Elements for flexible multibody dynamics

Die vorliegende Arbeit behandelt die Erstellung energie-, impuls- und drehimpulskonsistenter Zeitschrittverfahren für die Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme mit großen Verformungen. Der vorgestellte Ansatz basiert auf nichtlinearen Finite-Elemente-Methoden für die räumliche Diskretisierung flexibler Körper. Es wird gezeigt, daß sich die Bewegungsgleichungen in Form von Algebrodifferenzialgleichungen (differential algebraic equations, DAEs) schreiben lassen. Diese DAEs erlauben eine einheitliche Systematik für eine rotationsfreie Formulierung flexibler Mehrkörpersysteme, d.h. die Verwendung von Rotationsfreiheitsgraden wird während des kompletten Diskretisierungsprozesses in Raum und Zeit vermieden. Die rotationsfreie Formulierung wiederum erleichtert die direkte Einbeziehung geometrisch exakter Schalen und Balken. Zusätzlich erlaubt sie einheitliche energie- und drehimpulskonsistente Zeitschrittverfahren für jegliche Arten von Mehrkörpersystemen. Neben der Beschreibung der Zeitschrittverfahren erfolgt die der zugrundeliegenden Strukturelemente: einer Starrkörper-, einer Balken- und einer Schalenformulierung. Bei ersterer handelt es sich um einen Spezialfall der sogenannten "natürlichen Koordinaten", zweitere ist eine rotationsfreie Balkenformulierung mit Simo-Reissner-Kinematik und letztere eine Schalenformulierung mit Reissner-Mindlin-Kinematik. Die Einbindung von Gelenken für die rotationsfreie Starrkörperformulierung wird auf eine systematische Basis gestellt, die insbesondere für eine effiziente Implementierung, aber auch für eine Bewahrung der obengenannten Erhaltungseigenschaften geeignet ist. Linienförmige Verbindungen betreffen im Rahmen der flexiblen Mehrkörpersysteme insbesondere Balken und Schalenränder. Die Behandlung von Schalenverschneidungen als flexible Mehrkörpersysteme zeigt die Universalität des gewählten Ansatzes, insbesondere da sich durch die integrale Betrachtung mit Mortar-ähnlichen Ansätzen selbst nicht-konforme Netze mühelos verbinden lassen, ohne künstliche Versteifungseffekte hervorzurufen. Auch hier wird die Wahrung der Konsistenzeigenschaften nicht beeinträchtigt. Numerische Beispiele dienen der Demonstration der hervorragenden numerischen Stabilitätseigenschaften des vorgestellten Zeitschrittverfahrens sowie der Eignung der vorliegenden Systematik für reale Problemstellungen

Two-Photon-Polymerization for Powder Processing of Ceramics

Diese Arbeit ist ein Proof-of-Concept. Aus vorangegangenen Experimenten und der Literatur war zu erahnen, dass ein klassisch gemahlener keramischer Schlicker nicht für die Verwendung mit der Zwei-Photonen-Polymerisation geeignet ist. Die keramischen Partikel können nicht klein genug aufgemahlen werden, um die Lichtstreuung auszuhebeln, welche essentiell für den Prozess ist. Keramische Partikel in geeigneter Größe finden sich in kommerziell erhältlichen Suspensionen. In dieser Studie wurden vor allem Aluminium- und Zirkonoxid-Partikel verwendet um daraus Aluminium-verstärktes Zirkonoxid (ATZ) herzustellen. Die Partikel sind in Wasser suspendiert und mussten erst noch in einen photo-vernetzbaren Schlicker überführt werden. Dies erfolgte mittels der wasserlöslichen Acrylamid (AM) und N,N'-Methylenbisacrylamid (MBAM) und eines geeigneten Photoinitiators. Der entstandene Schlicker wurde hinsichtlich seiner rheologischen und optischen Eigenschaften untersucht und stellte sich als für die Zwei-Photonen-Polymerisation geeignet heraus. Während und nach dem Drucken müssen verschiedene Aspekte beachtet werden damit die gewünschten Geometrien zerstörungsfrei in eine keramische Struktur überführt werden können. Die Prozesse konnten so weit optimiert werden, dass eine dreidimensionale SchwarzP Struktur gedruckt werden konnten, die nur noch leicht verzerrt ist durch den unterschiedlich starken Schrumpf zwischen Grundplatte und Volumen. Der keramische Charakter der Strukturen konnte mittels Energiedispersiver-Röntgenspektroskopie (EDX) nachgewiesen werden. Dabei konnte unter anderem festgestellt werden, dass die beiden keramischen Spezies Aluminium- und Zirkonoxid sich während des Sinterprozesses entmischen und große Kristallite bilden. Daraus ließ sich ableiten, dass der Sinterprozess noch weiter optimiert werden kann. Zusammengefasst ergeben die Ergebnisse einen positiven Proof-of-Concept: Es wurde ein heterogener Schlicker entwickelt, welcher zum einen flüssig, photo-vernetzbar und transparent ist und zum anderen genügend keramische Partikel enthält, um stabile Strukturen zu sintern. Damit wird der 3D-Druck hochpräziser keramischer Bauteile mit enormen Freiheitsgraden ermöglicht, was mit keiner anderen Technologie erreichbar ist. Die wichtigste Grundlage dafür sind stabilisierte Suspensionen von keramischen Nano-Partikeln.No industry stays untouched by additive manufacturing and its huge potential to revolutionize our manufacturing processes. 3D-printed ceramic parts are of rising interest, due to their unique chemical, mechanical and electrical properties. The Two-Photon-Polymerization as a stereolithography technology stands out with its high resolution in the small micrometer- down to nanometerrange and its operation freedom to print freely in the three-dimensional volume. Utilizing this process to produce high precision ceramic parts opens a new order of magnitude to ceramic manufacturing. Therefore, a completely new resin is needed, which meets the requirements of the Two-Photon-Polymerization and ceramic processing. In this study a resin was developed regarding the rheological, optical and photocuring requirements and printed into three-dimensional figures. That ought to be debinded and sintered to gain fully ceramic three dimensional structures of alumina toughened zirconia (ATZ), as an example of techn

The effects of clinical hypnosis versus Neurolinguistic Programming (NLP) before External Cephalic Version (ECV) : a prospective off-centre randomised, double-blind, controlled trial

Objective. To examine the effects of clinical hypnosis versus NLP intervention on the success rate of ECV procedures in comparison to a control group. Methods. A prospective off-centre randomised trial of a clinical hypnosis intervention against NLP of women with a singleton breech fetus at or after 370/7 (259 days) weeks of gestation and normal amniotic fluid index. All 80 participants heard a 20-minute recorded intervention via head phones. Main outcome assessed was success rate of ECV. The intervention groups were compared with a control group with standard medical care alone (n=122). Results. A total of 42 women, who received a hypnosis intervention prior to ECV, had a 40.5% (n=17), successful ECV, whereas 38 women, who received NLP, had a 44.7% (n=17) successful ECV (P > 0.05). The control group had similar patient characteristics compared to the intervention groups (P > 0.05). In the control group (n = 122) 27.3% (n = 33) had a statistically significant lower successful ECV procedure than NLP (P = 0.05) and hypnosis and NLP (P = 0.03). Conclusions. These findings suggest that prior clinical hypnosis and NLP have similar success rates of ECV procedures and are both superior to standard medical care alone

Authentication and Authorization in Microservice-Based Applications

The development of microservice-based applications adds challenges when using different cloud services. One such challenge is the integration of authentication and authorization among different systems. In this publication, we describe the development of a software as a service solution with the focus on the integration of authentication and authorization. For the development of the business logic, the integration platform as a service MuleSoft is used. The identity and access management as a service solution Okta is used to provide the necessary means for authentication. To perform authorization decisions, JSON Web Tokens and API proxies are used

Interactive Reputation Systems - How to Cope with Malicious Behavior in Feedback Mechanisms

Early reputation systems use simple computation metrics that can easily be manipulated by malicious actors. Advanced computation models that mitigate their weaknesses, however, are non-transparent to the end-users thus lowering their understandability and the users’ trust towards the reputation system. The paper proposes the concept of interactive reputation systems that combine the cognitive capabilities of the user with the advantages of robust metrics while preserving the system’s transparency. Results of the evaluation show that interactive reputation systems increase both the users’ detection ability (robustness) and understanding of malicious behavior while avoiding trade-offs in usability

Intra- and interbrain synchronization and network properties when playing guitar in duets

To further test and explore the hypothesis that synchronous oscillatory brain activity supports interpersonally coordinated behavior during dyadic music performance, we simultaneously recorded the electroencephalogram (EEG) from the brains of each of 12 guitar duets repeatedly playing a modified Rondo in two voices by C.G. Scheidler. Indicators of phase locking and of within-brain and between-brain phase coherence were obtained from complex time-frequency signals based on the Gabor transform. Analyses were restricted to the delta (1–4 Hz) and theta (4–8 Hz) frequency bands. We found that phase locking as well as within-brain and between-brain phase-coherence connection strengths were enhanced at frontal and central electrodes during periods that put particularly high demands on musical coordination. Phase locking was modulated in relation to the experimentally assigned musical roles of leader and follower, corroborating the functional significance of synchronous oscillations in dyadic music performance. Graph theory analyses revealed within-brain and hyperbrain networks with small-worldness properties that were enhanced during musical coordination periods, and community structures encompassing electrodes from both brains (hyperbrain modules). We conclude that brain mechanisms indexed by phase locking, phase coherence, and structural properties of within-brain and hyperbrain networks support interpersonal action coordination (IAC)

Attracting and Retaining of Start-ups from third-countries: Study by EMN Germany for the European Migration Network

Die EMN-Studie thematisiert die Voraussetzungen der Gründung eines Startups sowie die allgemeinen Förderinstrumente in Deutschland. Im Fokus der Betrachtungen stehen dabei die Einreisebestimmungen sowie die spezifischen Förderinstrumente für internationale Startups auf Bundes- und Landesebene. Die Zahl der Startups ist in Deutschland in den vergangenen Jahren deutlich angestiegen. 70.000 Startups wurden im Jahr 2019 in Deutschland gezählt, während es drei Jahre zuvor noch 54.000 Startups waren, wobei keine Informationen vorliegen, wie viele der Startups von Drittstaatsangehörigen gegründet und geführt werden.This EMN study focuses on the requirements for setting up a start-up as well as the general support instruments in Germany. The focus is on entry requirements as well as the specific funding instruments for international start-ups at the federal and Land level. The number of start-ups in Germany has risen significantly in recent years. 70,000 start-ups were counted in Germany in 2019, compared to 54,000 three years earlier, although no information is available on how many of the start-ups are founded and managed by third-country nationals