Microstructure evolution of AA6061 under ultrasonic welding

Ultrasonic metal welding can be used to join two metal foils. There are two different effects under ultrasonic welding. They are surface effect and volume effect. These two effects were validated under macro experiments. Then how to validate in micro test is seldom researched. EBSD method was used to research the microstructure evolution of AA6061 under ultrasonic welding. The image maps indicating all Euler angle and the correlated misorientation angle distribution of both original foil and welding sample were got by EBSD in order to understand how ultrasonic welding affect the grain orientation and microstructure. The test shows that after ultrasonic vibration, the grain size has little change. And ultrasonic vibration results in a very weak texture. FEM results also validate these conclusions.

Transonic Nonlinear Aeroelastic Simulations Using An Harmonic Balance Method

This paper presents an approach to compute transonic Limit Cycle O
scillations using a coupled Harmonic Balance formulation based on the Euler equations for fluid dynamics and finite element models. The paper will investigate the role of aerodynamic (shocks) and structural nonlinearities in driving the limit cycle behaviour. Part icular attention will be given to nonlinear interactions for subcritical LCOs. The Aero elastic Harmonic Balance formulation, allows for solutions of the coupled structural dynamics and CFD system at a reduced cost.

Slot width augmentation in a slotted-wall transonic linear cascade wind tunnel

Transonic tests in linear cascade wind tunnels can suffer
from significant test section boundary interference effects in pitch. A slotted tailboard has been designed and optimised with an in-house Euler numerical method to reduce such ef- fects. Wind tunnel measurements on an overspeed Mach 1.27 discharge from a Rolls-Royce T2 cascade, featuring strong end-wall shock-induced interference, showed a 77% reduction in the flow pitchwise periodicity error with the optimised tail- board, with respect to the baseline open-jet cascade flow. Two-dimensional Euler predictions were also cross-validated against a three-dimensional Reynolds averaged computation, to explore the three-dimensionality of the discharge

Calculus of variations on time scales and discrete fractional calculus

Estudamos problemas do cálculo das variações e controlo óptimo no contexto das escalas temporais. Especificamente, obtemos condições necessárias de optimalidade do tipo de Euler–Lagrange tanto para lagrangianos dependendo de derivadas delta de ordem superior como para problemas isoperimétricos. Desenvolvemos também alguns métodos directos que permitem resolver determinadas classes de problemas variacionais através de desigualdades em escalas temporais. No último capítulo apresentamos operadores de diferença fraccionários e propomos um novo cálculo das variações fraccionário em tempo discreto. Obtemos as correspondentes condições necessárias de Euler– Lagrange e Legendre, ilustrando depois a teoria com alguns exemplos.

Fractional calculus on time scales - Cálculo fraccional em escalas temporais

Introduzimos um cálculo das variações fraccional nas escalas temporais ℤ e (hℤ)!. Estabelecemos a primeira e a segunda condição necessária de optimalidade. São dados alguns exemplos numéricos que ilustram o uso quer da nova condição de Euler–Lagrange quer da nova condição do tipo de Legendre. Introduzimos também novas definições de derivada fraccional e de integral fraccional numa escala temporal com recurso à transformada inversa generalizada de Laplace.

Symmetric quantum calculus

Generalizamos o cálculo Hahn variacional para problemas do cálculo das variações que envolvem derivadas de ordem superior. Estudamos o cálculo quântico simétrico, nomeadamente o cálculo quântico alpha,beta-simétrico, q-simétrico e Hahn-simétrico. Introduzimos o cálculo quântico simétrico variacional e deduzimos equações do tipo Euler-Lagrange para o cálculo q-simétrico e Hahn simétrico. Definimos a derivada simétrica em escalas temporais e deduzimos algumas das suas propriedades. Finalmente, introduzimos e estudamos o integral diamond que generaliza o integral diamond-alpha das escalas temporais.

Cálculo das variações fraccional generalizado

Nesta tese de doutoramento apresentamos um cálculo das variações fraccional generalizado. Consideramos problemas variacionais com derivadas e integrais fraccionais generalizados e estudamo-los usando métodos directos e indirectos. Em particular, obtemos condições necessárias de optimalidade de Euler-Lagrange para o problema fundamental e isoperimétrico, condições de transversalidade e teoremas de Noether. Demonstramos a existência de soluções, num espaço de funções apropriado, sob condições do tipo de Tonelli. Terminamos mostrando a existência de valores próprios, e correspondentes funções próprias ortogonais, para problemas de Sturm- Liouville.

Calculus of variations on time scales and applications to economics

We consider some problems of the calculus of variations on time scales. On the beginning our attention is paid on two inverse extremal problems on arbitrary time scales. Firstly, using the Euler-Lagrange equation and the strengthened Legendre condition, we derive a general form for a variation functional that attains a local minimum at a given point of the vector space. Furthermore, we prove a necessary condition for a dynamic integro-differential equation to be an Euler-Lagrange equation. New and interesting results for the discrete and quantum calculus are obtained as particular cases. Afterwards, we prove Euler-Lagrange type equations and transversality conditions for generalized infinite horizon problems. Next we investigate the composition of a certain scalar function with delta and nabla integrals of a vector valued field. Euler-Lagrange equations in integral form, transversality conditions, and necessary optimality conditions for isoperimetric problems, on an arbitrary time scale, are proved. In the end, two main issues of application of time scales in economic, with interesting results, are presented. In the former case we consider a firm that wants to program its production and investment policies to reach a given production rate and to maximize its future market competitiveness. The model which describes firm activities is studied in two different ways: using classical discretizations; and applying discrete versions of our result on time scales. In the end we compare the cost functional values obtained from those two approaches. The latter problem is more complex and relates to rate of inflation, p, and rate of unemployment, u, which inflict a social loss. Using known relations between p, u, and the expected rate of inflation π, we rewrite the social loss function as a function of π. We present this model in the time scale framework and find an optimal path π that minimizes the total social loss over a given time interval.

Mehr Arbeitsplätze, weniger Lärm : Umbaumaßnahmen an der Bibliothek der Fachhochschule Hannover zur Schaffung zusätzlicher und besserer Nutzerarbeitsplätze

An der Bibliothek der Fachhochschule Hannover (FHH) ergab sich durch den Umzug eines Fachbereiches und die Auslagerung der entsprechenden Bestände die Chance, die defizitäre Situation bezüglich studentischer Arbeitsplätze zu verbessern. Das bisherige offene Konzept mit einem Nebeneinander von Medienaufstellung, Einzel- sowie Gruppenarbeitsplätzen hatte zu erheblichen Störungen der durchaus noch vorhandenen still lesenden Bibliotheksnutzern geführt. Die Zahl der Arbeitsplätze zu erhöhen und gleichzeitig die Arbeitsbedingungen hinsichtlich Akustik und Klimatisierung zu verbessern war deshalb vorrangiges Ziel eines studentischen Projektes des Studiengangs Innenarchitektur der FHH. Als Ergebnis entstand ein einheitliches Gesamtkonzept mit einer strikten Trennung der Funktionsbereiche und eine Vielzahl unterschiedlicher Einzelmaßnahmen (Nutzbare Atrien, Bibliothekslounge, Lernkabinen etc.). Nach der Entscheidung der Hochschulleitung, die Umbaumaßnahmen aus Studienbeiträgen zu finanzieren,wurde in Kooperation von Hochschule (Bibliotheksleitung, Liegenschaftsdezernat), Staatlichem Baumanagement, einem beauftragten freien Architekturbüro sowie einem Akustiker mit Planung und schrittweiser Realisierung der Umbaumaßnahmen begonnen. Im Vortrag werden das Konzept, der Planungsprozess sowie inzwischen (Stand: 5/2008) geplante und realisierte Baumaßnahmen anhand zahlreicher Illustrationen erläutert.

Pflegeversicherung und Pflegebedürftigkeit: Eine Analyse der Leistungsentwicklung in den Jahren 1997 bis 2001

In der vorliegenden Studie wird die Entwicklung der Ausgaben und Inanspruchnahme von Leistungen in der sozialen Pflegeversicherung in den Jahren 1997 bis 2001 analysiert. Grundlage der Analyse sind die Finanz- und Leistungsdaten der sozialen Pflegeversicherung. Die Analyse führt zu dem Ergebnis, dass das zenrale Problem der Pflegeversicherung nicht auf der Ausgabenseite liegt, sondern auf der Einnahmeseite. Ebenso wie in der gesetzlichen Krankenversicherung ist seit längerer Zeit eine Erosion der Einnahmegrundlage feststellbar, die immer wieder zu Beitragssatzerhöhungen gezwungen hat. Die beitragspflichtigen Einnahmen der Mitglieder halten nicht mit der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung Schritt. Auf der Ausgabenseite ist besonders auffällig, dass der Anteil der Pflegebedürftigen in Pflegeheimen überproportional zugenommen hat. In einzelnen Altersgruppen stieg ihre Zahl in nur vier Jahren um bis zu 60%. Die höchsten Steigerungsraten traten deutlich unterhalb der Altersgrenze von 65 Jahren auf. Diese Entwicklung ist insofern sehr problematisch, als Pflegebedürftige und Angehörige die Versorgung in der häuslichen Umgebung eindeutig bevorzugen. In der Studie wird auf Grundlage vorliegender Forschungsergebnisse zur Situation von Pflegebedürftigen und pflegenden Angehörigen der Frage nachgegangen, welches die Ursachen für den überproportionalen Anstieg der Inanspruchnahme von Pflege in Heimen sein könnten.

Stellenabbau im Pflegedienst der Krankenhäuser. Eine Analyse der Entwicklung zwischen 1991 und 2005

Hintergrund: Seit Mitte der 1990er Jahre findet ein Stellenabbau in Krankenhäusern statt, von dem insbesondere auch der Pflegedienst betroffen ist. Obwohl die Tatsache seit längerem bekannt ist, fehlt es noch an einer gründlichen Analyse und Aufbereitung der verfügbaren Daten, um sich ein fundiertes Bild über den Umfang, die Entwicklung, Ursachen und Auswirkungen machen zu können. Methoden: Primäre Datengrundlage sind die Daten der Krankenhausstatistik sowie der Gesundheitsausgabenrechnung des Statistisches Bundesamtes. Ergebnisse: Die Analyse führt zu dem Ergebnis, dass zwischen 1995 und 2005 insgesamt ca. 104.000 Vollzeitstellen für nicht-ärztliches Personal in Allgemeinkrankenhäusern abgebaut wurden. Der ärztliche Dienst wurde hingegen um ca. 19.000 Vollkräfte ausgebaut. Im Saldo ergibt dies einen Gesamtstellenabbau von ca. 85.000 Vollkräften. Der größte Teil des Stellenabbaus entfiel mit ca. 44.000 Vollzeitstellen auf den Pflegedienst. Im Jahr 2005 lag die Zahl der Vollkräfte im Pflegedienst der Allgemeinkrankenhäuser um 13,7 % unter dem Wert des Jahres 1995 und sogar noch unter dem Wert des Jahres 1991, als über einen Pflegenotstand in Krankenhäusern gesellschaftlich diskutiert wurde. Eine Analyse der Kostendaten der Allgemeinkrankenhäuser zeigt, dass der Stellenabbau im Pflegedienst nicht allein durch die Budgetdeckelung und Einführung des DRG-Systems erklärt werden kann. Mehr als die Hälfte des Stellenabbaus wäre auf Grund der allgemeinen Budgetentwicklung nicht erforderlich gewesen, sondern erfolgte offenbar, um im Rahmen einer internen Umverteilung Mittel für andere Zwecke freizusetzen. Gewinner der internen Umverteilung war der ärztliche Dienst. Vor dem Hintergrund der Ergebnisse zahlreicher internationaler Studien muss davon ausgegangen werden, dass der Stellenabbau bereits negative Auswirkungen auf die Qualität der Patientenversorgung hat. Die Ergebnisse internationaler Forschung zu diesem Thema weisen darauf hin, dass eine niedrigere Personalbesetzung in Pflegedienst das Risiko erhöht, als Patient im Krankenhaus eine schwerwiegende Komplikation zu erleiden oder sogar zu versterben. Schlussfolgerungen: Es besteht dringender Handlungsbedarf, da sich die Personalbesetzung des Pflegedienstes in Allgemeinkrankenhäusern seit mehr als 10 Jahren in einer Abwärtsspirale befindet und mit weiterem Stellenabbau zu rechnen ist.

Beschäftigte und Beschäftigungsstrukturen in Pflegeberufen : eine Analyse der Jahre 1999 bis 2009 ; Studie für den Deutschen Pflegerat

Seit einigen Jahren wird zunehmend intensiver über das Angebot und den Bedarf an Fachkräften in der Pflege diskutiert. Dazu wurden bereits eine Reihe von Studien und Prognosen veröffentlicht, die allerdings zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen kamen. In der öffentlichen wie auch in der wissenschaftlichen Diskussion sind deshalb gegenwärtig eine Vielzahl unterschiedlicher Zahlen anzutreffen. Die Unterschiede sind allerdings nicht nur auf methodische Unterschiede zurückzuführen, sondern vor allem auch darauf, dass es bislang an zuverlässigen und ausreichend differenzierten Daten amtlicher Statistiken zur Gesamtzahl der Beschäftigten in Pflegeberufen mangelt. Zwar bietet die Gesundheitspersonalrechnung (GPR) des Statistischen Bundesamtes einrichtungsübergreifende Angaben zur Gesamtzahl der Beschäftigten in Pflegeberufen, diese sind jedoch zum einen nicht ausreichend differenziert und basieren zum anderen zu einem wesentlichen Teil auf einer Hochrechnung von Ergebnissen der 1 %-Haushaltsstichprobe des Mikrozensus. Die Angaben der GPR sind darum mit dem Risiko behaftet, dass sie aufgrund von Schätzfehlern die tatsächliche Zahl der Beschäftigten über- oder unterschätzen. Zuverlässigere Angaben zur Beschäftigung in Pflegeberufen bieten Teilstatistiken des Gesundheitswesens, die ihre Daten auf dem Wege einer Vollerhebung mit gesetzlicher Auskunftspflicht der befragten Einrichtungen gewinnen. Dies sind die Krankenhausstatistik, die Statistik der Vorsorge- und Rehabilitationseinrichtungen und die Pflegestatistik. In der vorliegenden Studie werden deren Daten erstmals zu einer Gesamtstatistik der Pflegeberufe zusammengeführt. Das Ergebnis ist eine Datenaufbereitung zur Entwicklung und zum Stand der Beschäftigung in Pflegeberufen in Deutschland im Zeitraum 1999-2009, die nicht nur Zahlen zur Gesamtbeschäftigung bietet, sondern auch differenziert nach einzelnen Pflegeberufen und Versorgungsbereichen (Krankenhaus, Rehabilitationsbereich, ambulante Pflegeeinrichtungen und Pflegeheime). Die Analyse der zusammengeführten Daten führt zu einer Reihe von Ergebnissen, die insbesondere auch für die gesundheitspolitische Diskussion von Bedeutung sind.

Gender Studies – Die Niedersächsische Forschungsevaluation und ihre offenen Fragen

Der Anglizismus „Gender Studies“ bezeichnet in Deutschland faktisch Frauenforschung, also Forschung von Frauen über Frauen für Frauen. Es gibt sie seit mehr als drei Jahrzehnten. Die Zahl der Gender - Professuren beträgt mittlerweile ca. 250. Sie binden finanzielle Ressourcen in entsprechender Höhe. Das ist nicht der einzige, aber doch ein Grund, nach dem wissenschaftlichen Output dieser Forschungen zu fragen. In Niedersachsen ist 2013 eine Forschungsevaluation zum Thema Gender Studies durchgeführt worden. Möglicherweise handelt es dabei um die erste und einzige Untersuchung ihrer Art. Der Ergebnisbericht dieser Evaluation wird hier dargestellt und kritisch kommentiert. Das Ergebnis der Kritik lautet, dass gar keine Evaluation des Forschungs-Outputs vorgenommen worden ist, sondern dass es der beauftragten Kommission nur darum ging, die Input-Strukturen zu stärken, indem mehr Stellen, mehr finanzielle Mittel und noch weniger Kontrollen gefordert wurden.

Die Kosten der Modellabteilung "Pasteurisierte Konsummilch"

Mit der Analyse des Kostenverlaufes in der Abteilung "Pasteurisierte Konsummilch" wird die Aktualisierung der Modellabteilungsrechnung fortgeführt. Gegenüber dem 1975 durchgeführten Kostenvergleich verschiedener Trinkmilchverfahren (1) basiert diese Abteilungskalkulation auf der modellhaften Kostenermittlung einer Einproduktsimulation anhand eines Abpackverfahrens im Tetra-Rex-System. Unter Berücksichtigung des methodisch weiterentwickelten Kostenrechnungsprinzips (2) wird der Produktionsprozeß zur Herstellung pasteurisierter Vollmilch mit 3,5 % Fett in 1-l-Kartonverpackung hinsichtlich der Kostenverursachung untersucht. Drei Modellvarianten mit Abfülleistungen von 5.400 bis 22.800 Packungen/Stunde, die einer maximalen Produktion von 30,3 bis 128,0 Packungen/Jahr entsprechen, bilden den Ausgangspunkt für die Analyse der Produktionskosten der Abteilung. In Abhängigkeit von der täglichen Abfüllmenge und dem Produktionsprogramm werden spezifische Modellausrüstungen bestimmt, von denen sich unmittelbar die variablen und fixen Einsatzmengen der Produktionsfaktoren ableiten. Der Einfluß unterschiedlicher Kapazitätsgrößen und -auslastungen auf die Herstellungskosten wird mit simulierten Beschäftigungssituationen zwischen 15 und 100 % verdeutlicht, die eine Bestimmung der Kosten für Milchmengen zwischen 4,5 und 128,0 Mio. Packungen im Jahr ermöglichen. Gemäß der Kapazitätsgröße und der technischen Auslegung der Modelle betragen die Investitionen 1,7 Mio. DM im Modell 1 und 4,7 Mio. DM im Modell 3. Bezogen auf die jeweilige Outputmenge der Abteilung ergeben sich spezifische Investitionen, die mit zunehmender Modellgröße von 56 auf 37 DM je 1.000 Packungen sinken. Die Gesamtkosten der Abteilung “Pasteurisierte Konsummilch”, die sich aus den Produkt- und Abteilungseinzelkosten zusammensetzen, betragen im größten Modell bei 100 % Beschäftigung 73,8 Pf/Pckg. Abteilungs-Output und steigen mit abnehmender Modellgröße und sinkendem Beschäftigungsgrad (15 %) auf 83,1 Pf/Pckg.. In der beschäftigungsabhängigen Gesamtkostenentwicklung tritt zwischen dem 3- und 1-Schichtbetrieb eine Kostensenkung im Modell 1 von 3,0 Pf/Pckg. ein, die im Modell 3 2,0 Pf/Pckg. ausmacht. Der kapazltsgrößenbedingte Degressionseffekt Ist vom größten zum kleinsten Modell mit 1,7 Pf/Pckg. im 3-Schichtbetrieb und mit 2,7 Pf/Pckg. im 1-Schichtbetrieb markiert. Aus der prozentualen Zusammensetzung der Gesamtkosten bei einem Beschäftigungsgrad von 64 % dominieren die Rohstoffkosten mit modellspezifischen Anteilen von 72 - 73 %, die Betriebskosten beanspruchen 25 - 26 %, und die Anlagekosten sind anteilig mit 2 - 3 % vertreten. Mit der Darstellung der prozentualen Verteilung der Gesamtkosten ohne Rohstoffkosten treten die Kostenarten der Betriebskosten in den Vordergrund. Bei gleicher Ausgangssituation entfallen 83 - 89 % auf die Verpackungsmaterialkosten, 3 - 6 % auf die Personalkosten sowie 1 - 2 % auf die Energie- und Betriebsstoffkosten; 7 - 9 % ergeben sich hier für die Anlagekosten. Den Ergebnissen der Modellkalkulationen ist zu entnehmen, daß mit zunehmender Kapazitätsgröße und ansteigendem Beschäftigungsgrad nennenswerte Kosteneinsparungen zu erreichen sind. Dagegen zeichnen sich Kostendegressionen in Abhängigkeit von der Zahl der Produktionstage aufgrund des geringen Anteils der tagesfixen Kosten an den Gesamtkosten nur im minimalen Umfang ab.

Magnetic studies of the Late Cretaceous magmatism in Portugal : from Iberian plate kinematics to magnetic fabrics

Tese de doutoramento (co-tutela), Ciências Geofísicas e da Geoinformação (Geofísica), Université de Toulouse, Universidade de Lisboa, 2013