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Generation of defined tribofilms and their stability under slip-rolling in a 2Disk test machine

Jul 26, 2017

Mathias Woydt

Tribofilms formed from additives in lubricants represent a key mechanism for preventing wear, but are difficult to investigate due to the complexity of the composition of lubricants, their tiny thickness and amorphous nature.

Außen-Längs-Runddrehen mit Niobcarbid-Schneidstoff

Jul 26, 2017

K. Kropidlowski; E. Uhlmann; Mathias Woydt

Als Alternative zu Wolframcarbid wird zurzeit Niobcarbid beim Drehen unter extremen Bedingungen untersucht, vorerst ohne Beschichtungen und ohne Kühlschmierstoffe. Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften zeigt Niobcarbid als Schneidstoff ein großes Potenzial.

Wear of alpha-alumina in hot steam up to 300°C

Jul 26, 2017

Rolf Wäsche; Roman Ehrke; Mathias Woydt

Selfmated alpha-alumina sliding couples have been investigated under oscillating sliding at 100 N load in different humidity conditions in air as in hot steam up to temperatures of 300°C and ambient pressures up to 4 bar.

Wear of alpha-Alumina in hot steam up to 300°C

Jul 26, 2017

Rolf Wäsche

Selfmated alpha-alumina sliding couples habe been investigated under oscillating sliding at 100 N load in different humidity conditions in air as well as in hot steam up to temperatures of 300°C and ambient pressures up to 4 bar.

Reibungsminderung in Wälzkontakten durch Werkstoff- und/oder Schmierstoffkonzepte

Jul 26, 2017

Dirk Spaltmann

Reibungsminderungspotentiale von überrollbeständigen Dünnschichten auf Standardsubstraten und von beschichteten und unbeschichteten alternativen Stählen sowie durch Schmierstoffadditive werden in ein Erstbefüllungsöl bei 120°C und Pressung bis zu P0mean= 2,5 GPa aufgezeigt.

Micromechanics of jet erosion on cohesive soils - A coupled LBM-DEM modelling approach

Jul 26, 2017

Pablo Cuéllar

Here we investigate the physical mechanisms behind the surface erosion of a cohesive granular soil induced by an impinging jet by means of numerical simulations coupling fluid and grains at the microscale. The 2D numerical model combines the Discrete Element and Lattice Boltzmann methods (DEM-LBM) and accounts for the granular cohesion with a contact model featuring a paraboloidal yield surface. Here we review first the hydrodynamical conditions imposed by the fluid jet on a solid granular packing, turning then the attention to the impact of cohesion on the erosion kinetics. Finally, the use of an additional subcritical debonding damage model based on the work of Silvani and co-workers provides ...

Experimental investigation of impinging jet erosion on model cohesive granular materials

Jul 26, 2017

F. Brunier-Coulin; J.-L. Sarrat; Pablo Cuéllar; P. Philippe

Erosion of soils affects both natural landscapes and engineering constructions as embankment dams or levees. Improving the safety of such earthen structures requires in particular finding out more about the elementary mechanisms involved in soil erosion. Towards this end, an experimental work was undertaken in three steps. First, several model materials were developed, made of grains (mostly glass beads) with solid bridges at particle contacts whose mechanical yield strength can be continuously varied. Furthermore, for most of them, we succeeded in obtaining a translucent system for the purpose of direct visualization. Second, these materials were tested against surface erosion by an impinging ...

Physics of soil erosion at the microscale

Jul 26, 2017

P. Philippe; Pablo Cuéllar; F. Brunier-Coulin; L.-H. Luu; N. Benahmed; S. Bonelli; J.-Y. Delenne

We focus here on the major and still relevant issue of soil erosion by fluid flows, and more specifically on the determination of both a critical threshold for erosion occurrence and a kinetics that specifies the rate of eroded matter entrainment. A state-of-the-art is first proposed with a critical view on the most commonly used methods and erosion models. It is then discussed an alternative strategy, promoting the use of model materials that allow systematic parametric investigations with the purpose of identifying more precisely the local mechanisms responsible for soil particle erosion and ultimately quantifying both critical onsets and kinetics, possibly through existing or novel empirical ...

Numerical insight into the micromechanics of jet erosion of a cohesive granular material

Jul 26, 2017

Pablo Cuéllar; Z. Benseghier; L.-H. Luu; S. Bonelli; J.-Y. Delenne; F. Radjai; P. Philippe

Here we investigate the physical mechanisms behind the surface erosion of a cohesive granular soil induced by an impinging jet by means of numerical simulations coupling fluid and grains at the microscale. The 2D numerical model combines the Discrete Element and Lattice Boltzmann methods (DEM-LBM) and accounts for the granular cohesion with a contact model featuring a paraboloidal yield surface. Here we review first the hydrodynamical conditions imposed by the fluid jet on a solid granular packing, turning then the attention to the impact of cohesion on the erosion kinetics. Finally, the use of an additional subcritical debonding damage model based on the work of Silvani and co-workers provides ...

Application of a modified GTN-model to predict large deformation failure of pressure vessels

Jul 26, 2017

Daniel Orrin-Seemann

The purpose of this research is to predict failure of a largely deformed pressure vessel. The employed Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) model enables a failure prediction through its in-built damage evolution law. A critical damage threshold defines the limit state of the evolution. Here, crack initiation is seen as the limit. Unfortunately, the GTN model does not capture void volume growth under shear stress and shows thermodynamic inconsistencies under pressure. To overcome these drawbacks and to make the model applicable to a wide range of complex stress states, a user-defined subroutine of the GTN model with an extension of its damage evolution law has been developed. The routine also accounts ...

Detection of a Toxic Methylated Derivative of Phomopsin A Produced by the Legume-Infesting Fungus Dioporthe toxica

Jul 26, 2017

S. Schloß; T. Hackl; C. Herz; E. Lamy; Matthias Koch; S. Rohn; R. Maul

Phomopsin A (PHO-A), produced by the fungus Diaporthe toxica, is a mycotoxin known to be responsible for fatal liver disease of lupin-fed sheep. The füll spectrum of the toxic secondary metabolites produced by D. toxica is still unknown. PHO-A and the naturally occurring derivatives B—E have been subject to several studies to reveal their structures as well as chemical and toxicological properties. In this work, a methylated derivative of PHO-Aisolated firom lupin seeds inoculated %vith D. toxica is described. It was characterized by high-resolution mass and NMR data and shown to be the N-methylated derivative of PHO-A 1 is cytotoxic againstHepG2 cells.

Functional Nanomaterials with VIS/NIR Emission-Spectroscopic Properties And Surface Group Analysis

Jul 26, 2017

Ute Resch-Genger

Optical-spectroscopic methods for the quantitative characterization of the optical properties of different types of vis/NIR-emissive nanomaterials like semiconductor quantum dots and upconversion nanocrystals will be presented and their relevance for the mechanistic understanding of nonradiative decay channels and the rational design of new nanomaterials will be underpinned. In this respect, also validation concepts for such measurements and absolute fluorometry will be introduced. In addition, the potential of optical spectroscopy for surface group and ligand analysis surface chemistry will be demonstrated exemplarily for semiconductor quantum dots.

Quality Assurance in Analytical Chemistry - Figures of Merit

Jul 26, 2017

Silke Richter

Lecture on Quality Assurance in Analytical Chemistry, especially Accuracy, Precision, Trueness and the estimation of measurement uncertainty of a measured value.

Guided crystallization: The influence of solvent and concentration

Jul 25, 2017

Thi Yen Nguyen

Theoretical and experimental studies indicate that crystal nucleation can take more complex pathways than expected on the ground of the classical nucleation theory. A direct in situ observation of the different pathways of nucleation from solution is challenging since the paths can be influenced by heterogeneous nucleation sites, such as container walls. The custom-made acoustic levitator using in these experiments regulates the influence that solid surfaces, temperature, and humidity have on the crystallization process. The investigations of the crystallization process of paracetamol were performed with in situ analytical techniques and theoretical simulations to gain a comprehensive insight ...

Damage evolution of Al matrix 4-phase composite

Jul 25, 2017

S. Cabeza; Giovanni Bruno

The evolution of the microstructure of multiphase metal matrix composite AlSi12CuNiMg with 7% vol. Al2O3 + 15% vol. SiC (short fibers and whiskers, respectively) was studied by synchrotron computed tomography. It comprehended as cast and after heat treatment conditions, as well as damage evaluation after ex-situ compression tests at room temperature. The volume fraction of different phases, their distribution, their orientation, and damage events are studied. The influence on mechanical properties of the orientation of the planar random short fibres Al2O3 towards loading was investigated. Phase-specific load partition analysis for samples with fiber plane parallel and orthogonal to load, respectively ...

Tuning of the Quantum-Confined Stark Effect in Wurtzite [000-1] Group-III-Nitride Nanostructures by the Internal-Field-Guarded-Active-Region Design

Jul 25, 2017

S. Schlichting; Gerald M. O. Hönig; J. Müßener; P. Hille; T. Grieb; J. Teubert; J. Schörmann; M. R. Wagner; A. Rosenauer; M. Eickhoff; A. Hoffmann; G. Callsen

Recently, we suggested an unconventional approach [the so-called Internal-Field-Guarded-Active-Region Design (IFGARD)] for the elimination of the crystal polarization field induced quantum confined Stark effect (QCSE) in polar semiconductor heterostructures. And in this work, we demonstrate by means of micro-photoluminescence techniques the successful tuning as well as the elimination of the QCSE in strongly polar [000-1] wurtzite GaN/AlN nanodiscs while reducing the exciton life times by more than two orders of magnitude. The IFGARD based elimination of the QCSE is independent of any specific crystal growth procedures. Furthermore, the cone-shaped geometry of the utilized nanowires (which embeds ...

The production of doubly charged sample ions by “charge transfer and ionization” (CTI) in analytical GD-MS

Jul 25, 2017

S. Mushtaq; E.B.M. Steers; D. Barnhart; G. Churchill; M. Kasik; Silke Richter; Jens Pfeifer; K. Putyera

Normally, in analytical GD-MS, the doubly charged metallic ion signals from the sample are several orders of magnitude less than the corresponding singly charged signals. However, we have observed that using a neon plasma, the M++ signals of some elements, which have double ionization energies close to the first ionization energy of neon, are of the same order as the M+ signal. Doubly charged ions may be produced directly in the discharge cell by electron ionization (EI), and also by two electron Penning ionization (TEP), but these processes cannot explain the above effect. In this paper, we suggest that an additional process named as ‘Charge Transfer and Ionization’ (CTI) produces such ions ...

Nonlinearities based inverse approach for the characterisation of the damage evaluation process in very high cycle fatigued CFRP specimens

Jul 25, 2017

Ch. Boller; Bernd R. Mueller; Thomas Heckel; P. Starke; Daniel Gohlke; R. S. Venkat; Giovanni Bruno

This paper focuses on the aspect on how damage evolution processes in composite materials and structures including matrix fracture, delamination, fibre-matrix debonding, and fibre fracture can be detected by taking advantage of the material’s inherit mechanical properties. These properties can be described on the basis of non-linear mechanical phenomena measurable as an inert frequency response signal. The approach is proposed as a means for residual life structural assessment specifically in the context of VHCF.

QM Schulung - Bestimmung von Messunsicherheiten

Jul 25, 2017

Silke Richter

Unterschiedliche Verfahren zur Abschätzung von Messunsicherheiten als Kenngrößen analytischer Messergebnisse wird anhand von Beispielen erläutert.

Auditoren und Bewerterschulung - Bestimmung von Messunsicherheiten

Jul 25, 2017

Silke Richter

Analytische Kenngrößen von Messverfahren und Messergebnissen (wie Genauigkeit, Präzision und Richtigkeit) werden erläutert und Wege zur Abschätzung von Messunsicherheiten gegeben.

X-Ray Computed Tomography as a Tool for Calibration and Validation of Numerical Simulations

Jul 25, 2017

Tyler Oesch

This presentation includes the results of a number of case studies of concrete properties using computed tomography (CT) in combination with various in-situ testing techniques, including those of mechanical loading, water transport, and fire. The results of these case studies demonstrate the potential of CT as an approach for obtaining unique, quantitative data about the structure of materials. This data can serve as the basis for calibrating and validating a new generation of numerical models that have a stronger foundation in micromechanical theory. This will contribute to the development of more accurate and versatile simulation approaches for concrete and other building materials.

Evaluation of different techniques of active thermography for quantification of artificial and natural defects in fiber reinforced composites

Jul 25, 2017

Christiane Maierhofer

For assuring the safety and reliability of components and constructions in energy applications made of fiber reinforced polymers (e. g. blades of wind turbines and tidal power plants, engine chassis, flexible oil and gas pipelines) innovative non-destructive testing methods are required. Within the EMRP project VITCEA complementary methods (shearography, microwave, ultrasonics and thermography) are further developed and validated. Together with partners from the industry, test specimens were constructed and selected on-site containing different artificial and natural defect artefacts. As base materials, carbon and glass fibers in different orientations and layering embedded in different matrix ...

Comparison of the shock absorption capacities of different mouthguards

Jul 25, 2017

M. S. Bochnig; M.-J. Oh; T. Nagel; P.-G. Jost-Brinkmann; Fred Ziegler

In this in vitro study, the protective qualities of different mouthguard types were examined during small hard object collisions. The aim was to investigate inconclusive aspects of hard inserts, nylon nets, and air spaces as reinforcements in the anterior region and the protection qualities of ethylene vinyl acetate (EVA). Five different mouthguards with a labial thickness between 2 mm and 11 mm made of materials of varying stiffness were investigated. As a negative control, the same experiments were performed without a mouthguard. Different combinations of EVA and labial inserts ((polyethylene terephthalate glycol-modified [PETG]), nylon mesh, air space) were tested. Using a stainless steel ...

Ermüdungsbedingte Degradation von Fahrbahnbeton - Einfluss auf den Stofftransport

Jul 24, 2017

Enno Krütt

In den letzten 15 Jahren hat im deutschen Autobahnnetz die Anzahl von Schäden an Betonfahrbahnen, die vor 2005 er-richtet wurden zugenommen. Dies führt oft zu einer Vermin-derung der Lebensdauer von 30 auf 10 bis 15 Jahre. Trotz umfassender Untersuchungen wurde die Ursache bis jetzt nicht eindeutig geklärt, jedoch scheint die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) hierbei eine Rolle zu spielen. Vor diesem Hintergrund wurden AKR-Performance-Tests entwickelt, die jedoch die mechanischen Einwirkungen aus Klima und Ver-kehr nicht berücksichtigen. Aus diesem Grund wurde eine AKR-Forschergruppe von der Deutschen Forschungsgemein-schaft ins Leben gerufen, welche sich experimentell und auf Simulationsebene ...

Sol-Gel wood preservation

Jul 24, 2017

Thomas Hübert; Muhammad Shabir Mahr

The sol–gel-based modification of wood introduces chemical substances into wood in order to improve its characteristics and impart new properties. It stabilizes dimensions of wood (timber) components, increases its strength and resistance to water, and reduces cracking. Many sol–gel-based impregnations aim to protect against wood rot and fire. In most cases, the treatments are performed with alkoxysilanes, polysiloxanes, colloidal silica, or organically modified silica. In addition further substances such as titania, copper, and boron compounds have been applied on different types of wood. The precursor solutions were introduced by immersion, painting, or spray coating of wood followed by a drying ...

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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

Signatur der Streuung von Radarwellen durch die Heterogenität von Beton

Jan 18, 2016

Thomas Kind

Das Radarverfahren ist ein schnelles bildgebendes Verfahren für die Untersuchung der inneren Struktur von Stahlbeton-Bauwerken und wird seit längerem erfolgreich für die zerstörungsfreie Untersuchung von Brückenbauwerken eingesetzt. Für die Rekonstruktion der Lage der Bewehrung reicht die Annahme einer homogenen Materialeigenschaft des Betons meistens aus. Nähere Untersuchungen der empfangenen Streuungen der Radarwellen zeigen, dass neben der starken Streuung der Radarwellen an den metallischen Einbauteilen auch schwache Streuungen existieren. Diese schwachen Streuungen im Beton wurden nun erstmals in dieser Arbeit untersucht und können der Heterogenität des Betons zugeordnet werden. Die schwachen ...

Beitrag zur Ermittlung vorrangig konstruktiver Einflussgrößen auf die Heißrissinitiierung an geschweißten Bauteilen

Nov 9, 2015

Christian Gollnow

Die bisherigen Forschungsergebnisse ermöglichen, ungeachtet der Vielzahl existenter experimenteller und numerischer Ergebnisse, keine allgemeingültige Heißrisscharakterisierung und speziell Erstarrungsrisscharakterisierung. Ursächlich hierfür ist vor allem die Vielzahl von Einflussgrößen und damit die komplexe Interaktion dieser Mechanismen, die eine generelle Beschreibung des Heißrissphänomens erschwert. Die Heißrissentstehung und somit die Erstarrungsrissinitiierung werden durch die Interaktion von Schweißprozess, Metallurgie und Design beschrieben. Die Literaturrecherche zeigt, dass bei der Erstarrungsrisscharakterisierung der konstruktive Aspekt vielfach unterschätzt wird. Hierbei werden ...

Abscheidung ultradünner funktionalgruppentragender Polymerschichten auf Metalloberflächen mittels Elektrospray Ionisation

Sep 22, 2015

Korinna Altmann

Funktionalisierte Oberflächen sind in vielen Bereichen, z. B. als Haftvermittler in Polymerkompositen, für katalytische Anwendungen oder als Sensoren von Interesse. Für viele solcher Anwendungen ist es ausreichend, den verwendeten Werkstoff mit einem ultradünnen Polymerfilm zu überziehen. Dazu gibt es bislang einige Verfahren, wie z. B. Chemical Vapour Deposition, Layer-by-Layer-Technik, Langmuir-Blodgett-Technik oder Spin-Coating, die alle bestimmte Nachteile haben. In der vorliegenden Arbeit wurden wenige Nanometer dicke Polymerschichten auf metallischen und nicht-metallischen Substraten mittels Elektrospray Ionisation abgeschieden. So wurden typischerweise etwa 10 nm dicke Schichten von ...

Herstellung, Charakterisierung und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel und Untersuchung der Wechselwirkungen mit biologischen Systemen

Aug 20, 2015

Regina Bleul

Die Nanomedizin beschäftigt sich unter anderen mit der Frage, wie sich die Behandlung gefährlicher Krankheiten effizienter und sicherer gestalten lässt, deren konventionelle Therapie oftmals mit schweren Nebenwirkungen einhergeht. Die Vision ist, ein theranostisches Wirkstoffträgersystem zu schaffen, das seinen therapeutischen Cargo sicher an den Wirkort transportiert, dort freisetzt und gleichzeitig in Echtzeit verfolgt werden kann, um die Therapie individuell anzupassen. Die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung eines Wirkstoffträgersystems bilden Untersuchungen zum Verhalten von nanopartikulären Substanzen in physiologischer Umgebung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden polymere ...

Zum Einfluss der Wärmeführung auf die Rissbildung beim Spannungsarmglühen dickwandiger Bauteile aus 13CrMoV9-10

Aug 17, 2015

Thomas Lausch

Wirtschaftliche und ökologische Aspekte führten in den letzten Jahren zu deutlich gesteigerten Anforderungen an die Effizienz und die Flexibilität petrochemischer Anlagen. Die heutzutage geforderten Prozesstemperaturen und -drücke lassen sich nur durch den Einsatz neuer warmfester Stahlgüten erreichen. Der mit Vanadium modifizierte Stahl 13CrMoV9-10 weist eine bessere Kriech und Druckwasserstoffbeständigkeit auf und wird seit Mitte der 90er Jahre im petrochemischen Reaktorbau eingesetzt. Aufgrund der niedrigen Zähigkeit und hohen Festigkeit des Schweißgutes im geschweißten, nicht spannungsarm geglühten Zustand sowie einer erhöhten Sensitivität gegenüber Spannungsrelaxationsrissen bedarf dieser ...

Charakterisierung von Gesteinsbewuchs und -verwitterung durch einen Modellbiofilm

Aug 6, 2015

Franz Seiffert

Natürliche Gesteinsformationen und von Menschen aus Gesteinsmaterial erschaffene Gebäude oder Monumente werden bei genügend langer Inkubation von zahlreichen Mikroorganismen besiedelt, welche komplexe Ökosysteme bilden. Dies führt oft zu Verfärbungen der Gesteinsoberflächen durch Pigmente der Mikroorganismen. Zudem können die Organismen das Gestein angreifen und zusammen mit abiotischen Faktoren eine Auflösung herbeiführen, was von essenzieller Bedeutung für die Bildung von Böden und gleichzeitig kritisch für die Erhaltung von Kulturgütern ist. Ein profundes Verständnis der Primärbesiedlung auf Gesteinen ist eine Voraussetzung, um Prozesse der Sukzession und der Gesteinsverwitterung besser nachvollziehen ...

Modellierungsansätze und neue Brennhilfsmittelkonzepte für die LTCC-Drucksintertechnologie

Jul 27, 2015

Björn Mieller

Niedrigsinternde Glas-Keramik-Komposite (LTCC, low temperature co-fired ceramics) werden erfolgreich als kompakte, mehrlagige Schaltungsträger in der Automobilindustrie und Hochfrequenztechnik eingesetzt. Dazu werden sie mit Verfahren der Folien- und Multilayertechnik verarbeitet und gemeinsam mit aufgedruckten Metallisierungen bei Temperaturen bis 900 °C co-gesintert. Besonders bei hohen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit der Sinterschwindung hat sich das Sintern mit axialer Druckunterstützung etabliert, wodurch unter anderem die Schwindung in der Ebene der Einzelfolien unterdrückt werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die LTCC-Drucksintertechnologie unter zwei Gesichtspunkten ...

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