Bøger udgivet af Vieweg+Teubner Verlag

Angesichts des immer mehr anwachsenden Kenntnisstands auf allen na- turwissenschaftlichen Gebieten erscheint es unumganglich, die Wissensver- mittlung auf generelle Prinzipien und Gesetzmaigkeiten zu konzentrieren und Einzeldaten auf wichtige Beispiele zu beschranken. Ein Lehrbuch soll einen angemessenen, dem Studierenden zumutbaren Umfang haben, ohne wesentliche Aspekte eines Fachgebiets zu vernachlassigen, es soll traditio- nelles Grundwissen ebenso wie moderne Entwicklungen berucksichtigen. Diese Einfuhrung macht den Versuch, die Anorganische Strukturchemie in diesem Sinne darzubieten. Dabei sind Kompromisse unvermeidbar, manche Teilgebiete werden kurzer, andere vielleicht auch langer geraten sein, als es dem einen oder anderen Fachkollegen angemessen erscheinen mag. Chemiker denken uberwiegend in anschaulichen Modellen, sie wollen Strukturen und Bindungen "e;sehen"e;. Die moderne Bindungstheorie hat sich ihren Platz in der Chemie erobert, sie wird in Kapitel 9 gewurdigt; mit ihren aufwendigen Rechnungen entspricht sie aber mehr der Denkweise des Physikers, auerdem ist sie oft noch unbefriedigend, wenn es darum geht, strukturelle Details zu verstehen oder gar vorauszusagen. Fur den Alltags- gebrauch des Chemikers sind einfache Modelle, so wie sie in den Kapiteln 7, 8 und 12 behandelt werden, nutzlicher: "e;Der Bauer, der zu Lebzeiten ernten will, kann nicht auf die ab-initio-Theorie des Wetters warten. Che- miker, wie Bauern, glauben an Regeln, verstehen aber diese listig nach Bedarf zu deuten"e; (H.G. von Schnering [86]).

Es existieren kontroverse Ansichten dariiber, ob "Black Box"-Anwendungen in der computergesrutzten Chemie sinnvoll seien oder nicht. Die Berurworter weisen dabei auf die immer besser ausgebauten Beniitzerschnittstellen von modemen Softwarepa- keten hin, wahrend die Gegner dieses Ansatzes zurecht auf viele schlecht kontrollierte Berechnungen hinweisen. In Datenbankanwendungen, wo eine nicht optimale Suchstrategie wohl die Arbeit verlangsamt, die Resultate sofort und offensichtlich in brauchbar und unbrauchbar unterschieden werden konnen, ist die Kontrolle ausreichend. 1m Molecular Modelling liegt der Sachverhalt etwas komplizierter. Der "Black Box"-Ansatz lasst sich meiner Meinung nach trotzdem vertreten. Dabei ist allerdings streng darauf zu achten, dass die Beniitzerschnittstelle (Interface) seIber nicht zum Bereich der "Black Box" gehOrt. Urn die Beniitzerschnittstelle verstehen zu konnen, benotigt man einige Kenntnisse iiber Modelle, mathematische Methoden usw., nicht aber iiber die programmiertech- nische Realisation. Das kombinierte Verhalten aller Komponenten der "Black Box" un- ter den Vorgaben des Inputs wird auf die Beniitzerschnittstelle zuriickprojiziert. Betrachten wir als einfachen Fall einer "Black Box" eine elektronische Schaltung, wel- che als Input einen Impuls erwartet und als Output den invertierten Impuls urn das 100fache verstarkt angibt, sofern der Input grosser als 0.3 V ist. Eine solehe "Black Box" enthalt also logisch einen Diskriminator, einen Pulsinverter und einen Verstarker (ob dies physikalisch auch so ist, bleibt unbekannt).

Als ich dieses Buch schrieb, hatte ich ein einfaches, aber hochgestecktes Ziel vor Augen: Ihnen die Grundlagen der Programmierung der wichtigen IBM PC- Modelle zu vermitteln. Als IBM im Herbst 1981 ihren ersten Personal Com- puter vorstellte, war klar, daf das Gerät eine herausragende Bedeutung auf dem Mikrocomputersektor spielen würde. Im Laufe der Zeit stellte IBM eine Reihe neuer PCs vor, mittlerweile ist eine komplette Produktpalette daraus IBM PC gilt heute als der Industriestandard bei kommerziellen geworden. Der Mikrocom pu terno Um den IBM PC herum entstand eine eigene Branche, die Software für das Gerät liefert. Mit dem Aufkommen immer neuer PC-Modelle wurde allerdings die Entwicklung von Software ein zunehmend komplexer werdender Prozeß, da die Unterschiede der einzelnen Modelle zu berücksichtigen waren. Ich möchte Ihnen das Grundlagenwissen zur Programmierung der IBM PC- Familie vermitteln und die wichtigsten Programmiertechniken aufzeigen. Da- bei geht es nicht nur um die Auflistung technischer Details, sondern auch um die Erklärung der Konzepte. Im Vordergrund des Buches steht das Bestreben, alle wichtigen Mitglieder der PC-Modellreihe zu erfassen. Ich vertrete die Auf- fassung, daß man sich bemühen sollte, Programme so zu schreiben, daß sie auf allen Geräten lauffähig sind. Das erlaubt nicht nur die problemlose Portierung der Software von einem Modell auf ein anderes, sondern erhöht auch die Wahrscheinlichkeit, daß die Programme auf PCs laufen, die IBM in Zukunft vorstellen wird.

Formelverzeichnis.- 1. Zielsetzung und Problemstellung.- 2. Beschreibung der Versuchsapparatur.- 3. Durchgeführte Arbeiten.- 4. Zur Übertragung der optimalen Trockenkurve in die Praxis.- 5. Praktische Bedeutung der Untersuchungsergebnisse.- 6. Zusammenfassung.- 7. Literaturverzeichnis.- a) Abbildungen.- b) Tabelle.

1. Einleitung.- 2. Die Vergasung fester fossiler Brennstoffe.- 3. Katalythische Beeinflussung der Vergasung fester fossiler Brennstoffe.- 4. Modellversuche zum Alkalikreislauf in einem Gaserzeuger bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Katalysators.- 5. Ergebnisse und Diskussion.- 6. Zusammenfassung.- 7. Schrifttum.- Abbildungen.

Die Hochspannungstechnik wurde bisher innerhalb der Lehrbuchreihe "Leitfaden der Elektrotechnik" in Band IX "Elektrische Energieverteilung" recht knapp in einem Abschnitt "Elektrische Festigkeitslehre" behandelt. Die vielen Anregungen, diesen Abschnitt weiter auszubauen und außerdem Band IX in Teilgebieten der Energie- verteilung zu ergänzen, haben zu dem Entschluß geführt, einen eigenen Band "Hochspannungstechnik" in die Buchreihe aufzunehmen. Hochspannungstechnik wird in vielen Bereichen der Elektrotechnik in vielfältiger Weise eingesetzt. Ein in seinem Umfang begrenztes Lehrbuch kann deshalb nicht dem Anspruch genügen, dieses Fachgebiet vollständig behandeln zu wollen. Dieser Band beschränkt sich daher auf jenen Teilbereich, der der Theorie und dem Hochspannungs- laboratorium zugeordnet werden kann und der auch die Lehre beherrscht. Er wendet sich somit vorwiegend an Studenten von Hochschulen und klammert die unmittelbar dem schnellen technischen Wandel unterliegenden Hochspannungsgeräte und -an- lagen und ihren Betrieb aus. Grundlage der Hochspannungstechnik ist das eIe k tri s c h e Feld, das im ersten Abschnitt behandelt wird. Hier werden auch die gebräuchlichsten numerischen Ver- fahren zur Feldberechnung mit Digitalrechnern im Ansatz aufgezeigt. Die folgenden Abschnitte beschreiben die Dur c h s chI a g m e c h an i s m e n in gasförmigen, flüssigen und festen Isolierstoffen, die Erz e u gun g und die M e s s u n g hoher Spannungen sowie die Hochspannungsprüfung von Betriebsmitteln und Isolier- stoffen.

Elektrische Maschinen sind wichtig fUr Erzeugung, Verteilung und Umwandlung elektri- scher Energie. Sie werden in elektrischen Kraftwerken und in Antrieben und Kleingeraten in vielfiiItiger Form und Weise benutzt. Jeder Elektroingenieur sollte sie richtig ein- setzen und anwenden kannen, wahrend Berechnung und Herstellung nur wenigen vorbe- halten bleibt. Teil1 von Band II befaBt sich mit den Grundlagen, also mit Aufbau, Wirkungsweise un d Bet r i e b s v e r h a It e n der elektrischen Maschinen, und zwar sowohl der Gleichstrom- als auch der Wechselstrommaschinen. Er wendet sich somit an jeden Ingenieur, der elek- trische Maschinen anwendet, also nicht nur an den Elektroingenieur der Energietechnik, sondern auch an Nachrichten-, MeB- und Regelungstechnikingenieure, ebenso an die Maschinenbau- und Fertigungstechnikingenieure; daher werden auch einfache Antriebs- probleme mitbehandelt. Band II baut auf den in Band I, Grundlagen der Elektrotechnik, vermittelten Kenntnissen tiber das magnetische Feld sowie Uber den Gleich- und Wechselstrom auf. Uber komplexe Rechnung und Differential- und Integralrechnung hinausgehende mathematische Kenntnisse sind fUr Band II nicht erforderlich; der Stoff wird in Anwen- dungsbeispielen wiederholt und veranschaulicht. Viele Zahlenangaben liefern greifbare Vorstellungen von den GraBenordnungen. Zeigerdiagramme (auch einfache Raumzeiger- diagramme) und viele Bilder verdeutlichen typische AusfUhrungen. Die in frUheren Auf- lagen bewahrte Darstellungsweise wird auch in der 12. Auflage beibehalten und weiterge- fiihrt.

abgestimmte charakteristische Beispiele nahezubringen. Daher beginnt auch anders als in früheren Auflagen Abschnitt 3 mit noch an gegenständliche Modellvorstel- lungen anzulehnende Erläuterungen des elektrischen Strömungsfeldes und leitet über das elektrische Feld in Nichtleitern auf das in Abschnitt 4 behandelte magne- tische Feld über. Der in Abschnitt 5 erklärte elektrische Leitungsmechanismus ist schwerpunktmäßig auf die Bauelemente der Halbleitertechnik abgestimmt. Ab- schnitt 6 führt in die Sinusstromtechnik und die komplexe Rechnung ein und legt so die Grundlagen für die in Abschnitt 7 erläuterten Berechnungsverfahren für Si- nusstrom-Netzwerke. Die durch Ortskurven ermöglichte übersichtliche Darstellung parameterabhängiger Schaltungseigenschaften sowie die charakteristischen Eigen- schaften von Schwingkreisen sind in Abschnitt 8 behandelt. In Abschnitt 9 ist hauptsächlich Drehstrom dargestellt. Während in Abschnitt 10 der allgemeine Wechselstromanhand der Fourier-Reihe sowie der Mischstrom untersucht werden, befaßt sich Abschnitt 11 mit einfachen Übergangsvorgängen - z. B. beim Schalten. Der Anhang enthält noch u. a. ein umfangreiches Schrifttumsverzeichnis, eine Aus- wahl wichtiger Normen, eine Zusammenstellung der SI-Einheiten und ihrer Vorsät- ze, einige für die Elektrotechnik wichtige Werkstoffdaten, eine Zusammenstellung der eingesetzten Schaltzeichen und die Formelzeichenliste. Gegenüber der 16. Auflage wurde insbesondere die Definition des Phasenwinkels nach DIN 40110 neu berücksichtigt. Für die verschiedenen Wechselstromarten wurden die neuengenormten Namen eingeführt. Alle Gleichungen, Bilder, Tafeln und Beispiele sind jetzt abschnittsweise durchnumeriert. Die mehrfarbige Darstel- lung der Bilder, die dieses Buch seit seinem Bestehen auszeichnet, ist beibehalten worden.

Das Angebot an Lehrbtichern zum Programmieren in Computer-Sprachen alier Arten ist enorm, und der erforderliche Aufwand, urn einen entsprechenden Lehrgang zu ver- fassen, ist durchaus nicht unbedeutend. Die Herausgabe dieses Studienbuches erfor- dert unter diesen UmsHinden eine Begriindung - fast sogar eine Rechtfertigung. Es geht mir hier vor aliem darum, das Prograrnmieren als eine eigenstandige Disziplin, als das systematische Konstruieren und Formulieren von Algorithrnen, einzuflihren. Algorithmen sind Rezepte flir Klassen von Datenverarbeitungs-und Steuerungsprozes- sen im allgemeinsten Sinn. Sie solien solide Gebaude von logisch, zuverlassig und zweckmafl, ig konzipierten Bausteinen darstelIen. Der Sinn des Programmierers fill exaktes und methodisches Vorgehen solI vor allem geschiirft werden durch die Betonung von Problemkreisen und Techniken, die fUr das Programmieren an und fUr sich typisch sind, unabhangig vom Anwendungsgebiet, aus dem eine bestimmte Programmieraufgabe gerade stammen mag. Aus diesem Grund wird hier kein Anwendungsgebiet als Selbstzweck hervorgehoben; die Aufgaben und Beispiele sind lediglich auf Grund ihrer Eignung zur Veranschaulichung, rtlgemeingiil- tiger Probleme und Losungsmethoden ausgewiihlt. Ebenfalls mehr in den Hintergrund tretensolI die gewiihlte Programmiersprache; sie ist Werkzeug, aber nicht Endzweck. Es solI nicht das vordringliche Anliegen eines Programmierkurses sein, Perfektion in der Handhabung alIer Details einer spezifischen Sprache zu vermitteln. Die Sprache oder Notation solI hingegen die wesentlichen und typischen Bestandteile von Algo- rithmen klar, verstandlich und auf nattirliche Weise widerspiegeln und auf die grundl& genden Eigenschaften und Grenzen von digitalen Rechenanlagen Rticksicht nehmen.

Dieses Buch richtet sich an Lernende der Programmiersprache Pascal an Schulen, Fachhochschulen und Universitäten. Es verwendet Turbo Pascal (im Sinne einer Teilmenge von Borland Pascal sowie Delphi-Object Pascal) als "Vehikel", um Probleme mittels geeigneter Algorithmen zu lösen. Grundlegende Programmstrukturen werden zunächst auf einfache Datentypen angewandt, um sie dann zur Verarbeitung der Datenstrukturen zu nutzen. Zahlreiche kleine, in sich abgeschlossene Programme werden vorgestellt. Sie werden ausführlich entwickelt, angefangen vom algorithmischen Entwurf (Pseudocode) über Struktogramme und die Codierung bis hin zu Dialogprotokollen. Die wichtigsten Konstrukte der Programmiersprache Pascal werden anhand illustrativer Syntaxdiagramme verdeutlicht. Gegenüber der 1. Auflage wurde das Buch aktualisiert und erweitert, insbesondere um das Thema "Ereignisorientierte Programmierung mit Pascal unter Delphi".

V 1 Strukturelle Beschreibung reiner Metalle.- V 2 Gitterstrukturbestimmung mit Röntgenstrahlen.- V 3 Gitterstörungen.- V 4 Schmelzen und Erstarren.- V 5 Optische Metallspektroskopie.- V 6 Röntgenfluoreszenzanalyse.- V 7 Thermische Analyse.- V 8 Lichtmikroskopie von Werkstoffgefügen.- V 9 Härtemessung.- V 10 Kaltumformen durch Walzen.- V 11 Werkstofftexturen.- V 12 Korngrößenermittlung.- V 13 Erholung und Rekristallisation.- V 14 Elektrische Leitfähigkeit.- V 15 Metallographie unlegierter Stähle.- V 16 Martensitische Umwandlung.- V 17 Phasenanalyse mit Röntgenstrahlen.- V 18 Gefüge von Gußeisenwerkstoffen.- V 19 Quantitative Gefügeanalyse.- V 20 Transmissionselektronenmikroskopie von Werkstoffgefügen.- V 21 Gefügebewertung.- V 22 Topographie von Werkstoffoberflächen.- V 23 Kraftkontrolle und Nachgiebigkeit einer Zugprüfmaschine.- V 24 Messung elastischer Dehnung.- V 25 Grundtypen von Zugverfestigungskurven.- V 26 Temperatureinfluß auf die Streckgrenze.- V 27 Interferenzmikroskopie verformter Werkstoffoberflächen.- V 28 Statische Reckalterung.- V 29 Dynamische Reckalterung.- V 30 Bauschingereffekt.- V 31 Gußeisen unter Zug- und Druckbeanspruchung.- V 32 Dilatometrie.- V 33 Wärmespannungen und Abkühleigenspannungen.- V 34 Glühbehandlung von Stählen.- V 35 ZTU-Schaubilder.- V 36 Härtbarkeit von Stählen.- V 37 Vergütungsschaubilder.- V 38 Härte und Zugfestigkeit von Stählen.- V 39 Einsatzhärten.- V 40 Nitrieren.- V 41 Wärmebehandlung von Schnellarbeitsstählen.- V 42 Thermo-mechanische Stahlbehandlung.- V 43 Aushärtung einer AlCu-Legierung.- V 44 Formzahlbestimmung.- V 45 Zugverformungsverhalten von Kerbstäben.- V 46 Biegeverformung.- V 47 Spannungsoptik.- V 48 Kerbschlagzähigkeit.- V 49 Rasterelektronenmikroskopie.- V 50 Torsionsverformung.- V 51 Schubmodulbestimmung aus Torsionsschwingungen.- V 52 Elastische Moduln und Eigenfrequenzen.- V 53 Anelastische Dehnung und Dämpfung.- V 54 Rißzähigkeit.- V 55 Compliance angerissener Proben.- V 56 Kriechen.- V 57 Schwingfestigkeit.- V 58 Statistische Auswertung von Dauerschwingversuchen.- V 59 Dauerfestigkeitsschaubilder.- V 60 Kerbwirkung bei Schwingbeanspruchung.- V 61 Wechselverformung unlegierter Stähle.- V 62 Zyklisches Kriechen.- V 63 Verformung und Verfestigung bei Wechselbiegung.- V 64 Dehnungswöhlerkurven.- V 65 Strukturelle Zustandsänderung bei Schwingbeanspruchung.- V 66 Ausbreitung von Ermüdungsrissen.- V 67 Ermüdungsbruchflächen.- V 68 Verzunderung.- V 69 Elektrochemisches Verhalten unlegierter Stähle.- V 70 Stromdichte-Potential-Kurven.- V 71 Spannungsrißkorrosion.- V 72 Wasserstoffschädigung in Stahl.- V 73 Tiefziehfähigkeit von Stahlblechen.- V 74 r- und n-Werte von Feinblechen.- V 75 Ultraschallprüfung.- V 76 Magnetische und magnetinduktive Werkstoffprüfung.- V 77 Röntgenographische Eigenspannungsbestimmung.- V 78 Mechanische Eigenspannungsbestimmung.- V 79 Kugelstrahlen von Werkstoffoberflächen.- V 80 Grobstrukturuntersuchung mit Röntgenstrahlen.- V 81 Metallographische und mechanische Untersuchung von Schweißverbindungen.- V 82 Schweißnahtprüfung mit Röntgenstrahlen.- V 83 Schadensfalluntersuchung.- V 84 Aufbau und Struktur von Polymerwerkstoffen.- V 85 Viskoses Verhalten von Polymerwerkstoffen.- V 86 Zugverformungaverhalten von Polymerwerkstoffen.- V 87 Zeitabhängiges Deformationsverhalten von Polymerwerkstoffen.- V 88 Schlagzähigkeit von Polymerwerkstoffen.- V 89 Glasfaserverstärkte Polymerwerkstoffe.- V 90 Wärmeleitvermögen von Schaumstoffen.- V 91 Dämpfung metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe.- V 92 Kornanalyse eines Quarzsandes.- V 93 Kenngrößen bentonitgebundener Formstoffe.- V 94 Temperatureinfluß auf die Druckfestigkeit von Formstoffen.- V 95 Festigkeitseigenschaften von Kernsanden.- V 96 Fehler bei Sandguß.- Charakteristische Größen einiger reiner Metalle.- Quellennachweis.

Aufbaukurs zur Digitalen Signalverarbeitung mit ausführlichen MATLAB-Versuchen zum Selbststudium. Ziel des Buches ist es die Anwendung fortgeschrittene Methoden der digitalen Signalverarbeitung zu vermitteln. Hierbei steht die Anwendung der Signalverarbeitung im Vordergrund. Als Werkzeug wird MATLAB(R) mit der Signal Processing Toolbox benutzt.

Der Microcomputer, rur den sich im allgemeinen Sprachgebrauch die Bezeichnung Personalcomputer (PC) durchgesetzt hat, verandert seit den 80er Jahren viele Bereiche unserer Gesellschaft. Mit seiner Verbreitung vollzieht sich auch eine grundlegende Umgestaltung unserer Informationsinfrastruktur, und es beschleunigt sich der Ubergang zur Informationsgesellschaft. Es entstehen neue Arten der Wissensspeicherung und neue Wege, die zu diesem Wissen ruhren. Bisher war die wichtigste Form, in der unser Wissen gespeichert war, das bedruckte Papier. Die wichtigsten Datentrager waren Printmedien wie Bucher und Zeitschriften. Neue elektronische For- men erganzen, erweitern und ersetzen nun Bereiche, die bisher den Printmedien vorbehalten waren, weil sie einen schnelleren und ge- zielteren Zugriff auf die gesuchten Informationen erlauben. Bucher, Kataloge, Zeitungen, Zeitschriften u.a. wurden bereits vor dem Sie- geszug des PC mit Hilfe der elektronischen Datenverarbeitung her- gestellt, mit der massenhaften Verbreitung des PC ist es aber gar nicht mehr notwendig, die Daten zu Papier zu bringen, urn sie zu veroffentlichen; mit Hilfe des PC stehen sie der bffentlichkeit ohne Umweg und Zeitverzogerung zur Verfugung und konnen von den GroB-Computern direkt abgerufen werden.

Eichung einer Zugprüfmaschine.- Ermittlung von Werkstoffkenngrößen aus dem Zugversuch.- Dehnungsmessungen zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls eines Werkstoffes in einer Zugprüfmaschine.- Reckalterung verformter Stähle.- Formzahlbestimmung eines gekerbten Flachstabes.- Bestimmung der Bruchzähigkeit eines hochfesten Stahles.- Biegeversuch.- Torsionsversuch.- Ermittlung des Zusammenhanges zwischen Brinellhärte und Zugfestigkeit unlegierter Baustähle.- Vickershärtemessungen zur Ermittlung der Einsatzhärtetiefe eines einsatzgehärteten Zahnrades.- Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Rockwellhärte und Kohlenstoffgehalt martensitischer unlegierter Stähle.- Vergleich von Härtemessungen nach Brinell, Vickers und Rockwell.- Kerbschlagbiegeversuch.- Dauerschwingversuche zur Aufnahme von Wöhlerkurven mit verschiedenen Mittelspannungen.- Statistische Auswertung von Dauerschwingversuchen im Zeitfestigkeitsbereich.- Bestimmung der Zug-Druck-Wechselverfestigungskurve eines Werkstoffes bei konstanter Spannungsamplitude.- Bestimmung der Biege-Wechselverfestigungskurve eines Werkstoffes bei konstanter Dehnungsamplitude.- Ermittlung des Smith-Diagrammes eines Stahles.- Untersuchung des Dauerschwingverhaltens glatter und gekerbter Probestäbe.- Bestimmung der Rißausbreitungsgeschwindigkeit bei der Wechselbeanspruchung gekerbter Proben.- Aufstellung eines Zeitstanddiagrammes an Hand von Kriechkurven.- Metallographische Untersuchungen des Gefüges untereutektoider Stähle.- Wärmebehandlung von Stählen.- Dilatometrische Verfolgung des Umwandlungsverhaltens eines Stahles.- Aufnahme des Vergütungsschaubildes eines Vergütungsstahles.- Stirnabschreckversuch.- Einsatzhärten.- Korngrößenbestimmung metallischer Werkstoffe.- Rekristallisation.- Kaltverfestigung durch Walzen.- Ermittlung der R - Werte von Tiefziehblechen.- Konventionelle Prüfung der Tiefziehfähigkeit von Blechen.- Untersuchung gestrahlter Werkstoffoberflächen.- Wärmespannungen und thermische Eigenspannungen.- Thermische Analyse eines Zweistoffsystems.- Aushärtung einer Al-Cu-Legierung.- Elastizitätsmodul- und Torsionsmodulbestimmung durch Messung der Eigenfrequenz von Stäben.- Ermittlung des spezifischen elektrischen Widerstandes.- Identifizierung eines kubischen Werkstoffes mit Hilfe des Debye-Scherrer-Verfahrens.- Röntgenographische Eigenspannungsmessung an einem abgeschreckten Stahl.- Röntgenographische Restaustenitbestimmung.- Grobstrukturuntersuchungen mit Röntgenstrahlen.- Ultraschall-Prüfung von Werkstücken nach dem Impuls-Laufzeit-Verfahren.- Magnetische und magnetinduktive Rißprüfung.- Bestimmung der Wärmeleitzahl eines Hartschaumstoffes.- Schlagbiegeversuch an Kunststoffproben.- Zeitabhängiges Deformationsverhalten von Kunststoffen.- Verzunderung von Cu und Cu-Legierungen.- Elektrochemisches Verhalten unlegierter Stähle in wässrigen Elektrolyten.- Stromdichte-Potentialkurven ferritischer und austenitischer Stähle.- Wasserstoffschädigung von Stahl.- Kornanalyse eines Quarzsandes.- Bestimmung von Raumgewicht, Gasdurchlässigkeit und Druckfestigkeit von Formsandprüfkörpern.- Die Temperaturabhängigkeit der Druckfestigkeit von Formsanden.- Gasdurchlässigkeit, Druck-, Zug- und Biegefestigkeit getrockneter Kernsandprüfkörper bei Raumtemperatur.

Schwingungen treten als nutzliche oder auch als storende Erscheinungen fast uberall in Natur und Technik auf. Deshalb ist es wichtig, sie zu verstehen, zu deuten oder auch in gewunschter Weise zu beeinflussen. Das Lehrbuch gibt eine Einfuhrung in die physikalischen Grundlagen und die mathematische Behandlung von Schwingungsproblemen.

Die vorliegenden Übungsaufgaben sind für den Einsatz im Direkt-und Fernstudium an Universitäten und Hochschulen gedacht. Da die Aufgaben inhaltlich an die Bände 4, 5 und 7/1 der Reihe "Mathematik für Ingenieure, Naturwissenschaftler, Ökonomen und Landwirte" angeschlossen sind, können sie vom Leser auch zum Selbststudium herange- zogen werden. Zum Zwecke der Motivation wird neben innermathematischen Problem- stellungen auch mit einfachen naturwissenschaftlichen, technischen und ökonomischen Sachverhalten gearbeitet. Bei der Erarbeitung dieses Übungsheftes wurden die Erfahrungen aus den Mathematik- lehrveranstaltungen an der Technischen Universitä.t Dresden und an anderen Hochschu- len der DDR genutzt. Wir danken für die eingegangenen Hinweise, die alle sorgfältig ge- prüft und in der Regel berücksichtigt wurden. Unser besonderer Dank gilt den Herren Oberlehrer Dipl.-Math. Helmut Ebmeyer (Technische Universität Dresden, Mitarbeit bei den Abschnitten 17.-21.) und Dr.-Ing. RalfKuhrt (Humboldt-Universität Berlin, Mitarbeit bei den Abschnitten 22.-26.). Sie ha- ben wertvolle Hinweise aus der Sicht des Fernstudiums gegeben. Aufgaben mit höherem Schwierigkeitsgrad oder umfangreicherem Rechenaufwand sind mit einem Stern gekennzeichnet. Für Hinweise und Vorschläge, die der Verbesserung der Aufgabensammlung dienen, sind wir stets dankbar. Dresden, April 1986 H. Wenzel G. Heinrich Inhalt 17. Funktionen mehrerer unabhängiger Variabler, partielle Ableitungen und totales Dif- rential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 . 18. Implizite Funktionen, der Satz von Taylor und Extremwertaufgaben . . . . 11 . 19. Skalare Felder und Vektorfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 .

Vorwort Mikrocontroller sind in vielen technischen Bereichen als Steuerungselement eingefiihrt. In Maschinen-und Robotersteuerungen, in der Kraftfahrzeug-Elektro- nik, in der Automatisierungstechnik oder als "Embedded Control"-Applikationen verrichten sie ihren Dienst und konnen durch ihre Programmierbarkeit an die gestellten Aufgaben jeweils individuell angepaBt werden. Durch Implementierung verschiedenster Funktionen (on chip devices) stehen funktionsfahige Single-Chip-Losungen als 4-Bit- bis 32-Bit-Ausfiihrungen zur Verfiigung. Zur Zeit haben die 8-Bit-Typen die groBte Verbreitung, da ihre Leistungsfahigkeit bzgl. Wortbreite und Verarbeitungsgeschwindigkeit haufig ausreicht. Auf der Basis des Mikrocontrollers 80(C)51131 bieten die verschiedensten Herstel- ler aufwartskompatible Mikrocontroller an, die aIle als 8051-Derivate bezeichnet werden. Die vorliegende Publikation beschaftigt sich ausfiihrlich mit dem Mikrocontroller 80(C)51131, da dessen Funktionen sich in allen anderen Ausfiihrungen wiederfin- den. Weiterfiihrend werden anschlieBend die zusatzlichen Eigenschaften der Mi- krocontroller 80(C)515/535 und 80C517/537 der Fa. Siemens dargestellt. 1m Gegensatz zu vie len anderen VerOffentlichungen, die zu diesem Thema erschie- nenen sind, beschrankt sich die Darstellung nicht nur auftechnische Sachinforma- tionen, vielmehr werden in vielen praktischen Ubungen die vorhandenen Moglich- keiten verdeutlicht. Von daher ist dieses Buch we it mehr als ein technisches Handbuch; als praxisorientierter Leitfaden ermoglicht es die eigenstandige Einar- beitung in ein interessantes und wichtiges Gebiet der Steuerungstechnik.

Die Fertigungstechnik beschaftigt sich mit Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung materieller Produkte, deren Eigenschaften durch die Konstruktion definiert werden. In einer Zeit, in der die Wettbewerbsfahigkeit von Unter- nehmen mageblich durch die Herstellkosten der Produkte, ihre Qualitat und Zuverlassigkeit beeinflut wird, kommt es darauf an, die wirtschaftliche Herstellung bereits in fruhen Phasen der Produktentstehung durch eine Berucksichtigung der fertigungstechnischen Moglichkeiten und Alternativen zu sichern. Dies trifft fur alle Arten von Produkten und alle Anforderungen der Markte und Kunden gleichermaen zu. Die Fertigungstechnik umfat ein breites Feld an Verfahrenstechniken. Viele konnen auch alternativ eingesetzt werden. Die Auswahl der Verfahren im konkreten Fall orientiert sich daher an den Anforderungen, an die Qualitat und an den Kosten der Herstellung. Die Kenntnis der Wirkzusammenhange der technischen Verfahren ist die Grundlage zur Entwicklung und Optimierung von Maschinen und Anlagen zur Herstellung von Produkten in kleinen wie in groen Stuckzahlen. Deutschland ist auf diesem Gebiet inter- national fuhrend und hat den Ruf hoher Qualitat und Innovationsfahigkeit. Mit den Veranderungen der Produkttechnologie zu komplexen und intel- ligenten Systemen verandern sich auch die Produktionstechnologien und die Strukturen der industriellen Produktion. In der Zukunft konnen die Potentiale der Technologien besser genutzt, die naturlichen Ressourcen geschont und Harmonie zur Umwelt durch innovative Verfahren erreicht werden. Die Fertigungstechnik kann im Produktlebenszyklus durch Verfolgung der Gedanken der Kreislaufwirtschaft und der sauberen Technologien ent- scheidende Beitrage liefern.

Die Grundlagen der Regelungsteclutik gehOren weiterhin zum Grundwissen eines In- genieurs und werden in seinem Berufsleben frillier oder spater von ibm verlangt. Es gibt eine Vielzahl von Lehrbiichem zu diesem Thema, die diese Grundlagen von verschiedenen Standpunkten aus darlegen. Mit diesem Buch wird versucht, die grund- legenden Begriffe und Verfahren der klassischen Regelungstechnik darzustellen und durch das beigefiigte Simulationsprogramm zu veranschaulichen. Damitwird dem Leser die Maglichkeit gegeben, nicht nur die Theorie zu studieren, sondem auch zu experi- mentieren. Durch die Simulationsexperimente solI dem Leser geholfen werden, die theoretischen Zusammenhiinge tiefer zu verstehen und durch visue11e Prasentation bes- ser zu verarbeiten. Durch zahlreiche und verschiedenartigeAufgaben kann sich der Leser die Anwendungstrategien der betrachteten Verfahren aneignen. Urn die Inhalte des Buches zu verstehen, sind die minimalen Kenntnisse der haheren Mathematik erforderlich. Jedes Kapitel des Buches stellt eine Einfiihrung in das jeweilige Gebiet dar. Ich habe dabei versucht, die theoretischen Grundlagen durch zahlreiche Beispiele zu illustrieren . . 1m ersten Kapitel wird die Wirkungsweise einer Regelung erlautert. Die Kapitel zwei und drei behandeln die Analyse der linearen Ubertragungsglieder im Zeitbereich, im Bildbereich der Laplace-Transformation und im Frequenzbereich. Dabei wird ausfiihr- lich aufwichtige Fragen wie das Aufstellen, Linearisieren und Normieren der Gleichun- gen und deren Uisung eingegangen. Hier wird das Fundament fUr weitere Betrachtun- gen gelegt.

Der erfolgreiche Einsatz von Rechnern bei der Lösung von Problemen in fast allen Lebensbereichen beruht u.a. auf der technologischen Entwicklung, die zu schnelle- ren Rechnern mit größerem Speicher führte, auf der größeren Benutzerfreundlich- keit der Rechner und auf effizienteren Algorithmen zur Lösung der betrachteten Probleme. Dieses Buch befaßt sich mit dem Entwurf effizienter Algorithmen für grundlegende Probleme, die häufig als Teilprobleme in komplexeren Problemen auftreten. Während auf der unteren Ebene der Hardware von Rechnern, also in Schaltkreisen, Schaltwerken und VLSI-Chips, schon immer mit einem hohen Grad an Parallelität gearbeitet wurde, konnte auf höherer Ebene lange Zeit nur sequentiell gerechnet werden. Dies ändert sich nun durch die Entwicklung von Rechnern mit immer mehr Prozessoren. Das Buch legt daher einen Schwerpunkt auf Algorithmen, die gleich- zeitig bezüglich paralleler Rechenzeit und Hardwaregröße (bei Hardwarelösungen) bzw. bezüglich paralleler Rechenzeit, Zahl der benutzten Prozessoren und Spei- cherplatz (bei Softwarelösungen) effizient sind. Es werden effiziente Algorithmen für den Entwurf optimaler P LA's diskutiert. Danach werden die grundlegenden arithmetischen Funktionen Addition, Subtrak- tion, Multiplikation und Division, die symmetrischen Funktionen, die auch als Zählfunktionen bezeichnet werden können, und Speicherzugriffsfunktionen behan- delt. In diesem Teil des Buches werden vor allem Hardwarelösungen präsentiert. Für das Rechnen mit Matrizen, einfache Probleme auf Graphen, Sortierprobleme und Probleme der Elementaren Zahlentheorie werden effiziente Softwarelösungen vorgestellt. Das Buch enthält außerdem allgemeine Methoden der automatischen Parallelisierung sequentieller Algorithmen, Reduktionskonzepte zum Vergleich der Komplexität der behandelten Probleme und effiziente Simulationen zwischen den benutzten Rechenmodellen.

Die Olhydraulik hat sich zu einer technischen Querschnittsdisziplin entwickelt, insbesondere fur mobile Anwendungen, aber auch in stationaren Anlagen - vor allem in Produktionsmaschinen. Oft ist die Hydraulik auch Bestandteil komplexer mechatronischer Systeme. Dieses Lehrbuch vermittelt und erklart anschaulich neben den Grundlagen klassische und neue Bausteine wie z. B. Load Sensing, 45(deg)-Axialkolbenmaschinen, BUS-Steuerungen, Proportionaltechnik, Sensoren und moderne Anwendungen wie z. B. ABS, Hydrofederung, stufenlose Getriebe, LS-Baggerhydraulik, Flugzeughydraulik und Prufmaschinen.

Kaum ein Gebiet ist so schnellen und grundlegenden Veränderungen unter- worfen wie die EDV. Darüber hinaus nimmt mit zunehmender Leistungsfähig- keit der Systeme auch deren Komplexität deutlich zu, immer mehr Vorgaben, Randbedingungen, Nonnen und Gesetzeswerken gilt es Rechnung zu tragen. Selbst fiir Fachleute und System spezialisten ist das Gesamtsystem in all seinen Aspekten oftmals nicht transparent. Die Bedeutung der EDV wird jedoch auch in Zukunft noch stark zunehmen, nicht nur in Multimedia- oder Internetan- wendungen. Lokale Netze und vemetzte Rechnersysteme sind aus der heuti- gen Arbeitswelt nicht mehr wegzudenken und bereits so selbstverständlich wie Telefon und Faxgerät. Dieses Buch wendet sich gleichennaßen an verschiedene Zielgruppen: Da sind zum einen Studenten und Ingenieure in der Praxis, die sich schnell in die technischen Hintergründe lokaler Netze einarbeiten müssen. Und ganz beson- ders sind da speziell die Systemverantwortlichen und Netzwerkbetreuer, die oftmals nach nur kurzer Einweisung die Verantwortung fiir das (neu) instal- lierte System übernehmen müssen.

Vierzig Jahre, nachdem John von Neumann sein Konzept eines rechnenden, programmgesteuerten Automaten entworfen hat, setzt sich nun in der Informatik die Erkenntnis durch, daß sequentiell arbeitende Rechner für manche Probleme zu langsam arbeiten. Mit vielen, parallel arbeitenden Prozessoren versucht man heutzutage in Multiprozessoranlagen, den "von Neumann-Flaschenhals" zu umgehen. Dabei ergeben sich eine Menge neuer Probleme: Die Aktivität der Prozessoren muß synchronisiert werden, die Daten müssen effektiv verteilt werden und "Knoten" im Datenfluß (hot spots) zwischen den Prozessoren und dem Speicher müssen vermieden werden. Dazu werden Mechanismen benötigt, um auftretende Defekte in ihren Auswirkungen zu erfassen und zu kompensieren, das Gesamtsystem zu rekonfigurieren und alle Systemdaten zu aktualisieren. Bedenken wir noch zusätzlich die Schwierigkeiten, die mit einer parallelen Programmierung der eigentlichen Probleme verbunden sind, so können wir uns nur wundem, wieso wir Menschen "im Handumdrehen" und "ganz natürlich" Leistungen erbringen können, die mit den heutigen Rechnern bisher nicht nachvollziehbar waren. Betrachten wir beispielsweise die Probleme der "künstlichen Intelligenz", besser "wissensbasierte Datenverarbeitung" genannt, so hinken die heutigen Systeme zum Sehen. Hören und Bewegen hoffnungslos der menschlichen Realität hinterher. Weder in der Bildverarbeitung und -erkennung, noch in der Spracherkennung oder in der Robotersteuerung reichen die Systeme in Punkto Schnelligkeit (real-time), Effektivität und Flexibilität (Lernen) oder Fehlertoleranz an die menschlichen Leistungen heran.

Meine Entscheidung, einen vorlesungsbegleitenden, ausführlicheren Text zum Thema. "Stochastische Signale" zu schreiben, gründet a. uf Erfahrungen a. us Vorlesungen über Signaltheorie und stochastische Prozesse, die ich seit 1980 an der Ruhr-Universität Bo- chum für Studenten der Fachrichtung Elektrotechnik im Hauptstudium halte. Dabei möchte ich folgendes erreichen: Die wichtigsten Grundlagen der Stochastik sollen den Studierenden einer einführenden Pflichtvorlesung so vermittelt werden, da. ß das Ver- halten einfacher Schaltungen und Systeme, in denen Rauschsignale gemessen werden, korrekt berechnet und die Signale a. uch ausgewertet werden können. Denen, die ihr Stu- dium in der Theorie stochastischer Signale und ihrer Anwendung vertiefen möchten, liefert das nun vorliegende Buch neben weiteren stochastischen Werkzeugen zum Mo- dellieren und statistischen Schließen ausführlich behandelte Beispiele, die gründlichere Studien wie der Signalerkennung, der Spektralanalyse und Systemidentifikation moti- vieren. Anhänge über Ma. trixalgebra., schnelle Algorithmen und Tabellen, sowie eine größere Zahl von Übungsaufgaben mit Lösungsskizzen erleichtern das Selbststudium und die Anwendung in der Praxis. Die inhaltlichen Schwerpunkte und die Stoffauswahl sind zu einem guten Teil durch den Bochumer Studienplan beeinflußt. Die einführende Pflichtvorlesung findet im fünf- ten Semester statt und setzt wie das vorliegende Buch Kenntnisse a. us einem erfolgreich absolvierten Grundstudium der Elektrotechnik und insbesondere über deterministische Signale und Systeme voraus. Der zu behandelnde Stoff wurde jedoch so aufbereitet, da. ß ein paralleles Studium der Grundlagen nachrichtentechnischer Systeme möglich ist.

Der Entwurf eines untemebmensweiten Datenmodells, dessen Umsetzung in em relationales Datenbankmodell und die anschlieBende Implementierung mit der Datenbanksprache SQL sind heute und in absehbarer Zukunft zentrale Aufgaben in der betrieblichen Datenverarbeitung und der praktischen Infonnatik. Dabei stellt besonders der Entwurf von Datenbanken -oft als Buch mit sieben Siegeln bis hin zur hohen Schule der Datenstrukturierung bezeichnet -den Datenbankadministrator und Softwareentwickler immer wieder vor fast unlOsbare Probleme, die jedoch mit dem derzeitigen Wissensstand tiber die Modellierung von Datenbanken leicht gelOst werden konnen. Ziel des Buches ist es deshalb, dem Interessenten und dem Entwickler von Datenbanken die derzeit aktuellen und erprobten Methoden, Strategien und Verfahren in praziser aber dennoch leicht verstandlicher Art zu vennitteln. Hierbei werden die einzelnen Methoden nicht isoliert erkliirt, sondem es werden ihre Beziehungs-und Wirkungszusammenhange an zwei einfachen und durchgangigen Beispielen, die der Rechnungsschreibung und der Srucklistenorganisation entnommen sind, aufgezeigt. Mit der systematischen Ftihrung des Lesers durch die Methoden wird ibm der Weg aufgezeigt, der zu einer qualitativ hochwertigen Datenbankorganisation fiihrt. Das Buch ist deshalb sowohl ftir den Schiller und Studenten als auch ftir den Praktiker eine wertvolle Hilfe, durch die er den derzeit aktuellen Wissensstand tiber Datenbanken leicht, schnell und wirksam erlangt. Es ist sowohl ftir den Einsatz im Unterricht, m Datenbankkursen als auch ftir das Selbststudium geeignet.

Endlich ist es geschafft! Nach einem langen und kalten Winter, sowie einem arbeitsreichen Frühling, haben wir das Buch zur Energieeinsparverordnung EnEV 2009 mit einem Umfang von 336 Seiten fertig gestellt. Die neueste Fassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) ist am 01. Oktober 2009 in Kraft getreten und soll wesentliche Eckpunkte des von der Bundesregierung im August 2007 in Schloss Meseberg aufgelegten integrierten Energie- und Klimaprogramms im Einklang mit den Zielen der Europäischen Kommission für mehr Klimaschutz umsetzen. In dem Aktionsplan für Energieeffizienz (2007 bis 2012) hat sich die Europäische Union das Ziel gesetzt, den Energ- bedarf so zu steuern und zu verringern, beziehungsweise den Energieverbrauch so zu bee- flussen, dass bis zum Jahr 2020 insgesamt 20 Prozent des jährlichen Energieverbrauchs ein- spart werden. Durch die mit der neuen EnEV einhergehenden Verschärfung des Anforderungsniveaus im Gebäudebereich um durchschnittlich etwa 30 % und die zusätzlich einzuhaltenden Anfor- rungen des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) bekommt die Fachplanung der thermischen Bauphysik und der Anlagentechnik einen immer höheren Stellenwert. In der heutigen wirtschaftlich schwierigen Zeit ist es wichtig, dass neu geplante Gebäude trotz der erhöhten gesetzlichen Anforderungen wirtschaftlich realisiert werden können. Die Planung eines effizienten und wirtschaftlichen Gebäudes ist ohne fachlich kompetente Fachingenieure aus den Bereichen der Bauphysik und der technischen Gebäudeausrüstung nicht mehr möglich. Dieses Buch soll einen bestmöglichen Überblick zur Energieeinsparverordnung und den in Bezug genommenen Normen, Gesetzen und Verordnungen vermitteln und den Umfang von Energieeinsparnachweisen an Hand von praktischen Beispielen zeigen.