Integrative Planung und Herstellung von freigeformten Verbundtragwerken aus CFK und Beton

Die geometrische Komplexität von freigeformten Flächentragwerken in der gegenwärtigen Architektur lässt sich kaum noch wirtschaftlich umsetzen. Die Realisierung ist mit hohen Fertigungs- und Planungskosten verbunden und daher nur wenigen Bauvorhaben vorbehalten. Die herkömmlichen Bautechniken, Bauweisen, Materialien und Planungsprozesse sind Ursache für die hohen Kosten. Faserverstärkte Kunststoffe, automatisierte Fertigungsverfahren und digitale Planungsmöglichkeiten scheinen ein hohes Potential zu besitzen, dieser Problematik entgegenzuwirken. In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Flächenverbundbauweise, bestehend aus einer verlorenen karbonfaserverstärkten Kunststoffschalung (CFK) und Beton, vorgestellt, die es ermöglicht freigeformte Flächentragwerke effizienter umzusetzen. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung des Tragverhaltens, der Herstellung der freigeformten verlorenen Schalung und der Planung der Bauweise. Die ermittelten mechanischen Eigenschaften der entwickelten kraftschlüssigen Verbindung zwischen Schalung und Beton zeigen, dass auf eine Stahlzugbewehrung verzichtet werden kann. Dies erlaubt es einerseits aufwendige Bewehrungsarbeiten zu vermeiden und andererseits die Schalendicke zu verringern. Die Korrosionsbeständigkeit und Dauerhaftigkeit der CFK-Verbundschalung ermöglicht es dabei, die Bauteile mit einem schlankeren Querschnitt auszuführen. Die Herstellung der Verbundschalung erfolgt durch einen neuen Ansatz in der Faserwickeltechnik. Der Schwerpunkt der Entwicklung liegt dabei auf der geometrischen Ausbildung des Wickelkerns und der Simulation des Wickelvorgangs mittels computergestützter Berechnungsverfahren. Die Integration von zusätzlichen Fertigungsschritten ermöglicht ein Verfahren, das es erlaubt, freigeformte flächige Bauteile zu fertigen. Das Faserwickelverfahren beschränkt sich bisher auf die Herstellung von Bauteilen mit geschlossenen Querschnittsformen. Die Vorteile des klassischen Verfahrens, wie hoher Faservolumengehalt, geringe Fertigungskosten, kurze Prozesszeiten und hohe Ausführungsqualität, sind dabei weiterhin gegeben. Aufgrund der festgestellten starken Wechselwirkung bei der Planung von Geometrie, Tragwerk und Fertigung, ist für die entwickelte Bauweise eine üblicherweise getrennte und in Reihe geschaltete Bearbeitung der Planungsaufgaben nicht zielführend. Um die Vorteile der Flächenverbundbauweise voll auszuschöpfen, wird in dieser Arbeit abschließend eine integrative Planungs- und Optimierungsstrategie vorgestellt. Diese ermöglicht es, die Eigenschaften von Geometrie, Herstellung und Tragverhalten in ein optimales Verhältnis zu bringen. Die verfolgte Strategie führt zusätzlich zu einer Verkürzung der Planungszeit, einer Reduzierung der Kosten für Planung und Fertigung, sowie einer ästhetischen und ressourcenschonenden Konstruktion. Zur Bestimmung der optimalen Lösung wird ein stochastisches, metaheuristisches Optimierungsverfahren entwickelt, dessen Funktionsweise auf der Nahrungssuche der E-Coli Bakterien beruht

Integration Adaptiver Prozess-Management-Technologie und Process Mining

Viele Unternehmen haben in den letzten Jahren prozess-gestützte Informationssysteme(Process-aware Information Systems, PAIS) eingeführt, um ihre Geschäftsprozesse zu unterstützen. Diese Systeme zeichnen typischerweise die Ereignisse auf, die sich auf die Ausführungen aktueller Geschäftsprozesse beziehen (z.B. in Ausführungs-Logs). Diese Daten können sowohl für eine Prozess-Performanz- Analyse als auch für Prozessoptimierungen verwendet werden. Process Mining bietet in diesem Kontext viel versprechende Perspektiven. Die bisher existierenden Mining Techniken werden im Zusammenhang mit operativen Prozessen verwendet, d.h. Information wird aus Ausführungs-Logs extrahiert (Prozesserkennung) oder Ausführungs-Logs werden mit den zugrunde liegenden Prozessmodellen verglichen (Konformitätsprüfung). Allerdings machen Ausführungs- Logs nur einen Teil der Daten aus, die während der Prozessausführung gesammelt werden. Adaptive Prozess-Management-Systeme (PMS) bieten zusätzliche Informationen über Prozessänderungen (z.B. Ad-Hoc-Änderungen einer Prozessinstanz) in Änderungs-Logs. Aus diesen Log-Daten können Informationen für mögliche Prozessoptimierungen gewonnen werden und die adaptiven PMS bieten die Werkzeuge, um durch Process Mining angestoßene Prozessoptimierungen nahtlos einzubringen. In dieser Arbeit werden verschiedene Process Mining Algorithmen evaluiert und basierend auf den Ergebnissen ein Rahmenwerk vorgestellt, das die Technologien adaptives Prozess-Management und Process Mining zusammenfasst, um die Vorteile beider Ansätze nutzen zu können. Dazu wird ein Datenmodell für Änderungs-Log-Daten präsentiert und ein neuer Algorithmus für das Mining von Änderungs-Logs eingeführt. Der Änderungsprozess, den dieser neue Algorithmus (Change Mining Algorithmus) liefert, bietet eine Gesamtübersicht über alle Änderungen die (bisher) stattgefunden haben. Diese kann wiederum als Basis für alle Arten von Prozessoptimierungen dienen, z.B. könnten eine Neugestaltung des Prozesses oder bessere Kontrollmechanismen veranlasst werden

Integrative numerical techniques for fibre reinforced polymers - forming process and analysis of differentiated anisotropy

In the current paper, the authors developed two different numerical methods for fibre reinforced polymers. The first method deals with the simulation of an innovative manufacturing process based on filament winding for glass and carbon fibre reinforced polymers. The second developed numerical method aims at modelling a high level of material complexity and allowing reciprocal confrontation with a geometric differentiated global structure. The developed numerical techniques served as a basis for the design and implementation of a Pavilion built on the campus of the University of Stuttgart in 2012 and could thus be tested and proved

THE INFLUENCE OF FERTILIZER TYPE AND Trichoderma harzianum INOCULATION ON THE GROWTH AND PHYSIOLOGY OF YOUNG PLANTS OF Cordia americana

In this study, we sought to determine the influence of combined treatments with different types of fertilizer and inoculation of the fungus Trichoderma harzianum on the growth and physiological characteristics of young plants of Cordia americana. To this end, we adopted a completely randomized experimental design, comprising six replications in a 5 × 2 factorial scheme, to assess the effects of five different types of fertilizer applied with or without T. harzianum inoculation. At 180 days post-planting, we performed measurements of plant height, stem diameter, leaf dry mass, root dry mass, stem dry mass, total dry mass, leaf area, Falker’s chlorophyll index, and chlorophyll fluorescence. It was found that the combined application of T. harzianum and a controlled-release fertilizer or manure-based organominerals was effective in enhancing the growth of C. americana plants under conditions similar to those in the field. The use of controlled-release fertilizer as a base fertilization was found to have a positive influence on all evaluated variables and was effective in maximizing the initial development of C. americana plants. Granulated fertilizers derived from swine manure were established to promote plant growth and photosynthetic efficiency, thereby confirming their efficacy as a fertilizer for the cultivation of C. americana