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Jugend forscht - Landeswettbewerb Sachsen 2018 Jugend forscht - Landeswettbewerb Sachsen 2018

jugend forscht 22. bis 24. März 2018

  • Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Sächsisches Landesgymnasium St. Afra zu Meißen
    Mitglieder: (St.-Nr. 4) Pascal Juppe

    Durch Bestrahlung eines Moleküls mit Infrarotstrahlung werden Molekülschwingungen angeregt. Dabei ist die Schwingungsfrequenz von der schwingenden Masse der Atome, der Schwingungsart, der Bindungsart und der Bindungsstärke abhängig. Das so entstehende IR-Spektrum des Stoffes ist einzigartig. Daher ist die Infrarotspektroskopie ein beliebtes Mittel zur Identifikation von unbekannten Stoffen. Problematisch dabei ist jedoch, dass die Zusammensetzung eines Stoffes nicht direkt in seinem IR-Spektrum zu erkennen ist. Deshalb wird das Spektrum des analysierten Stoffes mit einem Referenzspektrum abgeglichen und so die Substanz identifiziert. Liegt aber kein solches Referenzspektrum vor, kann der Stoff nicht identifiziert werden. Um dieses Problem zu lösen, möchte ich mit dieser Arbeit die Grundlagen einer Software vorstellen, die mithilfe neuronaler Netzwerke ein aufgenommenes Spektrum analysiert und daraus Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des analysierten Stoffes zieht.
  • Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Sächsisches Landesgymnasium St. Afra zu Meißen
    Mitglieder: (St.-Nr. 5) Julian Meyer

    Holz hat wohl die längste Geschichte aller Werkstoffe, aber trotz der Tatsache, dass es in der Vergangenheit beständigeren Werkstoffen weichen musste, wird es nun vor allem wieder wegen seiner hervorragenden Ökobilanz immer öfter verwendet und bietet dank seiner vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten ein breites ingenieurtechnisches Anwendungsspektrum. Jedoch ist es durch seine anisotropen Eigenschaften schwer, Holz kontinuumsmechanisch zu beschreiben, was eine präzise Planung ermöglichen würde. So wird im Zuge dieses Projektes versucht durch phänomenologische Betrachtungen eine möglichst exakte Beschreibung mechanischer Eigenschaften des Werkstoffes Holz zu erarbeiten und diese mithilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) innerhalb des Finite Element Analysis Programs (FEAP) als nutzbares Werkzeug bereitzustellen. Im Zuge des Projekts wird die Funktionalität anhand eines Probekörpers, sowie eines Stirnversatzes, mit Parametern aus externen Messungen gezeigt.