Thomas Knodel
| Name | Thomas Knodel |
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Festigkeitsanalyse Abdeckung Kieswagen
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- Titel
- Festigkeitsanalyse Abdeckung Kieswagen
- Autor/in
- Datierung
- 09.06.2023
- Beschreibung
- Beim Transport von Kies und Brechsand mit offenen Güterwagen kann es zu Abwehungen des Ladeguts kommen. Daher wurde in einem vorhergehenden Industrieprojekt eine Abdeckung aus Aluminium entwickelt, welche zum Beladen seitlich weggeklappt werden kann und bei der Fahrt geschlossen wird. In einem weiteren Industrieprojekt ist die Festigkeit des Kieswagens im Originalzustand analysiert worden.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit besteht darin, die Festigkeit der Abdeckung aus Aluminium sowie deren Befestigungen am Wagenkasten aus Stahl nach aktuellen EN-Normen nachzuweisen.
Die Berechnung der vorhandenen Spannungen erfolgt mittels der Finiten Elemente Methode. Die zulässigen Spannungen werden gemäss den aktuellen DVS-Richtlinien für Schienenfahrzeuge ermittelt und mit den vorhandenen Spannungen verglichen. Die Bewertung der Schweissnähte erfolgt anhand des Nennspannungskonzepts.
Für alle neuen Komponenten des modifizierten Kieswagens kann die Festigkeit nach EN 12663-2 nachgewiesen werden. Ausserhalb der neuen Bauteile (Chassis, Aufbau Trichter) kann der Festigkeitsnachweis an einigen Stellen nicht erbracht werden. Insbesondere im Ermüdungslastfall 2.3 (laterale Beschleunigung) sind die Auslastungen in einigen Schweissnähten zu hoch. Bei allen anderen Lastfällen liegt die Auslastung überall unter Eins.
Es zeigt sich, dass die Auslastung der kritischen Stellen durch den geplanten Aufbau kaum beeinflusst wird. Die Spannungen in den kritischen Stellen unterscheiden sich zwischen Original-Struktur und modifizierter Struktur um höchstens 5%.
Als weiteres Vorgehen wird empfohlen, mit dem Bundesamt für Verkehr abzuklären, welche Nachweise für eine Betriebsbewilligung erforderlich sind.
When transporting gravel and crushed sand with open freight wagons, the load can drift away. Therefore, in a previous industrial project, a cover made of aluminium was developed, which can be folded away to the side for loading and is closed during the journey. In another industrial project, the strength of the gravel truck in its original state was analysed.
The goal of this bachelor thesis is to prove the strength of the aluminium cover and its fastenings to the steel wagon body according to current EN standards.
The calculation of the existing stresses is carried out using the finite element method. The permissible stresses are determined according to the current DVS guidelines for rail vehicles and compared with the existing stresses. The evaluation of the weld seams is carried out using the nominal stress concept.
For all new components of the modified gravel truck, the strength can be verified according to EN 12663-2. Outside of the new components (chassis, superstructure hopper), the strength verification cannot be provided in some places. Especially in fatigue load case 2.3 (lateral acceleration), the loads in some weld seams are too high. In all other load cases, the utilisation is below one everywhere.
The utilisation of the critical points is hardly influenced by the planned structure. The stresses in the critical points differ between the original structure and the modified structure by no more than 5%.
As a further procedure, it is recommended to clarify with the Federal Office of Transport which verifications are required for an operating licence.
- Beim Transport von Kies und Brechsand mit offenen Güterwagen kann es zu Abwehungen des Ladeguts kommen. Daher wurde in einem vorhergehenden Industrieprojekt eine Abdeckung aus Aluminium entwickelt, welche zum Beladen seitlich weggeklappt werden kann und bei der Fahrt geschlossen wird. In einem weiteren Industrieprojekt ist die Festigkeit des Kieswagens im Originalzustand analysiert worden.
- Urheberrechtshinweis
- Eichenberger Max, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 22.11.2023
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
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- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
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- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
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Startrampe ARIS
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- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
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Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
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The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
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knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
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hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
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- Departement
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- 06.01.2019
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Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
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gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
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This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
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The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
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safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
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- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
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- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
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- 06.01.2019
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In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
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Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
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Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
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The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
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- 29.04.2020
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- 1
Startrampe ARIS
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- 06.01.2019
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Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
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Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
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A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
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The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
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For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
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15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
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The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
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A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
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The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
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hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
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- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
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- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
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Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
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- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
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Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
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The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
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For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
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- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
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Startrampe ARIS
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- Autor/in
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- 06.01.2019
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Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
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This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
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- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
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- 1
Mechanischer Aufbau für das OoDrop-Experiment
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- Titel
- Mechanischer Aufbau für das OoDrop-Experiment
- Untertitel
- Froscheier im freien Fall
- Autor/in
- Datierung
- 06.06.2019
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung des mechanischen Aufbaus für das
OoDrop-Experiment von Dr. Simon Wüest der Abteilung Medizintechnik der Hochschule Luzern.
Ziel dabei ist die Auswirkung wechselnder Gravitationsbelastung auf Ionenkanäle innerhalb eines
Froscheis zu untersuchen. Dies geschieht durch Messung der elektrischen Spannung während dem
freien Fall. Dafür muss das Ei sehr präzis mit einer entsprechenden Vorrichtung angestochen
werden. Der mechanische Aufbau soll auf maximal mögliche Steifigkeit ausgelegt werden, um die
Bewegungen der Kapillarenspitze im Innern des Froscheis zu minimieren und somit dessen
Beschädigung zu verhindern. Betreffend der Positioniergenauigkeit soll das Froschei auf einen
Hundertstelmillimeter genau angestochen werden. Um den Einfluss von Relaxationsbewegungen
der Fallkapseletage auf die Kapillarenspitze im Froschei zu eruieren, wird mittels Finite Elemente
Methode die Durchbiegung der Fallkapseletage berechnet und mit einer Handrechnung verifiziert.
Das Ergebnis der Arbeit entsteht auf Grundlage eines morphologischen Kastens, indem Lösungen
für die Teilfunktionen zusammengetragen werden, woraus zwei Konzepte entstehen. Aus dem
favorisierten Konzept wird ein Entwurf als parametrisierte CAD-Baugruppe konstruiert und im 3DDruck
und der mechanischen Werkstatt an der HSLU hergestellt. Als Produkt dieser Arbeit ist ein
funktionsfähiger Prototyp entstanden, der in der Lage ist das Froschei anzustechen. Dieser liefert
die Grundlage für die Herstellung eines hauptsächlich aus Metall bestehenden Aufbaus. Die
Konstruktion des Prototyps ist mit Überzeugung eine optimale Ausgangslage für das OoDrop-
Experiment. Damit trägt sie einen grossen Teil zu einem erfolgreichen Versuch bei.
This thesis deals with the development of the mechanical construction for the OoDrop-Experiment
of Dr. Simon Wüest from the medical engineering department of the Lucerne University of Applied
Science and Arts. The aim is to analyze the effect of changing gravitational load on ion channels
within a frog egg. This is done by measuring the electric voltage inside the egg during free fall. For
this, the egg must be broached very precisely with a suitable device. The mechanical construction
should be designed for maximum stiffness to minimize the movement of the capillary tip inside the
egg and thus prevent its damage. Concerning the positioning accuracy, the frog egg must be
broached within a hundredth millimeter. To determine the influence of relaxation movements of the
falling capsule on the capillary tip in the frog egg, the deflection is calculated using finite element
method. This result will then be verified with a manual calculation. The product of this thesis is
based on a morphological box. Various solutions for each subfunction are then combined to two
concepts. The favored concept will be advanced to a parametrical CAD assembly and manufactured
using 3D printing and the mechanical workshop at the university. The product is a functional
prototype which is able to stab the frog egg. This provides the basis for the production of a metal
construction. The construction of the prototype is with conviction an optimal starting point for the
OoDrop-Experiment and contributes a lot to a successful experiment.
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung des mechanischen Aufbaus für das
- Urheberrechtshinweis
- Rüfenacht Lukas, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 26.11.2019
- Übergeordnete Sets
- 1