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

High Tm linear poly(L-lactide)s prepared via alcohol-initiated ROPs of L-lactide

Apr 15, 2021

H. R. Kricheldorf; Steffen Weidner; A. Meyer

Alcohol-initiated ROPs of L-lactide were performed in bulk at 160 °C for 72 h with variation of the catalyst or with variation of the initiator (aliphatic alcohols). Spontaneous crystallization was only observed when cyclic Sn(II) compounds were used as a catalyst. Regardless of initiator, high melting crystallites with melting temperatures (Tm) of 189–193 °C were obtained in almost all experiments with Sn(II) 2,2′-dioxybiphenyl (SnBiph) as catalyst, even when the time was shortened to 24 h. These HTm poly(lactide)s represent the thermodynamically most stable form of poly(L-lactide). Regardless of the reaction conditions, such high melting crystallites were never obtained when Sn(II) 2-ethylhexanoate ...

A Generalized Method for High-Speed Fluorination of Metal Oxides by Spark Plasma Sintering Yields Ta3O7F and TaO2F with High Photocatalytic Activity for Oxygen Evolution from Water

Apr 15, 2021

M. A. Lange; I. Khan; P. Opitz; J: Hartmann; M. Ashraf; A. Qurashi; L. Prädel; M. Panthöfer; Antje Cossmer; Jens Pfeifer; Fabian Simon; Marcus von der Au; Björn Meermann; M. Mondeshki; M. N. Tahir; W. Tremel

A general method to carry out the fluorination of metal oxides with poly(tetrafluoroethylene) (PTFE, Teflon) waste by spark plasma sintering (SPS) on a minute scale with Teflon is reported. The potential of this new approach is highlighted by the following results. i) The tantalum oxyfluorides Ta3O7F and TaO2F are obtained from plastic scrap without using toxic or caustic chemicals for fluorination. ii) Short reaction times (minutes rather than days) reduce the process time the energy costs by almost three orders of magnitude. iii) The oxyfluorides Ta3O7F and TaO2F are produced in gram amounts of nanoparticles. Their synthesis can be upscaled to the kg range with industrial sintering equipment ...

Einfluß- und Störgrößen beim Widerstandspunktschweißen

Apr 15, 2021

Hans-Joachim Krause; Henning Preß

Nach einer Definition der Begriffe "Einflußgrößen" und "Störgrößen" werden die Aspekte der Schweißbarkeit von Bauteilen durch ein Fertigungssystem erläutert, die bei der vorliegenden Aufgabe zu beachten sind. Insbesondere muß darauf hingewiesen werden, daß eine eingeschränkte oder gar mangelhafte Schweißbarkeit eines Bauteils durch eine Maschinendiagnose oder (und) Prozeßregelung nicht ausgeglichen werden kann. Die Gesamtaufgabe ist so zu lösen, daß der Einsatz von Prozeßregel und (oder) Diagnoseeinrichtungen keine oder nur sehr wenige zusätzliche spezielle Randbedingungen für den Schweißprozeß und die Schweißeinrichtungen erfordert. Für die Liste der Einflußgrößen und für ihre Diskussion bieten ...

Beschleunigte Alterung von Geotextilien zur Ermittlung von Materialeigenschaften

Apr 15, 2021

Franz-Georg Simon

Geokunststoffe werden im Wasserbau häufig eingesetzt, beispielsweise bei Maßnahmen für den Küstenschutz oder in Ballastschichten für Windenergieanlagen. Eine zunehmende Anwendung von Geokunststoffen wird aufgrund der Ausweitung der Offshore-Windenergieerzeugung und des Schutzes auf steigende Wasserspiegel und extremere Wetterbedingungen infolge des Klimawandels beobachtet. Die Anwendung von Geokunststoffen in Wasserbauprojekten bietet zwar verschiedene wirtschaftliche und technische Vorteile, wurde jedoch kürzlich in Frage gestellt, da sich diese Materialien während ihrer Lebensdauer verschlechtern und langfristig gefährliche Auswirkungen auf die aquatische Umwelt haben können, insbesondere ...

Wasserstoffmessung im Stahl mittels LIBS

Apr 14, 2021

Lukas Quackatz

Aktuelle Bestrebungen zum Leichtbau sowie der geforderten Reduktion von CO2-Emissionen und Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz erfordern den zunehmenden Einsatz höherfester Feinkornbaustähle. Mit steigender Festigkeit der höherfesten Feinkornbaustähle nehmen jedoch die damit verbundenen fügetechnischen Herausforderungen zu. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung zu legen. Der Einfluss des Wasserstoffes äußert sich weniger in der Festigkeit, beeinflusst jedoch maßgeblich das Verformungsvermögen. Die Degradation der Materialeigenschaften kann zur Nullduktilität führen, bei der die Werte der Streckgrenzen mit den Zugfestigkeiten übereinstimmen ...

Bedingungen suffosiver Erosionsphänomene in Böden

Apr 14, 2021

Ute Kalbe; K. J. Witt; Franz Georg Simon; S. Prohaska; V. Slowik

Für eine detaillierte Analyse der Gefüge- und Porenstruktur weitgestufter Erdstoffe ist es notwendig, diese dreidimensional (3D) zu visualisieren und ihre Kenngrößen zu ermitteln. Dazu wurde an der BAM eine Präparationsmethode entwickelt, die es ermöglicht die Porenstruktur von Probenkörpern aus suffosiven Erdstoffen und definierten Korngrößenverteilungen über CT-Aufnahmen abzubilden. Über eine eigens dafür, in Zusammenarbeit mit dem Zuse-Institut Berlin (ZIB), entwickelte Bildanalysemethode wurden die Strukturdaten visualisiert. Aus dem Bilddatensatz konnte bereits in der Rückwärtsrechnung eine Kornverteilungslinie zur Validierung generiert und mit experimentell ermittelten Sieblinien verglichen ...

Magnetic Bead-Based Immunoassays for Online Drinking Water Analysis

Apr 14, 2021

Alexander Ecke

We present the development of magnetic bead-based immunoassays for two potential contaminants of drinking water: the nonsteroidal anti-inflammatory drug diclofenac and the broad-spectrum antibiotic amoxicillin. For these analytes, different assay formats were developed which can generally be transferred to other analytes. The use of magnetic beads not only enables implementation of the assays into an online system since the beads can be reversibly immobilized by applying a magnetic field. Furthermore, our MBBAs hold several advantages over the conventional ELISAs (enzyme-linked immunosorbent assays) for both analytes, such as lower limits of quantification, shorter assay duration and less washing ...

6. Corrosion and Corrosion Resistance

Apr 14, 2021

Thomas Böllinghaus; Michael Rhode; T. Falkenreck

The chapter starts with a brief introduction about corrosion, which is defined as the interdependency between a metal, a corrosive environment, and the respective component design. The second section introduces the most important forms of aqueous electrochemical corrosion (uniform corrosion, galvanic corrosion, selective and intergranular corrosion, and finally pitting and crevice corrosion in the case of passive layer forming metals). In addition, electrochemical corrosion under applied mechanical load is introduced (stress corrosion cracking, hydrogen-assisted cracking, corrosion fatigue), as well as special forms of corrosion (erosion, fretting, and microbiologically induced corrosion). The ...

HORECA, Hochwertiges Recycling von Aschen aus der Müllverbrennung mittels eines innovativen Nassaufbereitungsverfahrens für eine ressourcenschonende und umweltverträgliche Verwertung

Apr 14, 2021

Nicole Bandow

Hausmüllverbrennungsasche (HMVA) hinsichtlich der Menge und der Qualität generierter Fraktionen optimiert. Die Optimierung wurde vom Projektpartner Evers und Co. GmbH durchgeführt. Neben der für die Wirtschaftlichkeit relevanten Rückgewinnung von Metallen stand die Qualität der mineralischen Fraktionen im Vordergrund. Die Mineralik stellt mengenmäßig den größten Anteil an HMVA dar und sollte weitestgehend für einen möglichen Einsatz als Baustoff nutzbar gemacht werden. Dafür musste insbesondere der Chlorid- und Sulfatgehalt reduziert werden. Gut wasserlösliche Substanzen können durch die nass-mechanische Aufbereitung über das Prozesswasser ausgetragen und unerwünschte Elemente im Filterkuchen ...

Tensile Test: From Standard to PMD Application Ontology

Apr 14, 2021

Markus Schilling

Data analysis methods play an important role in both the experimental and simulation-based digital description of materials but have so far been poorly structured. The platform Material Digital (PMD) should contribute to a standardized description of data processing methods in materials research. The goal is the quality assurance of the processes and the output data, the acquisition and definition of their accuracy as well as the interoperability between applications. Therefore, application ontologies are created to explicitly describe processes and test methods. In this presentation, the first efforts in creating a tensile test application ontology in accordance with the ISO standard 6892-1:2019-11 ...

Customized piezoresistive microprobes for combined imaging of topography and mechanical properties

Apr 14, 2021

M. Fahrbach; Sebastian Friedrich; H. Behle; Min Xu; Brunero Cappella; U. Brand; E. Peiner

Customized piezoresistive cantilever microprobes with a deflection range of 120 μm and silicon tips of 100 μm height were operated in a Cypher AFM showing their functionality for measuring topography together with stiffness, adhesion, and viscoelastic properties of thin films.

Classification of Spot-Welded Joints in Laser Thermography Data Using Convolutional Neural Networks

Apr 14, 2021

L. Kästner; Samim Ahmadi; Florian Jonietz; P. Jung; G. Caire; Mathias Ziegler; J. Lambrecht

Spot welding is a crucial process step in various industries. However, classification of spot welding quality is still a tedious process due to the complexity and sensitivity of the test material, which drain conventional approaches to its limits. In this article, we propose an approach for quality inspection of spot weldings using images from laser thermography data. We propose data preparation approaches based on the underlying physics of spot-welded joints, heated with pulsed laser thermography by analyzing the intensity over time and derive dedicated data filters to generate training datasets. Subsequently, we utilize convolutional neural networks to classify weld quality and compare the ...

Towards defining reasonable minimum composition thresholds – impacts of variable CO2 stream compositions on transport, injection and storage

Apr 14, 2021

H. Rütters; S. Fischer; Quynh Le; Dirk Bettge; Ralph Bäßler; J. Maßmann; C. Ostertag-Henning; J. Lennard Wolf; M. Pumpa; U. Lubenau; S. Knauer; P. Jaeger; A. Neumann; K. Svensson; C. Lempp; F. Menezes; B. Hagemann

The collaborative project “Impacts of impurities in CO2 streams captured from different emitters in a regional cluster on transport, injection and storage (CLUSTER)” aimed to set up recommendations on how to define “reasonable minimum composition thresholds” that CO2 streams should meet when accessing CO2 transport pipeline networks. Within CLUSTER, we investigated potential impacts of CO2 streams with different and temporally variable compositions and mass flow rates along the whole CCS chain. Investigations included, amongst others, impacts on: Corrosion of pipeline steel, pipeline network design and related transport costs, alteration of well bore cements, pressure development and rock integrity ...

Towards defining reasonable minimum composition thresholds – impacts of variable CO2 stream compositions on transport, injection and storage

Apr 14, 2021

R. Rütters

The collaborative project “Impacts of impurities in CO2 streams captured from different emitters in a regional cluster on transport, injection and storage (CLUSTER)” aimed to set up recommendations on how to define “reasonable minimum composition thresholds” that CO2 streams should meet when accessing CO2 transport pipeline networks. Within CLUSTER, we investigated potential impacts of CO2 streams with different and temporally variable compositions and mass flow rates along the whole CCS chain. Investigations included, amongst others, impacts on: Corrosion of pipeline steel, pipeline network design and related transport costs, alteration of well bore cements, pressure evelopment and rock integrity ...

Optimization of coupling and global collapse in diffusively coupled socio-ecological resource exploitation networks

Apr 14, 2021

Tanja Holstein; J Kurths; M Wiedermann

Single- and multi-layer complex networks have been proven as a powerful tool to study the dynamics within social, technological, or natural systems. An often observed common goal is to optimize these systems for specific purposes by minimizing certain costs while maximizing a desired output. Acknowledging that especially real-world systems from the coupled socio-ecological realm are highly intertwined this work exemplifies that in such systems the optimization of a certain subsystem, e.g. to increase the resilience against external pressure in an ecological network, may unexpectedly diminish the stability of the whole coupled system. For this purpose we utilize an adaptation of a previously proposed ...

Uncertainty of Elastoplastic Material Parameters Calculated from the Spherical Indentation in the Macro Range

Apr 12, 2021

Christian Ullner; Andreas Subaric-Leitis; Matthias Bartholmai

The applicability of three methods developed by finite element analysis (FEM) and proposed in the literature are studied on steel S355. Instrumented indentation tests using spherical indenters of radius 200 and 500 μ m are performed in the macro range at depths of more than 6 μ m. The results of the selected methods are compared with the tensile test. To evaluate the partially strongly varying results, the uncertainties of the calculated strain hardening exponent, n, and yield stress, Y, are estimated. Recommendations for an appropriated procedure of the indentation test are given. The machine compliance and the determination of the zero point of Depth play an essential role. If the certain conditions ...

X-ray imaging techniques for inspection of composite pipelines

Apr 12, 2021

W. Silva; R. Lopes; Uwe Zscherpel; Dietmar Meinel; Uwe Ewert

The literature has shown that the application of laminography provides advantages as 3D radiographic imaging with depth information for in house and mobile testing. This permits to distinguish between overlapping indications, measure the extension along radiation direction and classify indications as surface open or subsurface ones as required in critical engineering assessment. This work provides a comparative study and measurements of the three techniques Digital Radiography (DR) with Digital Detector Arrays (DDA), Coplanar Translational Laminography (CTL) and Computed Tomography (CT), applied for composite pipeline inspection. It is demonstrated that CTL and CT provide advantages for the ...

Aktuelle Entwicklungen in der Normung

Apr 12, 2021

Uwe Ewert; Uwe Zscherpel

Es wird über die neuen Anforderungen ausgewählter Normen bzw. Normrevisionen informiert und insbesondere auch über die veränderten Parameter, die bei der Prüfpraxis, der Qualitätssicherung in der digitalen Radiographie und bei der Klassifizierung zu berücksichtigen sind. Das wichtigste Projekt ist die Revision der DIN EN ISO 17636-1, -2, RT von Schweißverbindungen, in ISO TC 44 SC 5 WG 1. Hauptaktivität bei ASTM ist gegenwärtig die Überarbeitung der CT-Standards und die Berücksichtigung der Anforderungen an das dimensionelle Messen. Der „Standard Guide for Computed Tomography“, ASTM E 1441, zur Bestimmung von MTF, Kontrast-Detail-Funktion (CDF) und Kontrast-Diskrimination-Diagramm (CDD) wurde ...

Nachruf auf Wilhelm Ruland

Apr 12, 2021

M. Hewel; U. Siemann; B. Smarsly; A. Stribeck; Andreas Thünemann

Mit Prof. Dr. Wilhelm Ruland starb am 3. Februar 2021 einer der letzten großen Wissenschaftler, welche die Streutheorie nach dem Zweiten Weltkrieg vorangetrieben haben. Sein zentrales Thema war die Streuung an weicher Materie. Hier lieferte er bis ins hohe Alter grundlegende Beiträge, die den Stellenwert seines Leitspruchs demonstrieren: Nichts ist praktischer als eine gute Theorie.

Nanocarriers – Challenges Imposed by Material Characterization

Apr 12, 2021

Ute Resch-Genger

A brief perspective of BAM on nanocarriers is presented including examples with special emphasis on the characterization of such materials and underlying challenges. In this respect, also ongoing activities at BAM on different types of core/shell nanomaterials and related systems are briefly summarized.

Influence of Surface Chemistry and Size on the Stability of β-NaYF4:Yb,Er Nanocrystals in Various Environments

Apr 12, 2021

Ute Resch-Genger

The use of inorganic lanthanide-doped upconversion nanoparticles (UCNP) in bioimaging and cellular studies requires biocompatible particles. One possible cause of UCNP toxicity is the release of potentially harmful fluoride and lanthanide ions as revealed by dilution studies in aqueous environments, particularly under high dilution conditions. To address this issue, suitable surface coatings preventing such effects in combination with fast screening methods suited for online monitoring and in situ analyses are desired. Here we present systematic studies of differently sized β-NaYF4:Yb,Er UCNP stabilized with different surface coatings and hydrophilic ligands varying in binding strength to the ...

CALM down: Identifying unknown phases

Apr 12, 2021

Gert Nolze

CALM is software for determining the Bravais lattice type and the resulting lattice parameters from a single Kikuchi pattern. It requires the definition of 4 bands and a single bandwidth from which all other band positions as well as bandwidths are derived. For band detection, it uses the Funk transform, which allows detection of twice as many bands as usual. CALM works for any symmetry and requires low-noise patterns of at least 320x240 pixels. The resulting errors are <2% even for such small patterns, assuming good quality. The relative errors are <0.5%. However, this requires a projection centre position best derived from a sample of a cubic phase in CALM. However, this must have been recorded ...

Liquid crystalline hydrazones revisited: dipolar interactions vs hydrogen bonding affecting mesomorphic properties

Apr 12, 2021

J. Knelles; C. Wanner; F. Schulz; M. Freund; Mohamed Kolmangadi; A. Baro; P. Huber; Andreas Schönhals; S. Lachat

In order to understand the role of dipolar interactions vs. H-bonding, a series of hydrazones were synthesised from 4-alkoxy-, 3,4-dialkoxy- or 3,4,5-trialkoxybenzaldehydes and phenyl, bromo- or nitrophenylhydrazine, respectively. Their mesomorphic properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), polarising optical microscopy (POM), X-ray diffraction (WAXS, SAXS) and compared with known members. Only those hydrazones derived from 3,4,5-trisalkoxybenzaldehyde and either meta, meta-dinitro- or ortho, para-dinitrophenylhydrazine displayed hexagonal columnar mesophases. All other derivatives were non-mesomorphic, even when H-bonds were present. Dipole moments of the various ...

Comparison of thermochemical treatment of sewage sludge ash with sodium sulphate in laboratory-scale and pilot-scale experiments

Apr 12, 2021

Hannes Herzel; J. Stemann; Sebastian Simon; Christian Adam

There is an ongoing debate on European scale concerning the criticality of phosphorus. In Switzerland and Germany, phosphorus recovery from phosphorus-rich waste streams will become obligatory. Sewage sludge ash is rich in phosphorus and may become an important secondary feedstock. Thermochemical treatment of sewage sludge ash with sodium sulphate under reducing conditions was shown to remove heavy metals from the solid product and produce the fully plant available crystalline phase CaNaPO4. Pilot-scale experiments in a rotary kiln were carried out at temperatures between 750 and 1000 °C and were compared to laboratory-scale experiments with crucibles. Process upscaling was successfully demonstrated ...

In situ monitoring of the influence of water on DNA radiation damage by near-ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy

Apr 12, 2021

Marc Benjamin Hahn; P. M. Dietrich; Jörg Radnik

Ionizing radiation damage to DNA plays a fundamental role in cancer therapy. X-ray photoelectron-spectroscopy (XPS) allows simultaneous irradiation and damage monitoring. Although water radiolysis is essential for radiation damage, all previous XPS studies were performed in vacuum. Here we present near-ambient-pressure XPS xperiments to directly measure DNA damage under water atmosphere. They permit in-situ monitoring of the effects of radicals on fully hydrated double-stranded DNA. The results allow us to distinguish direct damage, by photons and secondary low-energy electrons (LEE), from damage by hydroxyl radicals or hydration induced modifications of damage pathways. The exposure of dry ...

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Time-variant reliability of deteriorating structural systems conditional on inspection and monitoring data

Sep 24, 2020

Ronald Schneider

The current practice of operating and maintaining deteriorating structural systems ensures acceptable levels of structural reliability, but it is not clear how efficient it is. Changing the current prescriptive approach to a risk-based approach has great potential to enable a more efficient management of such systems. Risk-based optimization of operation and maintenance strategies identifies the strategy that optimally balances the cost for controlling deterioration in a structural system with the achieved risk reduction. Inspections and monitoring are essential parts of operation and maintenance strategies. They are typically performed to reduce the uncertainty in the structural condition and ...

Kontinuumsmechanische Werkstoffmodelle zur numerischen Simulation von Stahlbauteilen im Brandfall

May 13, 2020

Sebastian Hauswaldt

Das nichtlineare und geschwindigkeitsabhängige1 Materialverhalten von Stahl wird besonders bei hohen Temperaturen sichtbar. Für Finite-Elemente-Simulationen von Stahlkonstruktionen im Brandfall sollte aus diesem Grund plastisches und geschwindigkeitsabhängiges Materialverhalten beschrieben werden. Die vorliegende Arbeit betrachtet unter diesem Aspekt bisherige Materialuntersuchungen und macht Vorschläge für dreidimensionale Materialmodelle mit entsprechenden Eigenschaften. Es werden zunächst die phänomenologischen Eigenschaften von Baustahl anhand einer Literaturrecherche analysiert, wobei verstärkt auf Untersuchungen des Materialverhaltens bei Belastungen und Aufheizprozessen, wie sie im Brandfall ...

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 ...