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Berechnung, Konstruktion und Vermessung einer mechanischen Tragestruktur des Belle II Silizium-Vertex-Detektors
Dusko Smiljic
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Christoph Schwanda
DOI
10.25365/thesis.45038
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25680.86487.778654-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Arbeit betrifft die mechanische Konstruktion eines Detektors für ein Elektron-Positron Kollisionsexperiment am KEK in Japan, zur Erforschung der CP-Verletzung aus Zerfallskanälen des B-Systems. Die Trajektorien, der aus den Kollisionen entstehenden Teilchen, werden in einer zylindersymmetrischen Anordnung um den Vertex des Kollisionsbereichs der Elektronen und Positronen in einem homogenen Magnetfeld mit Hilfe von innen liegenden Pixeldetektor und Streifendetektor und weiter außen liegenden Driftkammer, \v{C}erenkov-Zähler und Kalorimetern gemessen. Für eine störungsfreie, zylindersymmetrische Erfassung ist eine freitragende mechanische Struktur zur Befestigung des Silizium-Vertex-Detektors erforderlich. Von den bekannten Werkstoffen erfüllen Faserverbundwerkstoffe aus hoch festen Kohlenstofffasern und Epoxidharz (CFK) die Anforderungen am besten. Der Preis für die hervorragenden Materialeigenschaften und deren zum Vorteil ausnützbaren Anisotropieeigenschaften ist eine numerische Festigkeitsrechnung, die komplizierter ist als für isotrope, üblicherweise metallische Werkstoffe. Die vorliegende Master-Arbeit besteht nun in der numerischen Optimierung der freitragenden Konstruktion des Detektors hinsichtlich mechanischer Verschiebungen der Silizium-Streifendetektorschichten, hauptsächlich durch deren Eigengewicht, sowie in der numerischen Optimierung der Beanspruchung des Materials. Dafür wurde das Rechenprogramm Solid Works Simulation verwendet.
Abstract
(Englisch)
This thesis deals with mechanical engineering aspects of a detector for an electron positron collision experiment at KEK in Japan for research of CP violation and decay modes of B-systems. The trajectories of the particles originating of the collisions are recorded in a homogenous magnetic field around the vertex of the collision region of the electrons and positrons, where in the inner region there are pixel- and strip detectors, and in the outer region drift chambers, Cerenkov counters and calorimeters. For an unperturbed, cylindrical symmetric detection a support free construction for carrying the silicon vertex detectors is necessary. From all known materials carbon fiber reinforced epoxy resin products fulfill the requirements best. The effort to earn the advantages of the carbon fiber reinforced epoxy construction is a numerical calculation which is more complicated than this for homogenous materials. This master thesis deals with the numerical optimization of displacements of the free carrying support for the silicon strip detectors, originating manly from the gravitation force. Although the mechanical strains of the parts of the support structure is numerically calculated.
For the calculations the simulation software Solid Works Simulation had been used.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Belle II silicon vertex detector mechanical stiffness experimental particle physics construction
Schlagwörter
(Deutsch)
Belle II Silizium-Vertex-Detektor mechanische Steifigkeit experimentelle Teilchenphysik Konstruktion
Autor*innen
Dusko Smiljic
Haupttitel (Deutsch)
Berechnung, Konstruktion und Vermessung einer mechanischen Tragestruktur des Belle II Silizium-Vertex-Detektors
Paralleltitel (Englisch)
Calculation, construction and measurement of a mechanical support structure of the Belle II silicon vertex detector
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
83 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Christoph Schwanda
AC Nummer
AC13728776
Utheses ID
39864
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |