Modeling and Vibration Suppression for Telescopic Systems of Structural Members with Clearance

Telescopic systems of structural members with clearance are found in many applications, e.g., mobile cranes, rack feeders, fork lifters, stacker cranes (see Figure 1). Operating these machines, undesirable vibrations may reduce the performance and increase safety problems. Therefore, this contribution has the aim to reduce these harmful vibrations. For a better understanding, the dynamic behaviour of these constructions is analysed. The main interest is the overlapping area of each two sections of the above described systems (see markings in Figure 1) which is investigated by measurements and by computations. A test rig is constructed to determine the dynamic behaviour by measuring fundamental vibrations and higher frequent oscillations, damping coefficients, special appearances and more. For an appropriate physical model, the governing boundary value problem is derived by applying Hamilton’s principle and a classical discretisation procedure is used to generate a coupled system of nonlinear ordinary differential equations as the corresponding truncated mathematical model. On the basis of this model, a controller concept for preventing harmful vibrations is developed.

Social Structural Effects on the Level and Development of the Individual Experience of Anomie in the German Population

Can one observe an increasing level of individual lack of orientation because of rapid social change in modern societies? This question is examined using data from a representative longitudinal survey in Germany conducted in 2002–04. The study examines the role of education, age, sex, region (east/west), and political orientation for the explanation of anomia and its development. First we present the different sources of anomie in modern societies, based on the theoretical foundations of Durkheim and Merton, and introduce the different definitions of anomia, including our own cognitive version. Then we deduce several hypotheses from the theory, which we test by means of longitudinal data for the period 2002–04 in Germany using the latent growth curve model as our statistical method. The empirical findings show that all the sociodemographic variables, including political orientation, are strong predictors of the initial level of anomia. Regarding the development of anomia over time (2002–04), only the region (west) has a significant impact. In particular, the results of a multi-group analysis show that western German people with a right-wing political orientation become more anomic over this period. The article concludes with some theoretical implications.

Prediction of PA12 melt viscosity in Laser Sintering by a Time and Temperature dependent rheological model

Ein auf Basis von Prozessdaten kalibriertes Viskositätsmodell wird vorgeschlagen und zur Vorhersage der Viskosität einer Polyamid 12 (PA12) Kunststoffschmelze als Funktion von Zeit, Temperatur und Schergeschwindigkeit angewandt. Im ersten Schritt wurde das Viskositätsmodell aus experimentellen Daten abgeleitet. Es beruht hauptsächlich auf dem drei-parametrigen Ansatz von Carreau, wobei zwei zusätzliche Verschiebungsfaktoren eingesetzt werden. Die Temperaturabhängigkeit der Viskosität wird mithilfe des Verschiebungsfaktors aT von Arrhenius berücksichtigt. Ein weiterer Verschiebungsfaktor aSC (Structural Change) wird eingeführt, der die Strukturänderung von PA12 als Folge der Prozessbedingungen beim Lasersintern beschreibt. Beobachtet wurde die Strukturänderung in Form einer signifikanten Viskositätserhöhung. Es wurde geschlussfolgert, dass diese Viskositätserhöhung auf einen Molmassenaufbau zurückzuführen ist und als Nachkondensation verstanden werden kann. Abhängig von den Zeit- und Temperaturbedingungen wurde festgestellt, dass die Viskosität als Folge des Molmassenaufbaus exponentiell gegen eine irreversible Grenze strebt. Die Geschwindigkeit dieser Nachkondensation ist zeit- und temperaturabhängig. Es wird angenommen, dass die Pulverbetttemperatur einen Molmassenaufbau verursacht und es damit zur Kettenverlängerung kommt. Dieser fortschreitende Prozess der zunehmenden Kettenlängen setzt molekulare Beweglichkeit herab und unterbindet die weitere Nachkondensation. Der Verschiebungsfaktor aSC drückt diese physikalisch-chemische Modellvorstellung aus und beinhaltet zwei zusätzliche Parameter. Der Parameter aSC,UL entspricht der oberen Viskositätsgrenze, wohingegen k0 die Strukturänderungsrate angibt. Es wurde weiterhin festgestellt, dass es folglich nützlich ist zwischen einer Fließaktivierungsenergie und einer Strukturänderungsaktivierungsenergie für die Berechnung von aT und aSC zu unterscheiden. Die Optimierung der Modellparameter erfolgte mithilfe eines genetischen Algorithmus. Zwischen berechneten und gemessenen Viskositäten wurde eine gute Übereinstimmung gefunden, so dass das Viskositätsmodell in der Lage ist die Viskosität einer PA12 Kunststoffschmelze als Folge eines kombinierten Lasersinter Zeit- und Temperatureinflusses vorherzusagen. Das Modell wurde im zweiten Schritt angewandt, um die Viskosität während des Lasersinter-Prozesses in Abhängigkeit von der Energiedichte zu berechnen. Hierzu wurden Prozessdaten, wie Schmelzetemperatur und Belichtungszeit benutzt, die mithilfe einer High-Speed Thermografiekamera on-line gemessen wurden. Abschließend wurde der Einfluss der Strukturänderung auf das Viskositätsniveau im Prozess aufgezeigt.