques reviewed and the development and implementation of the knowledge based system using an expert system approach, the soft systems methodology (SSM) and the system development lifecycle methodology. Based on the abstracted design and costing rules, the developed system automates the design of pipe jointing systems, and facilitates cost estimation process within third party configuration software. The developed system was validated using two case studies and was shown to provide the required outputs

Development of an electronic control unit for the T63 gas turbine

Includes bibliographical references.Fundamental research has been undertaken at the SASOL Advanced Fuels Laboratory to investigate the effects of the chemistry and physical properties of both conventional and synthetic jet fuels on threshold combustion. This research was undertaken using a purpose built low pressure continuous combustion test facility. Researchers at the laboratory now wish to examine these effects on an aviation gas turbine in service for which “off-map” scheduling of fuel to the engine would be required. A two phase project was thus proposed to develop this capability; the work of this thesis embodies Phase I of that project

Techno-economical analyses of linear solar thermal electric plants for dispatchable power generation

Laut Prognosen wird im Zeitraum von 2018 bis 2023 voraussichtlich 1000 GW neue Stromerzeugungskapazität aus erneuerbaren Energien errichtet, die aber zum größten Teil aus intermittierenden Stromerzeugungstechnologien wie Fotovoltaik und Wind bestehen wird, was das Integrationspotenzial im globalen Stromversorgungssystem einschränkt. Bei Solarthermischen Kraftwerken mit thermischer Energiespeicherung dagegen kann die Stromerzeugung von der variablen Verfügbarkeit der Ressource Sonnenenergie entkoppelt werden, wodurch deutlich geringere Einschränkungen hinsichtlich des Intergrationspotenzials bestehen. Bereits die erste Generation solcher Kraftwerke hat die technische Machbarkeit und die Vorteile dieser Technologie nachgewiesen. Allerdings weist diese erste Technologiegeneration noch zahlreiche Nachteile auf, die ihre Wettbewerbsfähigkeit beeinträchtigt, vor allem auf Grund der physikalischen Eigenschaften des eingesetzten Wärmeträgermediums und der Grundauslegung des hydraulischen Kreislaufs. Weitere Wärmeträgermedien, wie Salzschmelze oder Flüssigmetall, helfen diese Nachteile zu überwinden, insbesondere im Zusammenhang mit sogenannten "Direkt" Kraftwerkskonzepten, bei welchen das selbe Wärmeträgermedium sowohl im Solarfeld als auch im Energiespeicher, also innerhalb eines hydraulischen Kreislaufs, eingesetzt wird. Solche neuen Kraftwerkskonzepte wurden allerdings noch nicht in kommerziellen Kraftwerken mit linienfokussierenden Sonnenkollektoren (wie linear-Fresnel oder Parabolrinne) eingesetzt, weshalb hier weitere Untersuchungen erforderlich sind. Diese Arbeit untersucht den Einfluss ausgewählter Konfigurationsparameter von linienfokussierenden Kraftwerken mit Salzschmelze als Wärmeträgermedium nach dem "Direkt" Kraftwerkskonzept auf deren Stromgestehungskosten und vergleicht dieses Kraftwerkskonzept mit dem Stand der Technik und weiteren Kraftwerkskonzepten mit Flüssigmetall als Wärmeträgermedium. Zu diesem Zweck wurde eine neue Simulationsumgebung entwickelt, um einen Kraftwerksbetrieb über den Zeitraum eines Jahres mit relativ hoher Zeitauflösung (ein bis fünf Minuten) zu simulieren, um den Stromertrag und die Kosten des Kraftwerks genauer berechnen zu können. Zur Verifizierung der Berechnungsergebnisse dieses Modells wurde ein Abgleich mit genaueren Modellen und Daten aus der Fachliteratur vorgenommen, woraus eine relative Ungenauigkeit hinsichtlich der Simulationsergebnisse des Stromertrags von weniger als 5% geschätzt werden kann. Mit diesem Simulationsmodell wurden technisch-wirtschaftliche Analysen der Hauptkonfigurationsparameter von einem linear-Fresnel Kraftwerk mit "Direkt" Kraftwerkskonzept und Salzschmelze durchgeführt, die unter anderem gezeigt haben, dass (a) der Bedarf an thermischer Energie, die erforderlich ist um zu vermeiden, dass die Salzschmelze im Solarfeld gefriert, weniger als 1% des Ertrags der thermische Energie aus dem Solarfeld beträgt, weshalb es nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Stromgestehungskosten hat; (b) Kraftwerke, die eine Nennleistung von mehr als 200 MW haben, als zwei getrennte Kraftwerke mit jeweils reduzierten Nennleistungen gebaut werden sollen, weil andernfalls die Wärme- und Druckverluste im Solarfeld erhebliche Einbußen im Stromertrag verursachen; (c) eine Nord/Süd Ausrichtung des Solarfelds erhöhte jährliche Stromertragswerte für Standorte mit einem Breitengrad unter 35\degree~bringt, für andere Standorte dagegen eine Ost/West Ausrichtung besser ist und (d) optimale Werte hinsichtlich der Stromgestehungskosten bei einem Nutzungsgrad des Kraftwerks zwischen 60% und 75% (je nach Standort) erreicht werden, was dafür spricht solche Kraftwerke als Mittellastkraftwerke einzusetzen statt als Grundlastkraftwerke. Die Vergleichsanalysen haben gezeigt, dass (a) die Stromgestehungskosten bei dem "Direkt" Kraftwerkskonzept mit Salzschmelze im Vergleich zu thermo-Öl-Kraftwerken, die dem Stand der Technik entsprechen um mindestens 57% reduziert sind und (b) die Stromgestehungskosten bei Kraftwerken mit Flüßigmetall als Wärmeträgermedium, hauptsächlich wegen einer geringeren Dichte, geringerer Wärmekapazität und höherer spezifischer Kosten, um mindestens 25% höher sind

Air Force Institute of Technology Research Report 2015

This report summarizes the research activities of the Air Force Institute of Technology’s Graduate School of Engineering and Management. It describes research interests and faculty expertise; lists student theses/dissertations; identifies research sponsors and contributions; and outlines the procedures for contacting the school. Included in the report are: faculty publications, conference presentations, consultations, and funded research projects. Research was conducted in the areas of Aeronautical and Astronautical Engineering, Electrical Engineering and Electro-Optics, Computer Engineering and Computer Science, Systems Engineering and Management, Operational Sciences, Mathematics, Statistics and Engineering Physics

Air Force Institute of Technology Research Report 2015

This report summarizes the research activities of the Air Force Institute of Technology’s Graduate School of Engineering and Management. It describes research interests and faculty expertise; lists student theses/dissertations; identifies research sponsors and contributions; and outlines the procedures for contacting the school. Included in the report are: faculty publications, conference presentations, consultations, and funded research projects. Research was conducted in the areas of Aeronautical and Astronautical Engineering, Electrical Engineering and Electro-Optics, Computer Engineering and Computer Science, Systems Engineering and Management, Operational Sciences, Mathematics, Statistics and Engineering Physics

Computer aided design and optimization of bi-layered tube hydroforming process

Tube hydroforming is one of the unconventional metal forming processes in which high fluid pressure and axial feed are used to deform a tube blank in the desired shape. However, production of bi-layered tubular components using this process has not been investigated in detail in spite of the large number of research studies conducted in this area. Bi-layered tubing can be useful in complex working environments as it offers dual properties that a single layer structure doesn’t have. Consequently, for wider implementation of this technology, a detailed investigation on bi-layered tube hydroforming is required. In this research, both single and bi-layered tube hydroforming processes were numerically modelled using the finite element method (ANSYS LS-DYNA). Experiments were conducted to check the numerical models validation. In addition, Response Surface Methodology (RSM) using the Design-Expert statistical software has been employed along with the finite element modelling to attain a detailed investigation of bi-layered tube hydroforming in the X-type and T-type dies. The process outputs were modelled as functions of both the geometrical factors (tube length, tube diameter, die corner radius, and thicknesses of both layers.) and the process parameters (internal pressure coordinates, axial feed, and coefficient of friction.). Furthermore, the desirability approach was used in conjunction with the RSM models to identify the optimal combinations of each the geometrical factors and process parameters that achieve different objectives simultaneously. In addition, a different optimization approach that applies the iterative optimization algorithm in the ANSYS software was implemented in the process optimization. The finite element models of single and bi-layered tube hydroforming processes were experimentally validated. A comparison of both processes was carried out under different loading paths. Also, response surface modelling of the bi-layered tube hydroforming process outputs was successfully achieved, and the main effects and interaction effects of the input parameters on the responses were discussed. Based on the RSM models, the process was optimized by finding the inputs levels at which the desired objectives are satisfied. Finally, a comparison of the RSM based optimization approach and the iterative optimization algorithm was performed based on the optimum results of each technique

Technology 2001: The Second National Technology Transfer Conference and Exposition, volume 2

Proceedings of the workshop are presented. The mission of the conference was to transfer advanced technologies developed by the Federal government, its contractors, and other high-tech organizations to U.S. industries for their use in developing new or improved products and processes. Volume two presents papers on the following topics: materials science, robotics, test and measurement, advanced manufacturing, artificial intelligence, biotechnology, electronics, and software engineering