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Photoluminescence of Ag–In–S/ZnS quantum dots: Excitation energy dependence and low-energy electronic structure

Jul 19, 2019

Irina V. Martynenko

Cd-free I–III–VI group semiconductor quantum dots (QDs) like Ag–In–S and Cu–In–S show unstructured absorption spectra with a pronounced Urbach tail, rendering the determination of their band gap energy (Eg) and the energy structure of the exciton difficult. Additionally, the origin of the broad photoluminescence (PL) band with lifetimes of several hundred nanoseconds is still debated. This encouraged us to study the excitation energy dependence (EED) of the PL maxima, PL spectral band widths, quantum yields (QYs), and decay kinetics of AIS/ZnS QDs of different size, composition, and surface capping ligands. These results were then correlated with the second derivatives of the corresponding absorption ...

Distributed Brillouin sensing in polymer optical fibers

Jul 18, 2019

Andy Schreier

A brief overview about the results obtained within the BAM PhD framwork.

Measurement of slab track behaviour at different sites

Jul 18, 2019

Lutz Auersch; Samir Said

Measured train passages and hammer impacts in combination with track-soil calculation have been successfully used for the detection of damaged slab tracks. This approach is now extended to intact slab and ballast tracks. The vibrations of many tracks have been measured at several levels from rail, sleeper, track plate, base plate, base layer to the subsoil by velocity or acceleration sensors. The time histories have to be integrated once or twice to get the displacements. The displacement signals include an arbitrary time-dependent shift which must be eliminated or respected in the interpretation. On the other hand, the calculation of slab and ballast tracks have been done in frequency-wavenumber ...

Measurement of slab track behaviour at different sites

Jul 18, 2019

Samir Said; Lutz Auersch

Measured train passages and hammer impacts in combination with track-soil calculation have been successfully used for the detection of damaged slab tracks. This approach is now extended to intact slab and ballast tracks. The vibrations of many tracks have been measured at several levels from rail, sleeper, track plate, base plate, base layer to the subsoil by velocity or acceleration sensors. The time histories have to be integrated once or twice to get the displacements. The displacement signals include an arbitrary time-dependent shift which must be eliminated or respected in the interpretation. On the other hand, the calculation of slab and ballast tracks have been done in frequency-wavenumber ...

Vermeidung von Kaltrissen beim Mehrlagenschweißen mit modifizierten Sprühlichtbogenprozessen - Welchen Einfluss haben Nahtgeometrie und Wärmeführung?

Jul 18, 2019

Thomas Schaupp; Dirk Schröpfer; Thomas Kannengießer

Das Schweißen hochfester Feinkornbaustähle mit modifizierten Sprühlichtbögen bietet die Möglichkeit, kleinere Nahtöffnungswinkel zu schweißen. Allerdings findet der modifizierte Sprühlichtbogen in den Regelwerken zur schweißtechnischen Verarbeitung hochfester Feinkornbaustähle unter Vermeidung von Kaltrissbildung bisher keine Berücksichtigung. Dieser Beitrag betrachtet die Wechselwirkungen der Haupteinflussgrößen auf die Kaltrissbildung beim Schweißen mit kleineren Nahtöffnungswinkeln am Beispiel des hochfesten Stahls S960QL.

Untersuchung der Gefährdung von Personen und Bauwerken in Folge des Versagens von LNG Kraftstoffspeichern für Fahrzeuge in Tunneln

Jul 18, 2019

Robert Eberwein

Basierend auf Methan aus regenerativen Quellen, stellt LNG einen alternativen Kraftstoff für den schweren Fernverkehr da. Gegenüber seinen positiven Eigenschaften birgt der Kraftstoff aber auch Risiken, durch seine sehr niedrige Temperatur und seine Brennbarkeit, für die Personen- und Bauwerkssicherheit. Für die Erforschung der Risiken eignen sich CFD-Modelle, deren Erforschung unter anderem Ziel des TF-SiVi Projekts der BAM war. Einen Einblick in die angewendete Methodik zur Erforschung von Unfallszenarien mit LNG gibt der Vortrag.

Nachweis der Schädigungsentwicklung mittels Synchrotron-Röntgenrefraktionstechnik während des Kriechversuchs einer Al-Mg-Legierung

Jul 18, 2019

Bernd R. Müller

Um die Gültigkeit der Vorhersagen des aktuellen Solid-State-Transformation-Creep (SSTC)-Modells zu verifizieren, wurde die Schadensakkumulation während eines Kriecheversuchs an einer Al-3,85Mg Legierung mittels Synchrotron Röntgenrefraktionstechnik untersucht. Das Röntgenrefraktionsverfahren erfasst die innere spezifische Oberfläche (d.h. Oberfläche pro Volumeneinheit) im durchstrahlten Volumen. Dabei liegt die Detektierbarkeit von Rissen und Poren in der Größenordnung von wenigen Nano- bis Mikrometern. Im Vergleich zu CT-Messungen mit vergleichbarer Sensitivität ist das untersuchte Probenvolumen jedoch um den Faktor 10 größer. Ein signifikanter Anstieg der inneren spezifischen Oberfläche mit ...

Quantification of the posterior utilities of SHM campaigns on an orthotropic steel bridge deck

Jul 17, 2019

Lijia Long; I. F. Alcover; Sebastian Thöns

This paper contains a quantification and decision theoretical optimization of the posterior utilities for several options for monitoring campaigns on the particular case of fatigue life predictions of an orthotropic steel deck. The monitoring campaigns are defined by varying monitoring durations and phases. The decision analysis is performed with real data from the Structural Health Monitoring (SHM) of the Great Belt Bridge (Denmark) which, among others, consist of measured strains, pavement temperatures and traffic intensities. The fatigue loading prediction model is based on regression models linking daily averaged pavement temperatures, daily aggregated heavy-traffic Counts and derived S-N ...

Simulation of pore shrinkage with crystal plasticity and dislocation transport

Jul 16, 2019

Bernard Fedelich

Single crystal superalloys usually contain pores of sizes 5-10 micro-m after casting and heat treatment. These pores can be reduced under compression by combined creep and diffusion in a subsequent treatment called Hot Isostatic Pressing (HIP). The paper presents a methodology to simulate pore shrinkage under HIP conditions in two dimensions (2D). At the scale of the pores, which is also the scale of the sub-grains (<50 micro-m) the dislocation sources cannot be assumed to be homogeneously distributed. Thus, the applicability of classical crystal plasticity is questionable. In this case, the transport of dislocations under an applied stress from the location where they are nucleated must be ...

Simple self-referenced luminescent pH sensors based on upconversion nanocrystals and pH-sensitive fluorescent BODIPY dyes

Jul 16, 2019

Sebastian Radunz; Elina Andresen; Christian Würth; Andrea Koerdt; Harald Rune Tschiche; Ute Resch-Genger

We present the design and fabrication of pH responsive ratiometric dual component sensor systems based on multicolor emissive upconversion nanoparticles (UCNP) and pH sensitive BODIPY dyes with tunable pKa values embedded into a polymeric hydrogel matrix. The use of NIR excitable NaYF4:Yb3+,Tm3+ UCNPs enables background free read-out. Furthermore, the spectrally matching optical properties of the UCNPs and the dyes allow the UCNPs to serve as excitation light source for the analyteresponsive BODIPY as well as intrinsic reference. The blue upconversion luminescence (UCL) of NaYF4:Yb3+,Tm3+ UCNPs excited at 980 nm, that overlaps with the absorption of the pH-sensitive fluorophore, provides reabsorption ...

Quantification of the value of monitoring information for deteriorated structures

Jul 16, 2019

Lijia Long

A method to determine the structural and damage detection system influencing parameters is proposed based on the value of information analysis. The value of information analysis utilizes the Bayesian pre-posterior decision theory to quantify the value of SHM for the structural integrity management during service life. First the influencing parameters of the structural system such as deterioration type and rate are introduced for the performance of the prior probabilistic system model. Then the damage detection system performance influencing parameters including number of sensors, sensor locations, measurement noise and the Type I error are investigated. The pre-posterior probabilistic model is ...

Combination of model reduction and adaptive subset simulation for structural reliability problems

Jul 16, 2019

Jörg F. Unger

A safe and robust design is a key criterion when building a structure or a component. Ensuring this criterion can either be performed by fullfilling prescribed safety margins, or by using a full probabilistic approach with a computation of the failure probability. The latter approach is particularly well suited for complex Problems with an interaction of different physical penomena that can be described in a numerical model. The bottleneck in this approach is the computational effort. Sampling methods such as Markov chain Monte Carlo methods are often used to evaluate the system reliability. Due to small failure probabilities (e.g. 10^6) and complex physical models with already and extensive ...

On the value of SHM information for offshore wind turbines

Jul 16, 2019

Lijia Long

Applications of Structural Health Monitoring (SHM) for the design and analysis of Offshore Wind Turbine (OWT) structures has gained much attention within the past few years. Being exposed to repeated cyclic wind and wave loads, OWTs are dynamically sensitive structures and can benefit from monitoring systems to predict time-dependent deterioration. This study focuses on the quantification of the value of SHM information on the maintenance of OWT structures, with emphasis on fatigue of welded joint. By utilizing the decision tree, structural reliability, SHM data, as well as the cost-benefit assessments, a value of information (VoI) analysis can be done to model the fundamental decision of whether ...

Grundlagen der Werkstoffkunde

Jul 16, 2019

Birgit Skrotzki; Franz-Georg Simon; Horst Czichos

Der Aufbau der Werkstoffe wird durch Merkmale wie Bindungsart, atomare Strukturen, Kristallstrukturen einschließlich ihrer Gitterbaufehler, Körner und Phasen bestimmt. Die Mikrostruktur (Gefüge) stellt den Verbund der Kristalle, Phasen und Gitterbaufehler auf mikroskopischer und nanoskopischer Skala dar. Die Grundlagen der Phasenumwandlungen werden behandelt und die Bedeutung von Diffusionsprozessen erläutert. Werkstoffe sind bedeutend für Kultur, Wirtschaft, Technik und Umwelt. Ihre Herstellung benötigt Ressourcen und Energie. Recycling ist eine Möglichkeit zur Erhöhung der Ressourcenproduktivität.

Fatigue on carbon fiber reinforced composite under thermal cycling: Progress in the microscopic experiment

Jul 16, 2019

Wei Li

Fiber-reinforced-polymers (FRPs) are in current research focus in the lightweight construction industry, because of their extraordinary characteristics (stiffness and strength-to-density relation). The structure of polymer matrix and the interaction with reinforcement are crucial for optimization of the mechanical and thermal properties of FRPs. Due to the macromolecular chain structure, the mechanical properties of a polymer strongly vary with temperature: Below the glass transition, the chain segments of a polymer are “frozen”. Regarding fracture, the total changed energy during fracture if only dissipates for the generation of the new surfaces. However, in the region of the glass transition ...

Crack propagation in polymers: Separation of surface energy and irreversible deformation energy

Jul 16, 2019

Wei Li

Fiber-reinforced-polymers (FRPs) are in current research focus in the lightweight construction industry, because of their extraordinary characteristics (stiffness and strength-to-density relation). The structure of polymer matrix and the interaction with reinforcement are crucial for optimization of the mechanical and thermal properties of FRPs. Due to the macromolecular chain structure, the mechanical properties of a polymer strongly vary with temperature: Below the glass transition, the chain segments of a polymer are “frozen”. Regarding fracture, the total changed energy during fracture if only dissipates for the generation of the new surfaces. However, in the region of the glass transition ...

Crack propagation in filled and unfilled polymers: Separation of surface energy and irreversible deformation energy

Jul 16, 2019

Wei Li

Fiber-reinforced-polymers (FRPs) are in current research focus in the lightweight construction industry, because of their extraordinary characteristics (stiffness and strength-to-density relation). The structure of polymer matrix and the interaction with reinforcement are crucial for optimization of the mechanical and thermal properties of FRPs. Due to the macromolecular chain structure, the mechanical properties of a polymer strongly vary with temperature: Below the glass transition, the chain segments of a polymer are “frozen”. Regarding fracture, the total changed energy during fracture if only dissipates for the generation of the new surfaces. However, in the region of the glass transition ...

Dynamic assembly of glass II hydrophobins from T. reesei at the air-water interface

Jul 16, 2019

H. Hähl; A. Griffo; N. Safaridekhohneh; J. Heppe; Sebastian Backes; M. Lienemann; M. B. Linder; L. Santen; P. Laaksonen

Class II hydrophobins are amphiphilic proteins produced by filamentous fungi with the tendency to accumulate at the air-water interface. They show unusual adsorption kinetics with a coverage-independent adsorption rate, which was monitored with ellipsometry and atomic force microscopy. A theoretical model was introduced to identify the underlying mechanism.

Assessment of welding thermal cycles by boundary element method

Jul 16, 2019

Antoni Artinov

A numerical framework simulation of the steady-state thermal behaviour in keyhole mode welding has been developed. It is based on the equivalent heat source concept and consists of two parts: computational thermo-fluid dynamics and heat conduction. The solution of the thermo-fluid dynamics problem by the finite element method for a bounded domain results in a weld pool interface geometry being the input data for a subsequent heat conduction problem solved for a workpiece by proposed boundary element method. The main physical phenomena, such as keyhole shape, thermo-capillary and natural convection and temperaturedependent material properties are taken into consideration. The developed technique ...

Degradation of MDI-based polyether and polyester-polyurethanes in various environments-Effects on molecular mass and crosslinking

Jul 15, 2019

Philipp Scholz; Volker Wachtendorf; Ulrich Panne; Steffen Weidner

Size-exclusion chromatography (SEC) was used to monitor changes of the molecular masses of thermoplastic polyether – and polyester urethane (TPU) exposed to thermal, hydrolytic, and photo-oxidative (UV) degradation conditions for several days. The thermal treatment was performed at elevated temperatures (100 – 200 °C) under oxidative (air) as well as non-oxidative (nitrogen) conditions to evaluate the specific influence of oxygen on the degradation. At higher temperatures (≥ 175 °C) a fast decrease of the molecular masses of both PU accompanied by a high degree of crosslinking was found. At lower temperatures (≤ 150 °C) the polymers remained widely unaffected by thermal degradation within the ...

Scientific service project z02 at the CSMC: material science methods of reconstructing the history of manuscripts

Jul 15, 2019

Olivier Bonnerot

Z02 is one of the three technically supporting projects at the Centre for the Study of Manuscript Cultures (CSMC). In collaboration with the other two service projects, Z01 and Z03, it aims at bridging the gap between humanities and natural sciences and technology. To that purpose, we set up a laboratory with a range of high-end instruments, most of them mobile, allowing thorough non-destructive analysis of manuscripts. In addition to working on constantly improving the laboratory and the methods of analysis, a substantial part of our activities is dedicated to service, by supporting different research projects conducted at the centre. In this talk, we will present our equipment and the possibilities ...

Development of a method for protein quantification via isotope dilution ICP-MS for application on an Alzheimer’s biomarker

Jul 15, 2019

Nora Lemke

Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is a powerful method for the matrix-independent quantitative analysis of target elements. Developed for the use in inorganic trace analysis, ICP-MS is nowadays emerging as a valuable tool for bioanalytical questions. Especially the use of ICP-MS for quantitative proteomics by measuring heteroatoms has gained popularity in the last decade, considering that established quantification methods like organic mass spectrometry depend on the existence of matched protein and peptide standards or labelling of the target protein. The need for reliable quantification of proteins is constantly growing, but only a limited number of well characterized and ...

Effect of weld penetration depth on hydrogen-assisted cracking of high-strength structural steels

Jul 15, 2019

Thomas Schaupp

The need for steels with highest mechanical properties is a result of the increasing demands for energy and resource efficiency. In this context, high-strength structural (HSS) steels are used in machine, steel and crane construction with yield strength up to 960 MPa. However, welding of HSS steels requires profound knowledge of three factors in terms of avoidance of hydrogen-assisted cracking (HAC): the interaction of (1) microstructure, (2) local stress/strain and (3) local hydrogen concentration. In addition to the three main factors, the used weld-arc process is also important for the performance of the welded joint, especially when using modern arc variants. In the past, the conventional ...

Temperature in micromagnetism: Cell size and scaling effects of the stochastic Landau-Lifshitz equation

Jul 15, 2019

Marc Benjamin Hahn

The movement of the macroscopic magnetic moment in ferromagnetic systems can be described by the Landau-Lifshitz (LL) or Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) equation. These equations are strictly valid only at absolute zero temperature. To include temperature effects a stochastic version of the LL or LLG equation for a spin density of one per unit cell can be used instead. To apply the stochastic LL to micromagnetic simulations, where the spin density per unit cell is generally higher, a conversion regarding simulation cell size and temperature has to be established. Based on energetic considerations, a conversion for ferromagnetic bulk and thin film systems is proposed. The conversion is tested in ...

Experimental assessing of the rail forces due to bogie´s centre plate friction

Jul 15, 2019

José-Antonio Romero-Navarrete

An experimental model has been proposed to measure the energy losses due to the centre plate friction. The physical principles of the testing are based upon the loss of potential energy during turning. The testing rig includes a variable friction centre plate. A stick slide model was proposed for the centre plate, whose results suggest significant losses of potential energy due to centre plate friction, around 20 %.

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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 ...

Kurzfaserverstärktes Polyamid — Charakterisierung der Mikroschädigungsentwicklung unter zweiachsiger mechanischer Last

Mar 9, 2016

Karoline Lenke

In der vorliegen Arbeit wird ein kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 unter zweiachsiger mechanischer Belastung charakterisiert. Die Analyse umfasst das einachsige und zweiachsige Ermüdungsverhalten unter Zug-, Torsions- und Zug-Torsionslast sowie die dabei auftretende charakteristische Mikroschädigungsentwicklung. Zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter zweiachsiger Axial-Torsionslast kann das auf Ermüdungslasten angepasste, nicht-differenzierende Tsai-Hill-Kriterium angewendet werden. Die Mikroschädigungsanalyse erfolgt begleitend zu den mechanischen Belastungsversuchen mit der zerstörungsfreien Prüfmethode der Röntgenrefraktionsanalyse. Durch fraktographische Analysen des Werkstoffes ...

Experimentelle Untersuchung und Analyse der Schädigungsevolution in Beton unter hochzyklischen Ermüdungsbeanspruchungen

Mar 9, 2016

Marc Thiele

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht das Ermüdungsverhalten von Beton unter hochzyklischen Druckschwellbeanspruchungen. Der aktuelle Wissensstand bezüglich des Ermüdungsverhaltens ist nach wie vor sehr lücken