Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).

The impact of post manufacturing treatment of functionally graded Ti6Al4V scaffolds on their surface morphology and mechanical strength

Mar 26, 2020

D Khrapov; A. Koptyug; K. Manabaev; Fabien Léonard; Tatiana Mishurova; Giovanni Bruno; D. Cheneler; K. Loza; M. Epple; R. Surmenev; M. Surmeneva

An ultrasonic vibration post-treatment procedure was suggested for additively manufac-tured lattices. The aim of the present research was to investigate mechanical properties andthe differences in mechanical behavior and fracture modes of Ti6Al4V scaffolds treated withtraditional powder recovery system (PRS) and ultrasound vibration (USV). Scanning electronmicroscopy (SEM) was used to investigate the strut surface and the fracture surface mor-phology. X-ray computed tomography (CT) was employed to evaluate the inner structure,strut dimensions, pore size, as well as the surface morphology of additively manufacturedporous scaffolds. Uniaxial compression tests were conducted to obtain elastic modulus ...

NanoSolveIT Project: Driving nanoinformatics research to develop innovative and integrated tools for in silico nanosafety assessment

Mar 26, 2020

A. Afantitis; G. Melagraki; P. Isigonis; A. Tsoumanis; D. D. Varsou; E. Valsami-Jones; A. Papadiamantis; L.-J. A. Ellis; H. Sarimveis; P. Doganis; P. Karatzas; P. Tsiros; I. Liampa; V. Lobaskin; D. Greco; A. Serra; P. A. S. Kinaret; L. A. Saarimäki; R. Grafström; P. Kohonen; P. Nymark; E. Willighagen; T. Puzyn; A. Rybinska-Fryca; A. Lyubartsev; K. A. Jensen; J. G. Brandenburg; S. Lofts; C. Svendsen; S. Harrison; D. Maier; K. Tamm; J. Jänes; L. Sikk; M. Dusinska; E. Longhin; E. Rundén-Pran; E. Mariussen; N. El Yamani; Wolfgang Unger; Jörg Radnik; A. Tropsha; Y. Cohen; J. Lesczynski; C. O. Hendren; M. Wiesner; D. Winkler; N. Suzuki; T. H. Yoon; J.-S. Choi; N. Sanabria; M. Gulumian; I. Lynch

Nanotechnology has enabled the discovery of a multitude of novel materials exhibiting unique physicochemical (PChem) properties compared to their bulk analogues. These properties have led to a rapidly increasing range of commercial applications; this, however, may come at a cost, if an association to long-term health and environmental risks is discovered or even just perceived. Many nanomaterials (NMs) have not yet had their potential adverse biological effects fully assessed, due to costs and time constraints associated with the experimental assessment, frequently involving animals. Here, the available NM libraries are analyzed for their suitability for integration with novel nanoinformatics ...

Editorial: Special Issue “Laser-Induced Periodic Surface Nano- and Microstructures for Tribological Applications”

Mar 26, 2020

Jörn Bonse; Dirk Spaltmann

Tis article represents the Editorial for the Special Issue “Laser-Induced Periodic Surface Nano- and Microstructures for Tribological Applications”.

Zerstörungsfreie Lokalisierung von Flüssigwasser in Fußböden durch Kombination von Radar und Neutronensonde

Mar 25, 2020

Sabine Kruschwitz

Das Neutronensondenverfahren wird bereits seit vielen Jahren erfolgreich zur Eingrenzung und Quantifizierung auftretender Feuchteschäden an Fußböden eingesetzt. Hierzu bedarf es jedoch einer Vielzahl zerstörender Sondierungsbohrungen, welche die gewonnenen Messdaten kalibrieren und eine Tiefenzuordnung des Flüssigwassers zulassen. Dadurch entsteht ein zeitlicher und finanzieller Aufwand, der durch den parallelen Einsatz des elektromagnetischen Radarverfahrens vermieden werden könnte. Mit seiner hohen Sensitivität für Wasser bietet diese Messmethode die Möglichkeit der vertikalen Lokalisierung von Feuchte, was zu einer automatisierten Klassifizierung typischer Schadensfälle beitragen soll. In ...

Influence of relative humidity on wear of self-mated 100 Cr6 steel

Mar 25, 2020

Manuel Reichelt; Brunero Cappella

The influence of relative humidity on friction and wear is subject of several studies in the last decades. A comprehensive understanding of physical and chemical phenomena affecting the tribology is hampered by the lack of reproducible experimental results, by the large number of variables, and by several difficulties in the detection of tribochemical processes and products. In the present work, we analyze the wear coefficient and the wear volumes of 686 unlubricated tests performed on different oscillating tribometers with 100Cr6 balls on 100Cr6 planes at different relative humidity. Aim of this work is to assess the repeatability and reproducibility of data, to determine the dependence of ...

Microprinting and SEM analysis for quantitative evaluation of nanoparticles in solution

Mar 24, 2020

Francesca Bennet

Nanoparticle suspensions were microprinted onto TEM grids for subsequent analysis by SEM/TSEM and evaluation of particle numbers using Image J software. Various nanoparticle types, concentrations and printing conditions (temperature, rel. humidity) were evaluated in order to determine the optimal conditions for producing a uniform distribution of particles on the substrate and eliminating the coffee ring effect.

Many-sided DHN melanin – spotlight on its function in microcolonial black fungi

Mar 24, 2020

Julia Schumacher

Dihydroxynaphthalene (DHN) melanin is produced by different Ascomycetes via slightly differing biosynthetic routes. The polyketide synthases (PKS) release the heptaketide YWA1, the hexaketide AT4HN or the pentaketide T4HN. The first two products are deacetylated by ‘yellowish-green’ hydrolases to T4HN, and T4HN is further converted by a core set of enzymes to DHN. Final polymerization steps are accomplished by multicopper oxidases. DHN melanogenesis is often regulated in a spatial and temporal fashion resulting e.g. in melanized reproduction, survival and/or infection structures. Remarkable is the regulation of the DHN melanogenesis in the foliar plant pathogen Botrytis cinerea: it involves two ...

Genetic manipulation of the microcolonial black fungus Knufia petricola

Mar 24, 2020

Julia Schumacher

Microcolonial black fungi, a polyphyletic group of ascomycetes, exhibit constitutive melanin formation, yeast-like growth and high stress tolerances. They dominate – often together with bacteria and algae in sub-aerial biofilms – a range of hostile environments including natural and man-made ones, from salterns to dishwashers, roofs and solar panels. Because of lacking genetic tools and the slow growth of most isolates, the genetic bases for these specific properties are largely unknown. The rock-inhabiting fungus Knufia petricola (Eurotiomycetes, Chaetothyriales) exhibits all characteristics of microcolonial black fungi and was selected as recipient for genetic engineering to study gene functions ...

A genetic toolbox for exploring the life style of the rock-inhabiting black fungus Knufia petricola

Mar 24, 2020

Anna Gorbushina

After their discovery on rock surfaces in cold and hot deserts, a polyphyletic group of ascomycetous black fungi was found to dominate a range of hostile environments – natural and man-made, from salterns to dishwashers, roofs and solar panels. Together with bacteria and algae they may establish subaerial biofilms and cause weathering of the surfaces they grow on. Their impressive survival abilities as well as their constitutive protective pigmentation and cluster-like microcolony organisation are similar in environmental isolates as well as in heat-tolerant opportunistic pathogens of animals and humans. The exact genetic properties that ensure their survival in extreme environments can be studied ...

Zerstörungsfreie Lokalisierung von Flüssigwasser in Fußböden durch Kombination von Radar und Neutronensonde

Mar 24, 2020

Sabine Kruschwitz; Tim Klewe; Tobias Ritzer; Christoph Strangfeld

Das Neutronensondenverfahren wird bereits seit vielen Jahren erfolgreich zur Eingrenzung und Quantifizierung auftretender Feuchteschäden an Fußböden eingesetzt. Hierzu bedarf es jedoch einer Vielzahl zerstörender Sondierungsbohrungen, welche die gewonnenen Messdaten kalibrieren und eine Tiefenzuordnung des Flüssigwassers zulassen. Dadurch entsteht ein zeitlicher und finanzieller Aufwand, der durch den parallelen Einsatz des elektromagnetischen Radarverfahrens vermieden werden könnte. Mit seiner hohen Sensitivität für Wasser bietet diese Messmethode die Möglichkeit der vertikalen Lokalisierung von Feuchte, was zu einer automatisierten Klassifizierung typischer Schadensfälle beitragen soll. In ...

In situ chemical composition analysis of a tungsten-inert-gas austenitic stainless steel weld measured by laser-induced breakdown spectroscopy

Mar 23, 2020

Ugur Alp Taparli; Thomas Kannengießer; K. Cieslik; D. Mory; Axel Griesche

The chemical composition of a weld metal determines the resulting solidification mode of stainless steel and the consequent weld metal quality. In this work tungsten inert gas (TIG) welding of EN grade 1.4435 austenitic stainless steel was monitored using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) for the in situ measurement of chemical composition changes. This research aims to prototype a real-time chemical composition analysis system for welding applications and prove the feasibility of such quality control loop. LIBS was used to investigate in situ the monitoring of metal vaporization during TIG welding. We found Mn vapor formation above the weld pool and subsequent condensation of Mn on ...

Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen: Ergebnisse ZENSUS-Ringversuchs

Mar 23, 2020

Uwe Beck

Der Vortrag widmet sich der „Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen“ und beschreibt drei wesentlich verschiedene Realsysteme (Fügefläche 1/Klebstoff/ Fügefläche 2), um die Statistik ZPM (wiederholte Ein-Proben-Prüfung) vs. CAT (Mehr-Proben-Prüfung) zu vergleichen. Dazu wurden drei unterschiedliche Klebstoff-klassen mit typischen Fügeteilmaterialkombinationen ausgewählt und in einem Vorversuch mit jeweils 3 unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten sowohl im Weg-geregelten als auch Kraft-geregelten Mode beansprucht. Die Ergebnisse ZPM vs. CAT und Kraft- vs. Weg-Regelung des Vorversuches zeigten keinerlei Unterschiede auf. Im Ergebnis wurde ein Ringversuch im Kraft-geregelten ...

Dynamic Test Method - an Update

Mar 23, 2020

Carsten Palkowski

An update about the dynamic test method for the determination of the seasonal performance of heat pumps given at the CEN/TC 113/WG 7 meeting.

Ectoine interaction with DNA: Influence on ultraviolet radiation damage

Mar 23, 2020

Marc Benjamin Hahn; Glen J. Smales; H. Seitz; Tihomir Solomun; Heinz Sturm

Ectoine is a small zwitterionic osmolyte and compatible solute, which does not interfere with cell metabolism even at molar concentrations. Plasmid DNA (pUC19) was irradiated with ultraviolet radiation (UV-C at 266 nm) under quasi physiological conditions (PBS) and in pure water in the presence and absence of ectoine (THP(B)) and hydroxyectoine (THP(A)). Different types of UV induced DNA damage were analysed: DNA single-strand breaks (SSBs), abasic sites and cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs). A complex interplay between these factors was observed with respect to the nature and occurrence of DNA damage with 266 nm photons. In PBS, the cosolutes showed efficient protection against base damage ...

Quantification of delaminations in semitransparent solids using pulsed thermography and mathematical 1D models

Mar 23, 2020

Raphael Bernegger; Christiane Maierhofer; Simon Altenburg

Material defects in fiber reinforced polymers such as delaminations can rapidly degrade the material properties or can lead to the failure of a component. Pulse thermography (PT) has proven to be a valuable tool to identify and quantify such defects in opaque materials. However, quantification of delaminations within semitransparent materials is extremely challenging. We present an approach to quantify delaminations within materials being semitransparent within the wavelength ranges of the optical excitation sources as well as of the infrared (IR) camera. PT experimental data of a glass fiber reinforced polymer with a real delamination within the material were reconstructed by one dimensional ...

High-Entropy Alloys: Balancing Strength and Ductility at Room Temperature

Mar 23, 2020

Anna Manzoni; U. Glatzel

A new race for high performance structural materials has started since the discovery of high entropy alloys at the beginning of the 21st century. The possible combination of several elements in an, until then, unknown composition space opened the ground for discovering new materials. Solid solution strengthening remains the most prominent mechanisms that is active in this family of materials, but it is supported by all other strengthening mechanism on the path to better and better performing materials. Chemical, thermal and mechanical approaches are combined to optimize these alloys. Optimum performances can be reached by using a high number of different strengthening mechanisms, induced both ...

Trained to corrode: Cultivation in the presence of Fe(III) increases the electrochemical activity of iron reducing bacteria – An in situ electrochemical XANES study

Mar 19, 2020

Nina Wurzler; J. D. Schütter; R. Wagner; M. Dimper; D. Lützenkirchen-Hecht; Özlem Özcan

This paper reports results from in situ electrochemical X-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES) studies of the corrosion processes on model thin iron films in the presence of iron reducing bacteria Shewanella putrefaciens. Here we investigate the electrochemical activity of two cultures grown in the presence and absence of Fe(III) citrate in the culture medium. The XANES spectra and the OCP data of the Fe sample incubated with the culture grown in absence of Fe(III) did not show any significant changes during twenty hours of monitoring. In the case of the culture grown in Fe(III) containing medium, an accelerated dissolution of the iron film was observed together with the formation of ...

Analytical and Characterisation Excellence in nanomaterial risk assessment: A tiered approach Task2.5

Mar 19, 2020

Jörg Radnik

The final results of Task 2.5 "Optimization of sample preparation for characterization of ENPs using TOF-SIMS under real-life conditions (a.) UfZ: polymer template; b.) BAM: pressing of pellets)" were presented.

Entwicklung eines luftgekoppelten Ultra-schall-Echo-Prüfverfahrens mittels fluidischer Anregung

Mar 19, 2020

Christoph Strangfeld

In vielen technischen Bereichen werden Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Dabei wird ein Schallpuls von einem Prüfkopf in ein Prüfobjekt eingebracht. Der Puls kann unter anderem durch Membranen oder Pie-zoelemente erzeugt werden und wird in der Regel durch direkten Kontakt oder über ein Koppelmittel an das Objekt übertragen. Luftgekoppelter Ultraschall spielt in kommerziellen Anwendungen bisher eine untergeordnete Rolle, da die Differenz der akustischen Impedanzen von Luft und Festkörpern immense Verluste beim Über-gang des Schallsignals hervorruft. In diesem Beitrag soll ein neuartiges Anregungsprinzip vorgestellt werden, mit dem ein Großteil dieser Verluste ...

Druckgasbehälter im Feuer - Auswirkungen im Versagensfall

Mar 19, 2020

Rico Tschirschwitz; Daniel Krentel; Martin Kluge

Es wurden insgesamt 57 Einzelversuche zum Versagen von Druckgasbehältern durchgeführt. Untersucht wurden dabei 11-kg-Propangasflaschen, PKW-Radmuldentanks für LPG sowie CNG-Tanks vom Typ III (Compositetanks mit Aluminiumliner) und Typ IV (Compositetanks mit Polymerliner). Mit 18 hydraulischen Berstversuchen wurde das Versagensverhalten unter kalten Bedingungen charakterisiert. In 39 Unterfeuerungsversuchen mit den gefüllten LPG- und CNG-Tanks, davon 36 mit Tanks ohne Sicherheitseinrichtung, wurde das Behälterversagen durch Brandbeaufschlagung untersucht. Neben verschiedenen Behältermanteltemperaturen und dem Behälterinnendruck wurde auch die Temperatur des gespeicherten Mediums dokumentiert. ...

Qualitätssicherung von Verschlussbauwerken in Endlagern mit Ultraschall

Mar 19, 2020

Christoph Strangfeld

Zur Versiegelung von Endlagern für radioaktive oder chemische Abfälle in ehemaligen Salzbergwerken werden Verschlussbauwerke aus Salzbeton auf ihre Eignung geprüft. Seit einigen Jahren werden durch die Bundesgesellschaft Endlagerung (BGE) und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) an Versuchsbauwerken Erfahrungen mit der Ultraschalltechnik zur Qualitätssicherung unter Tage gesammelt. Hierbei kommen sowohl kommerzielle und experimentelle Geräte zur Echoprüfung als auch eigens entwickelte Bohrlochsonden zum Einsatz. Alle Geräte basieren auf niederfrequenten s-Wellen-Punktkontaktprüfköpfen (25 kHz– 50 kHz), die in unterschiedlichen Arrays kombiniert werden. In mehreren Versuchsreihen ...

Minimale Anforderungen an Referenzdaten anhand von Beispielen aus der Elektronenmikroskopie und Oberflächenanalytik

Mar 18, 2020

Vasile-Dan Hodoroaba; Jörg Radnik

In dem Vortrag werden, anhand ausgewählten Beispielen aus der Elektronenmikroskopie und Oberflächenanalytik (EDX und XPS), die minimalen Anforderungen an Referenzdaten für zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse (z.B. Partikelgrößenverteilung, Elementzusammensetzung) vorgestellt und diskutiert.

X-ray radiation protection aspects during ultrashort laser processing

Mar 18, 2020

Herbert Legall; Christoph Schwanke; Jörn Bonse; Jörg Krüger

Ultrashort pulse laser processing of materials allows for precise machining with high accuracy. By increasing the repetition rate to several 100 kHz, laser machining becomes quick and cost-effective. Ultrafast laser processing at high repetition rates and peak intensities above 10^13 W/cm^2 can cause a potential hazard by generation of unwanted x-ray radiation. Therefore, radiation protection must be considered. For 925 fs pulse duration at a center wavelength of 1030 nm, the x-ray emission in air at a repetition rate of 400 kHz was investigated up to a peak intensity of 2.6 × 10^14 W/cm^2. Based on the presented measurements, the properties of potential shielding materials will be discussed ...

Chemical effects during the formation of various types of femtosecond laser-generated surface structures on titanium alloy

Mar 18, 2020

Camilo Florian; R. Wonneberger; A. Undisz; Sabrina V. Kirner; Karsten Wasmuth; Dirk Spaltmann; Jörg Krüger; Jörn Bonse

In this contribution, chemical, structural, and mechanical alterations in various types of femtosecond laser-generated surface structures, i.e., laser-induced periodic surface structures (LIPSS, ripples), Grooves, and Spikes on titanium alloy, are characterized by various surface analytical techniques, including X-ray diffraction and glow-discharge optical emission spectroscopy. The formation of oxide layers of the different laser-based structures inherently influences the friction and wear performance as demonstrated in oil-lubricated reciprocating sliding tribological tests (RSTTs) along with subsequent elemental mapping by energy-dispersive X-ray analysis. It is revealed that the fs-laser ...

Simulaciónes de Montecarlo II: El scoring en las superficies

Mar 18, 2020

Marc Benjamin Hahn

En esta presentación desarrollaremos un ejemplo de aplicación para la dispersión de partículas utilizando el método de simulación de Monte- Carlo. Se discutirá el caso de las nanopartículas de oro radiactivo y como obtener informacions sobre diferente tipos de particulas pasando las superfices.

Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).

The measurement- and model-based structural analysis for damage detection

Jan 22, 2020

Cheng-Chieh Wu

The present work is intended to make a contribution to the monitoring of civil engineering structures. The detection of damage to structures is based on the evaluation of spatially and temporally distributed hybrid measurements. The acquired data can be evaluated purely geometrically or physically. It is preferable to do the latter, since the cause of damage can be determined by means of geometrical-physical laws in order to be able to intervene in time and ensure the further use of the structures. For this reason, the continuum mechanical field equations in conjunction with the finite element method and hybrid measurements are combined into a single evaluation method by the adjustment calculation ...

Zerstörungsfreie Prüfung mit photonenzählenden und spektralauflösenden Röntgenmatrixdetektoren am Beispiel von Werkstoffverbunden

Dec 16, 2019

David Schumacher

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Eigenschaften der photonenzählenden und spektralauflösenden Detektortechnik und möglichen Anwendungsgebieten in der zerstörungsfreien Prüfung. Dabei wurden konventionelle und photonenzählende Detektortechniken hinsichtlich der Bildqualität und Anwendbarkeit bei unterschiedlichen Prüfaufgaben verglichen und untersucht, inwiefern sich die Energieschwellwertsetzung auf die erreichbare Bildqualität und eine Materialdiskriminierbarkeit bei verschiedenen radiographischen Verfahren auswirkt. Anhand von Anwendungsbeispielen wurden diese Eigenschaften und deren Auswirkung auf das Messergebnis analysiert. Neben der Radiographie wurden auch dreidimensionale Verfahren ...

Untersuchungen zur Brandentstehung und Brandausbreitung in Wohnungen

May 15, 2019

Sven Kaudelka

Zur Bedarfsplanung von Feuerwehren in Städten in der Bundesrepublik Deutschland wurden im Jahr 1998 die Qualitätskriterien Hilfsfrist, Funktionsstärke und Erreichungsgrad für ein standardisiertes Schadensereignis erarbeitet. Das standardisierte Schadensereignis basiert auf Ergebnissen der O.R.B.I.T.-Studie aus dem Jahr 1978. Der dort dargestellte Rauchgas-temperaturverlauf für einen standardisierten Wohnungsbrand stellt Ergebnisse von Brandversuchen in einer Wohnung aus dem Jahr 1939 dar. Die zur Untersuchung herangezogenen Einrichtungsgegenstände bestanden dabei überwiegend aus cellulosehaltigen Materialien wie Holz und Papier. Die zunehmende Verwendung von Werkstoffen auf der Basis von Holz ...

Wärmeführung und Beanspruchung von hochfesten Verbindungen mit LTT-Schweißzusatzwerkstoff

Jan 8, 2019

Jonny Dixneit

Bestrebungen zum Leichtbau sowie höhere Anforderungen an das ertragbare Lastkollektiv führen in der Auslegung von Schweißkonstruktionen zunehmend zum Einsatz hochfester Feinkornbaustähle. Ohne Anwendung kostenintensiver Nachbehandlungsverfahren ist die Lebensdauer hochfester Schweißverbindungen unter wechselnder zyklischer Beanspruchung jedoch limitiert. Neben der geometrischen Kerbe sind schweißbedingte Gefügeveränderungen und die Höhe und die Verteilung von Schweißeigenspannungen für die Eigenschaften von Schweißverbindungen von erheblicher Bedeutung. Sogenannte LTT-Zusatzwerkstoffe bieten eine äußerst lukrative Möglichkeit, die resultierenden Schweißeigenspannungen bereits während des Schweißens ...

Analyse, Charakterisierung und Modellierung der Gasleckageraten repräsentativer Bauarten von Gefahrgutverpackungen

Dec 3, 2018

Eva Schlick-Hasper

Derzeit existieren für Gefahrgutverpackungen in den internationalen Gefahrgutvorschriften keine Festlegungen für quantitative Grenzleckageraten, die sich an Sicherheitsbetrachtungen während der Beförderung orientieren. Für die Dichtheitsprüfung im Rahmen der Bauartzulassung von Gefahrgutverpackungen für flüssige Füllgüter ist das Standardprüfverfahren das Eintauchverfahren in Wasser („Bubble Test“). Hierbei handelt es sich um ein lokalisierendes Prüfverfahren. Seine Anwendung lässt keine quantitative Aussage darüber zu, ob unter Beförderungsbedingungen aufgrund von strömungsbedingter Stofffreisetzung durch Leckstellen der Gefahrgutverpackungen die Gefahr der Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre ...

Schädigungscharakterisierung an Faser-Kunststoff-Verbunden im Schwingversuch mittels Röntgenrefraktionstopographie unter Berücksichtigung der Matrixeigenschaften

Nov 29, 2018

Alexander Müller

In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Epoxidharzsysteme charakterisiert. Zwei Systeme mit großen bruchmechanischen Unterschieden wurden zur Fertigung äquivalenter GFK- und CFK-Laminate mit Faserausrichtungen in 0/90° und ±45° ausgewählt. In quasi-statischen Zugversuchen und Einstufenschwingversuchen mit einem Beanspruchungsverhältnis von R= 0,1 wurden diese Laminate hinsichtlich ihres Schädigungsbeginns und ihrer Schädigungsentwicklung untersucht. Die Detektion der Schädigungen sowie die Dokumentation der Schädigungsentwicklung wurde anhand der Lichtabsorptionsanalyse an GFK-Laminaten und anhand der Röntgenrefraktionsanalyse an CFK-Laminaten umgesetzt. Auf diese Weise konnten Einflüsse ...

Identification of the state of stress in iron and steel truss structures by vibration-based experimental investigations

May 22, 2018

Thi Mai Hoa Luong

Safety evaluation of truss structures depends upon the determination of the axial forces and corresponding stresses in axially loaded members. Due to presence of damages, change in intended use, increase in service loads or accidental actions, structural assessment of existing truss structures is necessary. This applies particularly to iron and steel trusses that are still in use, including historic and heritage monuments. Precise identification of the stresses plays a crucial role for the preservation of historic trusses. The assessment measures require non–destructiveness, minimum intervention and practical applicability. The axial forces in truss structures can be estimated by static calculations ...

Hydrogen assisted cracking and transport studied by ToF-SIMS and data fusion with HR-SEM

Apr 20, 2018

Oded Sobol

For almost 150 years it is known that hydrogen has a deleterious effect on the mechanical properties of metallic components. Nowadays, the problem of hydrogen assisted degradation is highly relevant in energy related fields due to the massive use of steel as a structural component in these applications and its sensitivity to hydrogen. Since the discovery of hydrogen assisted cracking (HAC), researchers studied intensively and suggested possible explanations and mechanisms in order to define how hydrogen is affecting the material. In general, it is considered that hydrogen changes the mechanical properties more in terms of ductility (deformation capacities) than in strength (load capacities). ...

Entwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol

Aug 30, 2017

Almut Hesse

Pentaerythrityltetranitrat (PETN), ein in jüngster Vergangenheit häufig von Terroristen verwendeter Sprengstoff, ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter Antikörper gegen PETN wurde durch Anwendung des Konzepts des bioisosteren Ersatzes entwickelt,indem ein Nitroester durch einen Carbonsäurediester ersetzt wurde. Biostere Moleküle haben eine ähnliche Struktur wie die Referenzsubstanz und zeigen eine vergleichbare biologische Wirkung. Dieser Ansatz führte zu polyklonalen Antikörpern mit extrem guter Selektivität und Sensitivität. Die Nachweisgrenze des Enzyme-Linked Immunosorbent Assays (ELISAs) beträgt 0,15 μg/L. Der Messbereich des Immunassays liegt zwischen 1 und 1000 μg/L. Die Antikörper ...

Thermomechanisches Verhalten von semikristallinem Polyester-Urethan

Apr 27, 2017

Nikolaus Mirtschin

Formgedächtnispolymere werden durch thermomechanische Vorbehandlung, die Programmierung, in eine temporäre Form überführt. In die Ursprungsform kehren sie dann erst nach externer Stimulierung, durch Auslösen des Formgedächtniseffekts, wieder zurück. Um diesen Effekt zu optimieren, werden in dieser Arbeit thermomechanische Designoptionen analysiert und Stellschrauben der Programmierung diskutiert. Quantifiziert wird das Materialverhalten eines physikalisch vernetzten Polyurethans mit semikristalliner Polyester-Weichsegmentphase (PEU) in thermomechanischen Messungen, in denen das Polymer Dehnungen bis über 1000% fixiert. Deformationen im breiten Schmelzübergangsbereich der Weichsegmentphase ermöglichen ...

Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich

Mar 29, 2017

Jeffrey Bronsert

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte ...

Immunochemical determination of caffeine and carbamazepine in complex matrices using fluorescence polarization

Feb 27, 2017

Lidia Oberleitner

Pharmacologically active compounds are omnipresent in contemporary daily life, in our food and in our environment. The fast and easy quantification of those substances is becoming a subject of global importance. The fluorescence polarization immunoassay (FPIA) is a homogeneous mix-and-read format and a suitable tool for this purpose that offers a high sample throughput. Yet, the applicability to complex matrices can be limited by possible interaction of matrix compounds with antibodies or tracer. Caffeine is one of the most frequently consumed pharmacologically active compounds and is present in a large variety of consumer products, including beverages and cosmetics. Adverse health effects of ...

Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds

Feb 15, 2017

Lei Zhang

High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of ...

Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten

Jan 3, 2017

Daniel Kanzler

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung ...

Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products

Dec 8, 2016

Sarah Drzymala

Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine ...

Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk

Nov 29, 2016

Tristan Herbst

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse ...

Hydrogen Diffusion and Effect on Degradation in Welded Microstructures of Creep-resistant Low-alloyed Steels

Sep 19, 2016

Michael Rhode

Low-alloyed heat-resistant steels have a fundamental contribution to the currently applied steel grades in pressurized and temperature loaded components like membrane walls(water walls)or pressure vessels. Here, the main advantages of the low-alloy concept can be used in terms of superior high temperature mechanical properties, workability and decreased amounts of expensive alloy elements. The main challenge for the future is to further increase the power plant thermal efficiency independent of the type of power plant concept, i.e. fossil-fired or nuclear power plant, where the material selection can directly affect reduction of CO2 emissions. In power plant design, welding is the most applied ...

Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind

Sep 1, 2016

Dominik Stengel

Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte ...

Verhalten reaktiver Brandschutzsysteme auf kreisförmigen Zuggliedern aus Blank- und Baustahl

Aug 31, 2016

Dustin Häßler

Im Bauwesen werden Zugglieder aus Stahl in der Regel für Aussteifungsverbände, Abhängungen und Unterspannungen von Trägern verwendet. Die dafür verbauten, meist kreisförmigen Vollprofile dienen häufig der Stabilisierung des Tragwerks. Ein Versagen der Stahlzugglieder kann zu einem Einsturz der gesamten Konstruktion führen. Unter Brandeinwirkung verlieren ungeschützte Stahlkonstruktionen aufgrund der schnellen Erwärmung frühzeitig ihre Tragfähigkeit. Durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen kann deren Erwärmung verlangsamt und dadurch der Feuerwiderstand verbessert werden. Die Optik der oftmals filigranen Stahlzugglieder bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Für ...

Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Jun 6, 2016

Katja Voland

This thesis deals with the question of how the porosity of concrete influences the process of a damaging alkali-silica-reaction (“ASR”). In particular, it is examined whether the use of slip form pavers and the reduced porosity resulting from this use have an effect on the process of a damaging ASR. Since the 1980s slip form pavers have been used, which modifies the structure of concrete. However, these modifications have not yet been taken into consideration in the relevant technical guidelines. The use of slip form pavers instead of conventional concrete pavers results in a denser structure. Due to the denser structure the ductility and the porosity of the concrete decrease. Thus it is more ...

Human Factors in Non-Destructive Testing (NDT): Risks and Challenges of Mechanised NDT

May 19, 2016

Marija Bertović

Non-destructive testing (NDT) is regarded as one of the key elements in ensuring quality of engineering systems and their safe use. A failure of NDT to detect critical defects in safetyrelevant components, such as those in the nuclear industry, may lead to catastrophic consequences for the environment and the people. Therefore, ensuring that NDT methods are capable of detecting all critical defects, i.e. that they are reliable, is of utmost importance. Reliability of NDT is affected by human factors, which have thus far received the least amount of attention in the reliability assessments. With increased use of automation, in terms of mechanised testing (automation-assisted inspection and the ...

A Numerical Model for Self-Compacting Concrete Flow through Reinforced Sections: a Porous Medium Analogy

Apr 20, 2016

Ksenija Vasilić

This thesis addresses numerical simulations of self-compacting concrete (SCC) castings and suggests a novel modelling approach that treats reinforcement zones in a formwork as porous media. As a relatively new field in concrete technology, numerical simulations of fresh concrete flow can be a promising aid to optimise casting processes and to avoid on-site casting incidents by predicting the flow behaviour of concrete during the casting process. The simulations of fresh concrete flow generally involve complex mathematical modelling and time-consuming computations. In case of a casting prediction, the simulation time is additionally significantly increased because each reinforcement bar occurring ...

Wirkungsweise von Polypropylen-Fasern in brandbeanspruchtem Hochleistungsbeton

Apr 15, 2016

Klaus Pistol

Das Hauptanliegen der Arbeit besteht in der experimentellen Erforschung der faserbedingten mikrostrukturellen Schädigungsprozesse in brandbeanspruchtem HPC. Dazu werden das thermische Degradationsverhalten von Polypropylen-Fasern (PP-Fasern) mithilfe thermoanalytischer Verfahren aus der Polymerforschung untersucht und die Wechselwirkung der schmelzenden PP-Fasern mit dem umgebenden Betongefüge unter Verwendung hochtemperaturmikroskopischer Methoden analysiert. Des Weiteren werden erstmalig akustische und röntgentomographische Methoden zur zerstörungsfreien Untersuchung der Rissgenese in thermisch beanspruchten Betonproben kombiniert. Zur Validierung der Ergebnisse und zur Visualisierung von mikroskopischen ...

Analyse der Schallemissionssignale aus Ermüdungsrisswachstum und Korrosionsprozessen Untersuchung der Möglichkeiten für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Transportbehältern mittels Schallemissionsprüfung

Mar 9, 2016

Janne Wachsmuth

Die Schädigung von Gefahrgutbehältern während ihres Transports durch Korrosion und Ermüdungsrisswachstum sind Ursache von Unfällen, die Menschenleben gefährden, die Umwelt schädigen und hohe Sachschäden verursachen. Um solchen Unfällen vorzubeugen, werden präventive Intervallprüfungen durchgeführt. Diese sind jedoch kostenintensiv, unter anderem durch die Standzeit der Transportmittel. Eine Alternative bietet die Idee einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung mittels Schallemissionsprüfung (SEP). So sollen Materialfehler sofort nach dem Entstehen entdeckt und repariert werden können. Die Schallemissionsprüfung ist eine online Methode der Familie der zerstörungsfreien Prüfung. Schallemission ...

Reactive Boundary Layers in Metallic Rolling Contacts

Mar 9, 2016

John Burbank

In order to meet the goal of reducing CO2 emissions, automotive industry places significant importance on downsizing components to achieve greater efficiency through lower weight and reduced friction. As friction reductions are associated with energy efficiency and wear protection with resource conservation, ever greater attention has been given to adamantine carbon- based coatings and high-alloyed steels. Such applications are, however, associated with high production costs and energy expenditures, as well as many technical difficulties. Therefore a key issue in meeting the goals of friction reduction, wear protection and development of comprehensive lightweight strategies is whether or not ...