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

Determination of recovery rates of adsorbents for sampling very volatile organic compounds (C1-C6) in dry and humid air in the sub-ppb range by use of thermal desorption gas chromatography-mass spectrometry

Aug 12, 2020

Matthias Richter; Elevtheria Juritsch; Oliver Jann

The reliable measurement of very volatile organic compounds (VVOC) in indoor air by use of thermal desorption gas chromatography (TD-GC) in order to include them into evaluation schemes for building products even nowadays is a great challenge. For capturing these small molecules with carbon numbers ranging from C 1 –C 6 , strong adsorbents are needed. In the present study, recovery rates of nine suitable adsorbents of the groups of porous polymers, graphitised carbon blacks (GCB) and carbon molecular sieves (CMS) are tested against a complex test gas standard containing 29 VVOC. By consideration of the recovery and the relative humidity (50% RH), combinations of the GCB Carbograph 5TD, the two ...

Mechanical and thermal assessment by BAM of a new package design for the transport of SNF from a german research reactor

Aug 12, 2020

Steffen Komann; Viktor Ballheimer; Thomas Quercetti; Robert Scheidemann; Frank Wille

For disposal of the research reactor of the Technical University Munich FRM II a new transport and storage cask design was under approval assessment by the German authorities on the basis of International Atomic Energy Agency (IAEA) requirements. The cask body is made of ductile cast iron and closed by two bolted lid systems with metal seals. The material of the lids is stainless steel. On each end of the cask the wood-filled impact limiters are installed to reduce impact loads to the cask under drop test conditions. In the cavity of the cask a basket for five spent fuel elements is arranged. This design has been assessed by the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in view ...

Transportbehälter für Klasse 7 - Ein Überblick

Aug 12, 2020

Steffen Komann

Die Präsentation gibt einen Überblick über die Tranportbehälter der Klasse 7. Behandelt werden neben der Versandstückklassifikation auch die Anforderungen an diese Verpackungen gemäß der gefahrgutrechtlichen Vorschriften.

Efficient higher-order cycle jump integration of a continuum fatigue damage model

Aug 12, 2020

Thomas Titscher; Jörg F. Unger

Simulating high-cycle fatigue with continuum models offers the possibility to model stress-redistributions, consider 3Dstress states and simplifies extensions to multi-physics problems. The computational cost of conventional cycle-by-cycle time integrations is reduced by reformulating the fatigue problem as an ordinary differential equation for the material state and solving it with high-order adaptive time integration schemes. The computational cost of calculating the Change of the material state in one cycle is further reduced by a high-order fatigue-specific time integration. The approach is exemplarily demonstrated for a fatigue extension of the implicit gradient-enhanced damage model in ...

Detailed and Direct Observation of Sulfur Crystal Evolution During Operando Analysis of a Li-S Cell with Synchrotron Imaging

Aug 12, 2020

S. Risse; A. Juhl; S. Mascotto; T. Arlt; Henning Markötter; A. Hilger; I. Manke; M. Fröba

Herein, we present a detailed investigation of the electrochemically triggered formation and dissolution processes of α- and β-sulfur crystals on a monolithic carbon cathode using operando high-resolution synchrotron radiography (438 nm/pixel). The combination of visual monitoring with the electrical current response during cyclic voltammetry provides valuable insights into the sulfur formation and dissolution mechanism. Our observations show that the crystal growth process is mainly dictated by a rapid equilibrium between long-chain polysulfides on one side and solid sulfur/short-chain polysulfides on the other side, which is consistent with previous studies in this field. The high temporal ...

Wastewater monitoring by means of e-nose, VE-tongue, TD-GC-MS, and SPME-GC-MS

Aug 12, 2020

M. Moufid; Michael Hofmann; N. El Bari; Carlo Tiebe; Matthias Bartholmai; B. Bouchikhi

The presence of wastewater and air pollution has become an important risk factor for citizens, not only in terms of problems related to health risks, but also because of its negative impact on the country's image. For this reason, malodorous emission monitoring and control techniques are in high demand in urban areas and industries. The aim of this work is first to build an electronic nose (e-nose) and a Voltammetric Electronic tongue (VE-tongue) in order to study their ability to discriminate between polluted and clean environmental samples. Secondly, Thermal Desorption-Gas Chromatography-Mass Spectrometry (TD-GC-MS), and Solid Phase Micro Extraction-Gas Chromatography–Mass Spectrometry (SPME-GC-MS) ...

Localized Laser Dispersing of Titanium-Based Particles for Improving the Tribological Performance of Hot Stamping Tools

Aug 12, 2020

S. Schirdewahn; Felix Spranger; Kai Hilgenberg; M. Merklein

Within the scope of this work, a new surface engineering technology named laser implantation has been investigated, in order to improve the tribological performance of hot stamping tools. This technique is based on manufacturing highly wear-resistant, separated, and elevated microfeatures by embedding hard ceramic particles into the tool surface via pulsed laser radiation. Hence, the topography and material properties of the tool are modified, which influences the thermal and tribological interactions at the blank-die interface. To verify these assumptions and to clarify the cause–effect relations, different titanium-based particles (TiB2, TiC, TiN) were laser-implanted and subsequently analyzed ...

Numerische Simulation im 3D-Druck

Aug 12, 2020

M. Biegler; Michael Rethmeier

Die numerische Simulation hilft, Probleme bei additiven Bauprozessen früh zu erkennen und Optimierungspotentiale auszuschöpfen. Ziel ist, im additiven Auftragschweißen (DED) die Zahl der nötigen Versuche durch Vorhersagen zu verringern und Prozessgrößen zu visualisieren. Eine besondere Anwendung der Simulation ist die Generierung verzugskompensierter Geometrien: Durch die Berechnung des Bauteilverzugs kann die Geometrie vor dem Bauen so verändert werden, dass sie mit Verzug die gewünschte Toleranz erreicht. So kann Zerspanvolumen und Aufmaß reduziert werden.

Avoidance of liquid metal embrittlement during resistance spot welding by heat input dependent hold time adaption

Aug 12, 2020

Chr. Böhne; G. Meschut; M. Biegler; Michael Rethmeier

Liquid metal embrittlement (LME) cracking can occur during resistance spot welding (RSW) in zinc-coated advanced high-strength steels (AHSS) for automotive production. In this study, a methodological variation of hold time is performed to investigate the process-related crack influence factors. A combination of numerical and experimental investigations confirms, that the extent of heat dissipation and re-heating of the sheet surface can be influenced and thus the degree of crack formation can be controlled in a targeted manner by the parameterisation of the hold time. The temperature and stress history of crack-free and crack-afflicted spot welds are analysed and a conclusion on the borders ...

Metabolic engineering in Halomonas elongata

Aug 12, 2020

Jasmina Vandrich

Halomonas elongata is a halophilic γ-proteobacterium that synthesizes and accumulates the compatible solute ectoine to cope with osmotic stress in saline environments. Ectoine possesses protecting properties and stabilizes proteins as well as whole cells against stresses like ionizing radiation and cytotoxins. These properties make ectoine a highly demanded ingredient in cosmetics and pharmaceuticals. To date H. elongata is the industrial Producer strain of ectoine, but several metabolic factors for optimum ectoine production remain to be explored. In this work, we used up to date Metabolic engineering approaches following the ‘Push, Pull, Block – strategy’ to examine targets that contribute ...

Inventory of Polish municipal sewage sludge ash (SSA) – Mass flows, chemical composition, and phosphorus recovery potential

Aug 10, 2020

M. Smol; Christian Adam; Stefan Kugler

This paper presents an inventory of sewage sludge ashes (SSA) generated in the mono-incineration plants for municipal sewage sludge in Poland. This research focused on the detailed study of mass flows, chemical composition, and phosphorus recovery potential. There are currently 11 sludge mono-incineration plants operated with a total capacity of 160,300 Mg dry weight (d.w.) of sludge annually. Recently, a significant increase in the amount of SSA generated in these plants has been observed, reaching 26,756 Mg in 2018. Chemical composition of SSA showed significant amounts of the main nutrients: calcium (~14%), phosphorus (~13%), magnesium (~3%), and potassium (~1%). Additional main elements were ...

Selection of resistance by antimicrobial coatings in the healthcare setting

Aug 10, 2020

Franziska Pietsch; A. J. O'Neill; A. Ivask; H. Jenssen; J. Inkinen; A. Kahru; M. Ahonen; Frank Schreiber

Antimicrobial touch surfaces have been introduced in healthcare settings with the aim of supporting existing hygiene procedures, and to help combat the increasing threat of antimicrobial resistance. However, concerns have been raised over the potential selection pressure exerted by such surfaces, which may drive the evolution and spread of antimicrobial resistance. This review highlights studies that indicate risks associated with resistance on antimicrobial surfaces by different processes, including evolution by de-novo mutation and horizontal gene transfer, and species sorting of inherently resistant bacteria dispersed on to antimicrobial surfaces. The review focuses on antimicrobial surfaces ...

Energy efficiency rating of cooking fume extractors based on captured and filtered oil mist

Aug 10, 2020

Arno Knieschewski

The energy efficiency rating on the European Union energy label for cooking fume extractors is based on measurements of the flow rate and static pressure difference within the duct behind the cooking fume extractor according to standard EN 61591:1997/A12:2015 and regulation (EU) No 65/2014. These measurements do not enable a definite conclusion about the cooking fume extractor’s air purification performance.Measurements which evaluate the air purification performance directly would be more valuable for consumers. In this thesis, a test method was developed that enables the energy efficiency rating of cooking fume extractors based on a direct measurement of the air purification by measuring the ...

Novelle der BBodSchV – Perspektiven für die Verwertung von Bodenmaterial

Aug 10, 2020

Ute Kalbe; R. Schatten; Franz-Georg Simon; K. Terytze

Der Verwertung von Bodenmaterialien wird auf Grund des Volumens dieses Stoffstromes eine hohe umweltpolitische Bedeutung beigemessen. Dabei ist unter Gewährleistung des Vorsorge- und Nachhaltigkeitsprinzips eine möglichst hochwertige Verwertung anzustreben, um natürliche Ressourcen zu schonen und die Beseitigung von Abfällen weitestgehend zu vermeiden. Die vorgesehene Novelle der BBodSchV enthält in den Paragraphen 6 bis 8 neue Vorgaben hinsichtlich des Auf- und Einbringens von Bodenmaterialien unterhalb oder außerhalb einer durchwurzelbaren Bodenschicht. So soll die Möglichkeit eingeräumt werden, Bodenmaterialien mit Feststoffgehalten von regulierten Stoffen zwischen dem einfachen und doppelten ...

Surface Properties and Porosity of Silica Particles Studied by Wide-Angle Soft X-ray Scattering

Aug 10, 2020

C. Raschpichler; C. Goroncy; B. Langer; E. Antonsson; B. Wassermann; C. Graf; Patrick Klack; T. Lischke; E. Rühl

Wide-angle soft X-ray scattering on free silica particles of different porosity prepared in a beam is reported. The explored q region is mostly dominated by features due to surface roughness and bulk porosity. A comprehensive experimental and theoretical analysis of silica particles of different porosity is presented for various incident photon energies. A correlation analysis, based on the theory of Porod, is used to test the validity of exact Mie theory in different pore density limits. The ability of the discrete dipole scattering model (DDSCAT) to resolve local effects, caused by various pore distributions, is discussed. Characteristic differences between the soft X-ray scattering patterns ...

Intrinsic flame retardant phosphonate-based vitrimers as a recyclable alternative for commodity polymers in composite materials

Aug 10, 2020

J. C. Markwart; Alexander Battig; T. Urbaniak; K. Haag; K. Koschek; Bernhard Schartel; F. R. Wurm

Recycling of crosslinked fiber-reinforced polymers is difficult. Moreover, as they are often based on flammable resins, additional additives are needed. So-called “vitrimers” open the possibility of Recycling and reprocessing and repairing with dynamically crosslinked chemistries. To date, vitrimer-based composites still need flame retardant additives, such as organophosphates. An additive-free vitrimer composite has not been reported. Herein, we synthesized an intrinsic flame-retardant vitrimer, relying on vinylogous polyurethanes containing covalently installed phosphonates as flame-retardant units and prepared glassfiber-reinforced composites. We studied recycling and flame retardant properties ...

Analysis of tire wear particles in soil samples from roadside using TED-GC/MS

Aug 6, 2020

Axel Müller

Tire wear particles (TW) are generated by the abrasions of tires on the road surface through traffic. These particles can be transported by air and surface runoff and might also infiltrate the soil and consequently affect terrestrial ecosystems. The estimated tire wear (TW) emissions are immense, with 1.33 106 t a-1 in Europe. Despite this, only little is known about the environmental contents or the fate of TW. One reason for this knowledge gap is the challenging analysis of TW in environmental samples. Detection of TW with spectroscopic methods is problematic due to high fluorescence interferences caused by contained black carbon. One analytical approach is to use zinc (Zn), a typical additive ...

Kantenbeschichtung für das Laserstrahlschweißen dickwandiger Duplexstahl-Bleche

Aug 5, 2020

Anne Straße; Andrey Gumenyuk; Michael Rethmeier

Duplexstähle finden in vielen industriellen Bereichen Anwendung, dies ist nicht zuletzt ihren hervorragenden Eigenschaften, wie einer guten Korrosionsbeständigkeit, einer guten Duktilität bei trotzdem hoher Festigkeit, zuzuschreiben. Diese Eigenschaften werden jedoch durch das Schweißen, vor allem das Laserstrahlschweißen, beeinträchtigt, da die hohen Abkühlraten zu erhöhten Ferritanteilen im Schweißgut führen. Mit Hilfe eines zweistufigen Prozesses, bei dem die Kanten der Fügepartner vor dem Schweißen mit nickelhaltigem Pulver beschichtet werden, soll dieses Problem für dickwandige Bleche gelöst werden. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Prozessparameter für den Laser-Pulver-Auftragschweiß-Prozess ...

The Earlier the Better: Structural Analysis and Separation of Lanthanides with Pyrroloquinoline Quinone

Aug 5, 2020

H. Lumpe; A. Menke; C. Haisch; P. Mayer; Anke Kabelitz; Kirill V. Yusenko; Ana Guilherme Buzanich; T. Block; R. Pöttgen; Franziska Emmerling; L. J. Daumann

Lanthanides (Ln) are critical raw materials, however, their mining and purification have a considerable negative environmental impact and sustainable recycling and separation strategies for these elements are needed. In this study, the precipitation and solubility behavior of Ln complexes with pyrroloquinoline quinone (PQQ), the cofactor of recently discovered lanthanide (Ln) dependent methanol Dehydrogenase (MDH) enzymes, is presented. In this context, the molecular structure of a biorelevant europium PQQ complex was for the first time elucidated outside a protein environment. The complex crystallizes as an inversion symmetric dimer, Eu2PQQ2, with binding of Eu in the biologically relevant ...

Separation of polystyrene nanoparticles bearing different carboxyl group densities and functional groups quantification with capillary electrophoresis and asymmetrical flow field flow fractionation

Aug 5, 2020

Zengchao You; Nithiya Nirmalananthan-Budau; Ute Resch-Genger; Ulrich Panne; Steffen Weidner

Two sets of polystyrene nanoparticles (PSNPs) with comparable core sizes but different carboxyl group densities were made and separated using asymmetric flow field flow fractionation (AF4), capillary electrophoresis (CE), and the off-line hyphenation of both methods. Our results revealed the significant potential of two-dimensional off-line AF4-CE hyphenation to improve the separation and demonstrated for the first time, the applicability of CE to determine the functional group density of nanoparticles (NPs). Compared to the result acquired with conductometric titration, the result obtained with synthesized 100 nm sized PSNPs revealed only a slight deviation of 1.7%. Commercial 100 nm sized PSNPs ...

Trilobite compound eyes with crystalline cones and rhabdoms show mandibulate affinities

Aug 5, 2020

G. Scholtz; Andreas Staude; J.A. Dunlop

Most knowledge about the structure, function, and evolution of early compound eyes is based on investigations in trilobites. However, these studies dealt mainly with the cuticular lenses and little was known about internal anatomy. Only recently some data on crystalline cones and retinula cells were reported for a Cambrian trilobite species. Here, we describe internal eye structures of two other trilobite genera. The Ordovician Asaphus sp. reveals preserved crystalline cones situated underneath the cuticular lenses. The same is true for the Devonian species Archegonus (Waribole) warsteinensis, which in addition shows the fine structure of the rhabdom in the retinula cells. These results suggest ...

Non-destructive Evaluation of the Contribution of Polymer-Fibre Orientation and Distribution Characteristics to Concrete Performance during Fire

Aug 5, 2020

Tyler Oesch; Ludwig Stenzel; Frank Weise

Although concrete itself is not a combustible material, concrete mixtures with high density, such has high-performance concretes (HPCs), are susceptible to significant damage during fires due to explosive spalling. Past research has shown that the inclusion ofpolymer fibres in high density concrete can significantly mitigate this fire damage. The exact mechanisms causing this increased spalling resistance are not yet fully understood, but it is thought that the fibres facilitate moisture transport during fire exposure, which in turn contributes to relief of internal stresses in the spalling-susceptible region. In this study, X-ray Computed Tomography (CT) was applied to observe the interaction ...

X-ray computed tomography of multiple-layered scaffolds with controlled gradient cell lattice structures fabricated via additive manufacturing

Aug 5, 2020

D. Khrapov; M. Surmeneva; A. Koptioug; S. Evsevleev; Fabien Léonard; Giovanni Bruno; R. Surmenev

In this paper we report on the characterization by X-ray computed tomography of calcium phosphate (CaP) and polycaprolactone (PCL) coatings on Ti-6Al-4V alloy scaffolds used as a material for medical implants. The cylindrical scaffold has greater porosity of the inner part than the external part, thus, mimicking trabecular and cortical bone, respectively. The prismatic scaffolds have uniform porosity. Surface of the scaffolds was modified with calcium phosphate (CaP) and polycaprolactone (PCL) by dip-coating to improve biocompatibility and mechanical properties. Computed tomography performed with X-ray and synchrotron radiation revealed the defects of structure and morphology of CaP and PCL coatings ...

Review: Steel‐Reinforced Concrete Str‐uctures: Assessment and Repair of Corrosion

Aug 5, 2020

Lando Seifert

In 2019 CRC Press published the "Steel‐Reinforced Concrete Structures" as a paperback. This book does not vary in terms of content from the hardback publication of 2008. But it is first reviewed here in corrosion news. The book provides eight of nine chapters in which the author discusses technical aspects of assessment and repair of steel‐reinforced concrete structures. To sum up, this book is recommended for students and people involved with the assessment and repair of reinforced‐concrete structures, who want to get a quick introduction into the different aspects of the field. Readers also learn much about the economic interactions besides the topic. However, for experienced technicians and ...

Geothermie aus dem Vulkan – sicher und wirtschaftlich

Aug 5, 2020

Ralph Bäßler; Gabriela Aristia

Indonesien gilt aufgrund seiner vielen Vulkane als einer der Hotspots für Geothermie. Doch Salz und Hitze setzen den Geothermie‐Anlagen zu und gefährden ihre Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Ein Team an der BAM hat günstigen, lokal verfügbaren Baustahl jetzt so beschichtet, dass ein nachhaltiger und sicherer Betrieb der Geothermie‐Kraftwerke möglich ist ‐ auch unter Extrembedingungen. Das BAM‐Team will das Beschichtungssystem nun den Anwendern in Indonesien zur Verfügung stellen, damit es unter Realbedingungen in einem Geothermie‐Kraftwerk getestet werden kann. Der Schutz vor Korrosion ist mitentscheidend, weil sie die Lebensdauer dieser Kraftwerke bestimmt. Unsere Arbeit könnte die Effizienz ...

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

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 ...

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 ...