Bøger i Forschungsberichte Des Landes Nordrhein-Westfalen serien

Stoarad - Werkrad erklart.

Ergebnisse fruherer Arbeiten am Institut (1) haben die grundsatz­ liche Eignung des Plasmaschmelzverfahrens zur Herstellung hoch­ schmelzender Karbide nachgewiesen. Die hierbei und aus anderen Literaturangaben, insbesondere uber das Schmelzen von Urankarbid, gewonnenen Erfahrungen sollten in einem Plasmastrahlofen zum 0 Schmelzen von Karbiden mit sehr hohem Schmelzpunkt (Fp ) 2500 C) ihre Anwendung finden, wobei zusatzlich auf den Modellcharakter des Of en aggregates fur eine eventuelle technische Nutzung des Verfahrens geachtet wurde. 2. Plasmaschmelzen und konkurrierende Verfahren zur Herstellung von Hartstoffen Zum Schmelzen von hochschmelzenden Karbiden sind sehr hohe Tempe­ raturen bei gleichzeitig genugend groBen Warmemengen notwendig, weshalb der Einsatz von Plasmabrennern gerade in diesem Zweig der metallurgischen Technik von Interesse ist. AuBere Kennzeichen eines Plasmas sind sein hoher Warmeinhalt und seine elektrische und thermische Leitfahigkeit. Fur technische Prozesse genugt es, diese beiden kennzeichnenden Eigenschaften, die sich bei reinen Gleichstrombrennern, und urn diese soll es sich im weiteren Verlauf der AusfUhrungen ausschlieBlich handeln, durch Brennerdaten wie Stromstarke, Brennspannung, Dusenquer­ schnitt und Gasdruck ausdrucken lassen, zu beherrschen. Hierbei verzichtet man ausdrucklich auf die Messung der eigentlichen Plas­ matemperatur, die sich sehr schwierig aus der Elektronendichte­ verteilung, den thermischen Anregungsfunktionen und den Spektral­ linienemissionskoeffizienten ermitteln laBt (2-6).

Eingang in die amtlichen Statistiken finden.

moglicht.

Bemerkungen zu den Rahmenbedingungen des Forschungsvorhabens und zur Form des schluBberichts Dem Forschungsvorhaben lag eine bereits bis ins Detail ausgear­ beitete Theorie fUr die Analyse und Planung von Lehrhandlungen zugrunde. Die durch Landesmittel ermoglichten Arbeiten konnten deshalb auf die empirische Bestatigung oder Falsifizierung der bereits formulierten Aussagen angesetzt werden. Die durch diese Forschungsarbeiten verbesserte theoretische Konzeption liegt inzwischen in folgenden Publikationen vor: Grzesik, JUrgen: Probleme und Moglichkeiten der Planung von Unterrichtsmethoden, in: Die Neueren Spra­ chen, H.3, Jg. 1975, S. 196-210 Grzesik, JUrgen: Die Steuerung von Lernprozessen im Unt- richt, UTB 598, Heidelberg 1976, 254 Seiten. In diesen Forschungsbericht werden deshalb nur die Ergebnisse aufgenommen, die zu einer Verbesserung dieser Theorie oder aber zu zusatzlichen Resultaten gefUhrt haben. Durch Landesmittel konnte die Stelle einer Wissenschaftlichen Hilfskraft finanziert werden, fUr die ich Herrn Dr. Fleisch­ hauer gewinnen konnte. Trotzdem muBten andere Mitarbeiter und ich den weitaus groBten Teil der anfallenden Arbeit bewaltigen. Zu diesen Mitarbeitern gehoren u.a. Herr Dr. Meder und Herr Dr. Wasmuth, die die Abschnitte 3.4 bzw. 3.5 abgefaBt haben. Von den Ergebnissen, die wir bei der Analyse der durch Video­ gerate aufgezeichneten und in verbale Protokolle umgesetzten Unterrichtsstunden erzielt haben, konnen hier nur die wichtig­ sten wiedergegeben werden. Unsere weitere Forschungsarbeit und die Lehre der beteiligten Dozenten ist aber auch von den Ubri­ gen Resultaten stark beeinfluBt worden.

¿. ¿¿¿. ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿. ¿¿¿¿¿¿¿ 14 2. 4. Das Normgleis ¿¿¿. ¿¿¿¿. ¿¿. ¿. ¿¿¿¿. ¿. ¿¿¿¿. ¿. ¿¿¿¿¿¿ 16 3. MeBtechnische Untersuchungen des Oberbauverhaltens ¿¿¿¿¿ 17 3. 1.

Die Vorgange beim Bandwalzen, insbesondere im Bereich kleiner Banddicken, sind durch zwei zunachst voneinander unabhangige Erscheinungen gekennzeichnet. Einmal verandert die Walzkraft den mittels der Walzenanstellung vorgegebenen Walzspalt infolge Gerustauffederung, Walzendurchbiegung und -abplattung (Abb. 1a), zurn anderen steht sie in funktionalem Zusammenhang mit der pla­ stischen verformung des Walzgutes (Abb. 1b). Sims und Arthur [ 1] brachten erstmals eine Darstellung beider Erscheinungen in ei­ nem Bild (Abb. 1c), als es ihnen darum ging, den Geschwindig­ keitseinfluB auf Banddicken- und Walzkraftanderungen zu klaren. Die fur einen vorgegebenen Walzvorgang erforderliche Walzkraft ergibt sich nach Abb. 1c aus dem Schnittpunkt der elastischen Kennlinie des Walzgerustes mit der plastischen Kennlinie des Walzgutes. Nur mit der Kenntnis beider Abhangigkeiten ist es moglich, bei vorgegebener Ausgangsdicke ho des Walzgutes die Walzspalthohe hi einzustellen, die zu der geforderten Endhohe h1 des Walzgutes fuhrt. Eine moglichst aIle EinfluBgroBen einbe­ ziehende, exakte Beschreibung der beiden in Abb. 1c dargestell­ ten funktionalen Abhangigkeiten von der Walzkraft ist somit ei­ ne Voraussetzung fur den optimalen Betrieb von Bandwalzwerken. Zu den Problemen bei der Ermittlung der in Abb. 1a dargestell­ ten Federsteifigkeit der Walzgeruste solI hier nicht Stellung genommen werden. Funke und Jung [2] sowie Kuske u.a. [3] befaB­ ten sich in jungster Zeit eingehend mit diesem Fragenkomplex.

Die übertragung von Bewegungsenergie gehört zu den elementarsten All­ tagserfahrungen und Gegenständen, mit denen sich die Mechanik befaßt. Sie erfolgt durch Stoß oder durch Resonanz. Letztere ist an eine gewisse Gleich­ heit der Energiezustände und an das Vorliegen einer schwachen Kopplung zwi­ schen den miteinander wechselwirkenden Körpern gebunden. Beide Fälle sind auch in der Mechanik der Moleküle, der Quantenmechanik, realisiert und spielen dort eine ebenso fundamentale Rolle. Da chemische Re­ aktivität generell vom Bewegungsenergiezustand der Elektronenhüllen der be­ teiligten Moleküle abhängt, ist die übertragung von elektronischer Energie der für die Chemie, insbesondere die Photochemie, wichtigste Elementarprozeß. Dies gilt vor allem in praktischer Hinsicht. da die auf einem elektronischen Energieübertragungsprozeß beruhende Photosynthese mit einer Produktions rate abläuft. die von keiner anderen auf der Erde ablaufenden chemischen Reaktion 11 auch nur annähernd erreicht wird: ca. 2.10 t organische Trockenmaterie pro Jahr. die als chemischer Speicher von Sonnenenergie aufgefaßt werden können. Ein großer Teil der photochemischen Forschung ist daher auf die Suche nach anderen Systemen gerichtet, die ebenfalls der chemischen Speicherung von Sonnenenergie dienen können [2]. Das Hauptproblem ist hierbei ein quanti­ tatives, nämlich die Erzielung einer möglichst hohen Nutzungsrate der Sonnen­ energie, die von der Absorptionsrate der Sonnenstrahlung und von der Wahr­ scheinlichkeit der gewünschten Energieübertragungsreaktion abhängt.

Verforrnungen werden in einem feuerfesten Mauerwerk durch thermische und mechanische Beanspruchung erzwungen. Solche erzwungenen Deforrnationen konnen hervorgerufen werden: 1. durch Unterschiede in der thermischen Ausdehnung bei Mehrkomponentenwerkstoffen 2. durch instationaren Warmeubergang, der ein Temperatur­ gefalle im Stein erzeugt mit resultierenden, aufgezwun­ genen Dehnspannungen. Dies beruhrt das Problem der Tem­ peraturwechselbestandigkeit. Diese Dehnspannungen speichern an den Korngrenzen elasti­ sche Energie, die abgebaut werden muB, damit es nicht zu einer RiBbildung und zu einer Zerstorung des Werkstoffge­ fuges kommt. Es bietet sich deshalb besonders die Untersuchung des Span­ nungs-Relaxations-Verhaltens an, urn das Spannungs-Abbauver­ mogen bei erzwungener Deformation infolge von Warrnespan­ nungen zu untersuchen. Die mit inneren Energieverlusten verbundene zeitlich ver­ zogerte Selbstregulierung eines thermodynamischen Systems auf ein neues Gleichgewicht, als Antwort auf den Wechsel einer auBerlichen Veranderlichen, wird grundsatzlich als Relaxation bezeichnet. Im besonderen, wo die auBeren Vari­ ablen Spannung (abhangig) und Verforrnung (unabhangig, kon­ stant) sind, ist das Phanomen als mechanische Relaxation bekannt, das Werkstoffverhalten wird durch eine Zeitab­ hangigkeit des Moduls beschrieben. AIle Stoffe zeigen Relaxationserscheinungen, je nach der Dauer der Beanspruchung und dem durch auBere Parameter, insbesondere durch die Temperatur, bedingten Stoffzustand. Ein Kriteriurn fur die Sprodigkeit eines Stoffes ist darin zu sehen, ob die Wirkung der auBeren Krafte (Schlag, Tem­ peraturschock) kurz ist im Vergleich zur Relaxationszeit der durch die auBeren Krafte hervorgerufenen Spannung.

Obwohl in dem vorliegenden Fall die Lösung der Differentialgleichung noch in geschlossener Form gelingt, ist es für den Verlauf der Einzelkurven und die Übersicht über alle Lösungen von besonderem Interesse und großem Wert, eine möglichst genaue graphische Darstellung anzufertigen. Für diese Aufgabe ist die Integrieranlage des Institutes für Instrumentelle Mathematik, Bonn, herangezogen worden. Herr Dr. PAUL FRIEDRICH MÜLLER, Bonn, hat zu diesem Zweck die Zubereitung des Problems, Programmierung und instrumentelle Ausführung, übernommen, wofür wir ihm an dieser Stelle ganz besonders danken möchten. Das eingeschlagene Verfahren wird in einer von Herrn Dr. P. F. MÜLLER ver­ faßten Vorbemerkung (siehe Kap. VII, 2) kurz dargestellt. Bonn, den 15. März 1963 Prof. Dr. ERNST PESCHL Dr. KARL WILHELM BAUER 7 1. Über die Bedeutung der vorliegenden Differentialgleichung Die nichtlinearen Differentialgleichungen 2. Ordnung sind im Hinblick auf eine explizite Darstellung ihrer Lösungen im allgemeinen nur schwer zugänglich. Wenn jedoch solche Differentialgleichungen im Rahmen gewisser mathematischer Unter­ suchungen auftreten, wird man immer zunächst versuchen, sie elementaren Lösungs­ prozessen zugänglich zu machen. Im folgenden wird die Lösung der nichtlinearen Differentialgleichung 2. Ordnung (abgekürzt D = 0) o -1f"+f'2_3 Li' -21+2 L' 1+2 D=O (1) für 2a L= -1-ee mit 1=1 (Cl) und E =f. 0 behandelt.

1.1. Uberblick uber die in der Literatur benutzten abstrakten Modelle sequentieller Automaten 1955 Modelle abstrakter sequentieller Maschinen treten erstmalig bei MOORE [M 56.6] und MEALY [M 55.1] auf. Sie sind gekennzeichnet durch eine endliche Anzahl von Zustanden, Eingangs-Symbolen und Ausgangs- Symbolen. Das Modell von MOORE ist ein System von streng deterministischem Ver- halten, in dem der augenblickliche Zustand der Maschine nur von dem vorhergehenden Eingangs-Symbol und dem vorhergehenden Zustand, das augenblickliche Ausgangs-Symbol nur von dem augenblicklichen Zustand abhangt. Bei dem Modell von MEALY sind das augenblickliche Ausgangs- Symbol und der nachste Zustand eindeutig durch das augenblickliche Ein- gangs-Symbol und den augenblicklichen Zustand bestimmt. Die Darstellung dieser Beziehungen erfolgt durch Tabellen und Zustands- diagramme. 1957 Eine formalere Definition sequentieller Automaten findet man bei BURKS [B 57.1]. Eingangs-, Ausgangs-Symbole und Zustande werden auf natur- liche Zahlen abgebildet. Die Zeit wird durch die Menge aller naturlichen Zahlen erfat. Man hat Mengen von naturlichen Zahlen X, Y, S, deren funktioneller Zusammenhang gegeben ist durch S (t+1)=g [x (t), S (t)] Y (t)=J[x (t), S (t)], dem Modell von MEALY entsprechend. AUFENKAMP [A 57.2] wahlt eine Darstellung mit Transitions-Matrizen (g entsprechend) und Ausgangs-Matrizen Cf entsprechend) bzw. mit qua- dratischen Verbindungs-Matrizen von Paaren (x,y) A XE X AYE Y uber den Zustanden SES. 1958 Eine Erweiterung der funktionellen Beziehungen zwischen X, Yund Sauf 1959 Folgen von Eingangs-bzw. Ausgangs-Symbolen wird bei RANEY [R 58.7], GINSBURG [G 59.6] und SRINIVASAN-NARASIMHAN [S 59.12] vorgenommen.

1.1 Detaillierung der Fließeigenschaften der Metalle Unter den Fließeigenschaften eines Metalls wird dessen Vermögen verstanden, eine Form im schmelzflüssigen Zustand mehr oder weniger gut auszufüllen. Neuerdings wird dieser Begriff in zwei weitere Unterbegriffe unterteilt: a) Fließvermögen, b) Formfüllungsvermögen. Der erste soll die reinen Fließeigenschaften charakterisieren, der zweite die Bereitschaft der Schmelze bedeuten, feine Konturen genügend genau wiederzu­ geben. 1m folgenden wird auf jede dieser Größen getrennt eingegangen. 1.2 Fließvermägen 1.21 Übersicht über die Einflußgrößen auf den Fließvorgang in der Form Das Fließvermögen eines Metalles ist eine technologische Maßzahl und als solche die Funktion einer Stoffkonstante K der betreffenden Schmelze sowie der äußeren auf die Schmelze einwirkenden Gegebenheiten B. Gemeinhin wird es als Auslauf­ länge einer als Kanal ausgebildeten Form gemessen. (1) cp = cp(K, B) Die wesentlichsten Einflußgräßen der Stoffkonstanten K sind: Dichte p; Viskosität 1) ; Oberflächenspannung cr; Wärmeinhalt i; Erstarrungsverhalten E; K = K(p, .~, cr, i, E) (2) Die aufgeführten Größen beschreiben indirekt die chemische Zusammensetzung, d. h., einem Produkt oder einer arithmetischen Summe dieser Größen entspricht eindeutig ein chemischer Stoff. Selbstverständlich ließen sich mit gleichem Er­ gebnis andere physikalische Konstanten benutzen oder diese auf einen einzigen Strukturfaktor reduzieren.

J eder Industriebetrieb strebt mit seiner Produktion nach bestimmten Zielen in bezug auf Sortiment, Mengen und Qualitat. Betrachtet man allein das Ziel, die geforderten Mengen der einzelnen Sortimentsanteile zu bestimmten Terminen zu fertigen, so lassen sich in fast allen Fallen viele Moglichkeiten zur Erreichung dieses Ziels finden, zwischen denen eine Wahl getroffen werden muB. Diese Wahl darf nicht dem Zufall ilberlassen bleiben, sondern sollte optimal an Hand eines ge­ eigneten Kriteriums, z. B. der Kosten, erfolgen. Ein solches V orgehen ist nur durch eine Planung zu erreichen, die es gestattet, den optimalen Weg zum zukunftigen Produktionsziel objektiv zu ermitteln. Damit werden schon bei der Planung Rationalisierungserfolge durch Kosteneinsparungen erzielt, die man gewohnlich erst in der Fertigung und Verwaltung zu erreichen sucht. Besonders in Zeiten steigender Kosten und verminderter Absatzmoglichkeiten sollte man die Ratio­ nalisierungsmoglichkeiten einer optimalen Planung starker beachten, zumal das Sachgebiet Operations Research (Unternehmensforschung oder Ablauf- und Planungsforschung) der Praxis hierzu laufend neue Methoden und Losungen an­ bietet. Die gesamte Planung eines Industriebetriebes laBt sich entsprechend seiner haupt­ sachlichen Funktionen in Teilplane fur folgende Aufgaben gliedern: Finanzierung, Beschaffung, Produktion, Lagerhaltung und Absatz. In dieser Arbeit solI be­ sonders die Planung von Produktion, Lagerhaltung und Absatz und ihre gegen­ seitige Abstimmung naher untersucht werden, wobei jedoch die Einflusse des Finanz-und Beschaffungsplanes in Form von Nebenbedingungen berucksichtigt werden. Fur diese Untersuchung wird vorausgesetzt, daB der Absatz bzw. Bedarf fUr die Erzeugnisse des Betriebes eine gegebene GroBe ist.

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen eines Forschungsauftrages angefertigt, der die Grundlage für eine gesamtwirtschaftliche mittelfristige Prognose legen sollte. Hierbei sind zunächst für die weitere Entwicklung wichtige Wirtschafts­ zweige monographisch untersucht worden (vgl. ISMAR, LANGE, v. SCHWEINITZ, Die Konsum- und Investitionsfunktion, Forschungsberichte des Landes NRW Nr. 1024; W. SCHEPER, Die Getreidenachfrage für menschliche Ernährung in der Bundesrepublik Deutschland, Forschungsberichte des Landes NRW Nr. 1222; J. SIEBKE, Die Automobilnachfrage. Die Nachfrage nach Personenkraftwagen in der BRD mit einer Prognose bis zum Jahre 1970, Forschungsberichte Nr. 1223; U. JÖNCK, Die Entwicklung des Stromverbrauchs in der BRD bis zum Jahre 1970, Forschungsberichte Nr. 1224; H. BONUS v. SCHWEINITZ, Die Berechnung der privaten und staatlichen Konsumnachfrage bei den einzelnen Wirtschafts­ sektoren von 1950-1960, als Forschungsbericht des Landes NRW in Veröffent­ lichung begriffen. ) Das Ergebnis der vorliegenden Untersuchung zeigt, daß die Entwicklung des sichtbaren Stahlverbrauchs in der Bundesrepublik bis 1975 ganz wesentlich von der Wachstumsrate des Sozialprodukts abhängt. Eine Erhöhung der Wachstums­ rate um etwa 1Y2% wird den sichtbaren Stahlverbrauch im Jahre 1975 etwa um 12 Millionen Tonnen, das sind etwa 25% der geschätzten Gesamtproduktion, erhöhen. Das zeigt die starke Wachstumsabhängigkeit der Stahlindustrie. Die Arbeit war im wesentlichen vor 1 Y2 Jahren fertiggestellt, ihre endgültige Fertigstellung hat sich aber aus verschiedenen Gründen verzögert. Dies hatte wiederum den Vorteil, daß die Prognose jedenfalls für einige Jahre mit der tat­ sächlichen Entwicklung verglichen werden kann. Dieser Vergleich zeigt, daß die Prognose imTrend richtig liegt. Die konjunkturellen Schwankungen werden dadurch allerdings nicht voll wiedergegeben.

Betrachtet man das Valenzgitter des Diamanten und v- sucht, aus diesem Gitter die kleinste Einheit heraus- schalen, bei welcher die Kohlenstoffatome in den fUr das Diamantgitter charakteristischen Lagen fixiert sind, so gelangt man zu einer Einheit von 10 Kohlenstoffatomen, die durch vier 6-Ringe begrenzt ist, die alle in der Sesselform fixiert sind. Die Absattigung der Valenzen an diesem Ringsystem ftihrt zu einem Kohlenwasserstoff der Summenformel C H , der unter dem Namen Adamantan 10 16 bekannt ist. Die Chemie dieses Kohlenwasserstoffes hat in den letzten 15 Jahren eine sehr stUrmische Entwi- lung erfahren. Man kann nun im Adamantan ein oder mehrere Ringkohl- stoffatome durch Heteroatome ersetzen und gelangt dann zu einer FUlle von heterocyclischen Ringsystemen der gleichen Struktur, von denen das am langsten bekannte das Urotropin (Hexamethylentetramin) ist, das sich vom Adamantan durch Ersatz der BrUckenkohlenStoffatome durch Stickstoff ableitet. 1950 waren 8 Ringsysteme dieser Str- tur bekannt. Die Zahl der Ringsysteme hat sich unterdessen g~nz erheblich erh6ht und betragt nunmehr mehr als 50 1 (vergleiche hierzu zusammenfassende Literatur». - 3 - Die Starrheit dieser Ringsysteme sowie ihr fast kugel­ formiger Aufbau bedingt in Verbindung mit der Spannungs­ freiheit solcher Ringsysteme besondere physikalische und chemische Eigenschaften. Bei den physikalischen Eigenschaften ist vor allem auf­ fallig die hohe Fluchtigkeit solcher Verbindungen, die auf die Kugelgestalt der Molekule zuruckzufuhren ist.