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The quantification of impact damage distribution in composite laminates by analysis of X-ray computed tomograms

Oct 18, 2017

Fabien Léonard; J. Stein; C. Soutis; P.J. Withers

One of the great strengths of X-ray computed tomography over conventional inspection methods (ultrasound, thermography, radiography) is that it can image damage in 3D. However for curved ordeformed composite panels it can be difficult to automatically ascribe the damage to specific plies or inter-ply interfaces. An X-ray computed tomography (CT) data processing methodology is developed to extract the through-thickness distribution of damage in curved or deformed composite panels. The method is applied to [(0°/90°)2]s carbon fibre reinforced polymer (CFRP) panels subjected low velocity impact damage (5 J up to 20 J) providing 3D ply-by-ply damage visualisation and analysis. Our distance transform ...

Electrochemical investigations on the corrosion behaviour of galvanized reinforcing steels in chloride containing mortar

Oct 18, 2017

Gino Ebell; Andreas Burkert; Jürgen Mietz

Corrosion of galvanized steel in chloride containing mortar is different from the corrosion of reinforcement made of carbon steel. This is based on the corrosion behavior of galvanized steel in chloride containing mortar. To describe the influence of a chloride containing zinc-hydroxide layer at the phase boundary against a zinc-hydroxide layer in chloride free mortar, different electrochemical measurements were made.

Interaction of oxidizing and reductive components in CO2 fluids in transport pipelines at low and high pressure and low temperature

Oct 18, 2017

Andreas Kratzig; Quynh Hoa Le; Dirk Bettge; Ralph Bäßler; Axel Kranzmann

Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) is a promising technology for the reduction of CO2 emissions, e.g. from fossil-fuel operated power plants or cement mills. Crucial points for a sustainable and future-proof CCUS procedure are reliability and cost efficiency of the pipeline transport network. Due to the absence of certified benchmarks for upper limits, systematic experiments with impurities in the CO2 stream were carried out. For oxidation processes SO2 and NO2 acted as corrosive components, and for reductive atmosphere H2S. Carbon steel L485MB (pipeline), martensitic steel 1.4313 (compression) and austenitic steel 1.4562 (injection) were selected as specimens. Experiments were performed ...

Static and dynamic behaviour of pile foundations in homogeneous and inhomogeneous soils

Oct 18, 2017

Lutz Auersch; Greta Markfort

Offshore wind energy towers are dynamically loaded by waves and wind. Pile foundations provide stiffness and damping and should be properly calculated. A combined finite-element boundary-element method for the dynamic interaction of flexible structures and the soil has been developed. The flexible structures such as single piles or complete wind energy towers are modeled by the finite element method whereas the homogeneous or layered soil is modeled by the boundary element method which uses the Green’s functions for interior loads in the layered half-space to establish the dynamic stiffness matrix of the soil. Soils with a stiffness that is continuously increasing with depth can be modeled as ...

Editorial to the proceedings of the 7th conference on spectroscopic

Oct 18, 2017

Andreas Hertwig; K. Hinrichs; Uwe Beck; N. Esser

The 7th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry (ICSE-7) was held in Berlin in June 2016, jointly organised by ICSE and BAM. The publication of the proceedings special issue in Applied Surface Science follows this event. In the special issue, about 100 articles on current topics of optics and surface science related to ellipsometry, polarimetry, and similar techniques are presented, underpinning the high significance of these techniques for many fields of materials science.

Geophysical methods in quality assurance and inspection of foundations

Oct 18, 2017

Ernst Niederleithinger

Modern geophysical methods might be either directly applied to concrete structures or integrated into existing testing schemes to assist in quality assurance and inspections. This paper gives an overview on some ideas and developments from the author’s work: • Vibrator technologies to improve pile integrity testing. • Ideas from vertical seismic profiling used in multichannel pile inspection • Cross- and downhole seismics to check the diameter of jet grouting columns • Improving the parallel seismic methods for precise length measurement of piles and foundation walls • Seismic migration methods to improve ultrasonic imaging of foundation slabs • Seismological tools to monitor subtle ...

Fatigue strength and fracture machanics

Oct 17, 2017

Uwe Zerbst; Mauro Madia; M. Vormwald

If fracture mechanics shall be applied to the total lifetime respectively the fatigue limit of components (within the meaning of the S-N curve approach) it has to address four challenges: (a) It has to adequately describe so-called short crack propagation, which cannot be based on the common long crack concepts for principle reasons. Since the crack size is in the order of the plastic zone size, the modelling of short crack propagation cannot be based on the common linear elastic Delta K concept. Instead, an elastic-plastic parameter such as the cyclic J integral has to be applied. A second point is that the crack closure concept has to be modified in that the crack opening stress is not a constant ...

Fatigue strength and fracture mechanics

Oct 17, 2017

Uwe Zerbst; Mauro Madia; M. Vormwald

If fracture mechanics shall be applied to the total lifetime respectively the fatigue limit of components (within the meaning of the S-N curve approach) it has to address four challenges: (a) It has to adequately describe so-called short crack propagation, which cannot be based on the common long crack concepts for principle reasons. Since the crack size is in the order of the plastic zone size, the modelling of short crack propagation cannot be based on the common linear elastic Delta K concept. Instead, an elastic-plastic parameter such as the cyclic J integral has to be applied. A second point is that the crack closure concept has to be modified in that the crack opening stress is not a constant ...

Wood protection with MgF2 and CaF2 nanoparticles

Oct 17, 2017

Shirin M. Usmani

Sol-gel synthesis was used to prepare nanoparticles of MgF2 and CaF2. These nanoparticles were tested for their application in wood protection. In comparison to control samples, wood specimens treated with MgF2 and CaF2 showed lower mass loss under exposure to termites and fungi. Samples treated with MgF2 performed better at protecting wood from cellulose degradation when exposed to termites. Conversely, in the presence of fungi, mass loss in treated samples was similar irrespective of the chemical composition (MgF2 and CaF2) of the treatment. A possible explanation for this difference in results between termites and fungi could be their different mechanism of cellulose hydrolysis. Thus, future ...

Synchrotron radiation–induced X-ray fluorescence (SRXRF) analyses of the Bernstorf Gold

Oct 17, 2017

Martin Radtke; Uwe Reinholz; R. Gebhard

The gold finds from Bernstorf, in the Freising district of Bavaria, were discovered in 1998, in the area of a Bronze Age settlement. First analyses with X-ray fluorescence (XRF) revealed gold of an unusually high purity grade, which was explained by the use of cementation techniques. A newer analysis with laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA–ICP–MS) indicated an even higher purity. The analytical results were the starting point of an ongoing discussion. In this study, we re-analysed 11 gold samples with Synchrotron radiation–induced X-ray fluorescence at the BAMline at BESSY. In a thorough analysis, different excitation and detection conditions were applied to confirm or ...

Thermo-Chromium: A Contactless Optical Molecular Thermometer

Oct 17, 2017

Ute Resch-Genger

The unparalleled excited-state potential-energy landscape of the chromium(III)-based dye [1]3+ ([Cr(ddpd)2]3+; ddpd=N,N’-dimethyl-N,N’-dipyridin-2-ylpyridin-2,6-diamine) enables a strong dual emission in the near infrared region. The temperature dependence of this dual emission allows the use of [1]3+ as an unprecedented molecular ratiometric thermometer in the 210–373 K temperature range in organic and in aqueous media. Incorporation of [1]3+ in biocompatible nanocarriers, such as 100 nm-sized polystyrene nanoparticles and solutol micelles, provides nanodimensional thermometers operating under physiological conditions.

Mechanochemical Knoevenagel condensation investigated in situ

Oct 17, 2017

Sebastian Haferkamp; Franziska Fischer; Werner Kraus; Franziska Emmerling

The mechanochemical Knoevenagel condensation of malononitrile with p-nitrobenzaldehyde was studied in situ using a tandem approach. X-ray diffraction and Raman spectroscopy were combined to yield time-resolved information on the milling process. Under solvent-free conditions, the reaction leads to a quantitative conversion to p-nitrobenzylidenemalononitrile within 50 minutes. The in situ data indicate that the process is fast and proceeds under a direct conversion. After stopping the milling process, the reaction continues until complete conversion. The continuous and the stopped milling process both result in crystalline products suitable for single crystal X-ray diffraction.

Assessing the review process of EU Ecodesign regulations

Oct 17, 2017

Daniel Hinchliffe; Floris Akkerman

The EU Ecodesign and Energy Labelling Directives set regulations on the energy efficiency, environmental, and information requirements of energy related products entering the EU market. Each individual product regulation stipulates that the EU Commission must undertake a review after a certain number of years. This review stage is crucial to improve the effectiveness and ambition of regulations, and also presents an opportunity to include new resource efficiency aspects. The strength of a review depends on the review process, which has followed various approaches in each reviewed product group so far. This article aims to summarise and discuss these varying review processes and identify their ...

Novel test setup for the quantification of the size effect in spalling tests

Oct 17, 2017

Katja Brecht

Within a current research project which is funded by the German Research Foundation (DFG) the influence of the size and the geometry of specimens on the spalling result in fire tests is going to be investigated at Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). This paper describes some preliminary results and a newly developed test setup. The novel setup enables the efficient and precise quantification of spalling by using a special photogrammetric measurement system.

An electronic nose for the detection and discrimination of environmental pollutant gases in the aglomeration of the city of meknes

Oct 17, 2017

M. Moufid

The ambient air quality around residential areas is influenced by industrial objects, including industrial sewage, livestock farming and landfill sites. These sites are generating malodours or toxic gases involving degradation of ambient air quality, which may constitute a risk in human health if maximum emission limits are exceeded. Therefore, appropriate tools allowing detection of harmful or bad odorous, subsequently contributing to a reduction of odour nuisance are greatly needed. The aim of this study was to demonstrate the capability of an electronic nose E-nose to discriminate various gas samples collected from six different sites from the agglomeration of Meknès city corresponding to ...

Cone type Phased Array Design for High Speed Hollow Axle Inspection

Oct 17, 2017

Rainer Boehm

To increase inspection speed and inspection reliability the use of phased array system is a superior solution. Especially for shaft inspection phased array setups are commonly used. For hollow axle inspection typically a number conventional probes rotating through the axles drilling are applied, without demounting the axes and without dismantling the wheels and the brake discs. A new approach using a cone type array operated in immersion technique will allows to increase inspection speed and reduce the mechanical effort of the inspection system by rotating the sound field for the circumferential scan electronically. Only a linear movement of the probe is necessary to move the phased array cone ...

Mobility particle size spectrometers: Calibration procedures and measurement uncertainties

Oct 16, 2017

A. Wiedensohler; A. Wiesner; K. Weinhold; W. Birmili; M. Herrmann; M. Merkel; T. Müller; S. Pfeifer; A. Schmidt; T. Tuch; F. Velarde; P. Quincey; Stefan Seeger; A. Nowak

Mobility particle size spectrometers (MPSS) belong to the essential instruments in aerosol science that determine the particle number size distribution (PNSD)in the submicrometer size range. Following calibration procedures and target uncertainties against standards and reference instruments are suggested for a complete MPSS quality assurance program: a) calibration of the CPC counting efficiency curve (within 5% for the plateau counting efficiency; within 1 nm for the 50% detection efficiency diameter), b) sizing calibration of the MPSS, using a certified polystyrene latex (PSL) particle size standard at 203 nm (within 3%), c) intercomparison of the PNSD of the MPSS (within 10% and 20% of the ...

Untersuchungen zur Provenienz von Gläsern aus dem Kloster Maulbronn

Oct 16, 2017

Manfred Torge

Das eindrucksvolle Kulturdenkmal Kloster Maulbronn (1147/48–1555) gilt als die am vollständigsten erhaltene Klosteranlage des Mittelalters nördlich der Alpen. Seit der Aufnahme des Klosters in die UNESCO-Liste des Weltkulturerbes im Jahr 1993 ist es eines der meistbesuchten Kulturdenkmäler in Baden-Württemberg. Glasfragmente ohne Schwarzlotbemalung, die im Klosterhof geborgen wurden, stammen vermutlich aus einer früheren Verglasung des Klosters. Die Bestimmung ihrer chemischen Zusammensetzung erfolgte mit dem Ziel, durch den Vergleich mit vorhandenen Analysenergebnissen aus der Literatur Rückschlüsse auf Glashütten zu ziehen, in denen diese Gläser hergestellt worden sein könnten.

Role of dynamical injection locking and characteristic pulse events for low frequency fluctuations in semiconductor lasers

Oct 16, 2017

Konstantin Hicke; D. Brunner; M. C. Soriano; I. Fischer

We investigate the dynamics of semiconductor lasers subject to time-delayed optical Feedback from the perspective of dynamical self-injection locking. Based on the Lang-Kobayashi model, we perform an analysis of the well-known Low Frequency Fluctuations (LFFs) in the frequency-intensity plane. Moreover, we investigate a recently found dynamical regime of fragmented LFFs by means of a locking-range analysis, spectral comparison and precursor pulse identification. We show that LFF dynamics can be explained by dynamical optical injection locking due to the delayed optical feedback. Moreover, the fragmented LFFs occur due to a re-injection locking induced by a particular optical pulse structure in ...

Eigenspannungen in additiv gefertigten Bauteilen aus IN718

Oct 16, 2017

Arne Kromm

Die additive Fertigung (AM) mittels Selective Laser Melting (SLM) bietet großes Potential hinsichtlich der Herstellung geometrisch komplexer Bauteile im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren. Die sich während des Prozesses einstellenden Eigenspannungen können jedoch die Anwendung von SLM-Teilen einschränken, da sie die Tragfähigkeit reduzieren können und unerwünschten Verzug in Abhängigkeit der in der Fertigung festgelegten Randbedingungen verursachen können. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung von Eigenspannungen in SLM-Teilen unter Anwendung komplementärer Messtechniken. Das verwendete Material ist die Nickelbasis-Superlegierung 718. Die Legierung wird ...

Ellipsometric porosimetry on pore-controlled TiO2 layers

Oct 16, 2017

Dana-Maria Rosu; Erik Ortel; Vasile-Dan Hodoroaba; R. Kraehnert; Andreas Hertwig

The practical performance of surface coatings in applications like catalysis, water splitting or batteries depends critically on the coating materials’ porosity. Determining the porosity in a fast and nondestructive way is still an unsolved problem for industrial thin-films technology. As a contribution to calibrated, non-destructive, optical layer characterisation, we present a multi-method comparison study on porous TiO2 films deposited by sol-gel synthesis on Si wafers. The ellipsometric data were collected on a range of samples with different TiO2 layer thickness and different porosity values. These samples were produced by templated sol-gel synthesis resulting in layers with a well-defined ...

Risk Assessment and Communication

Oct 16, 2017

Ben Becker

Risk Assessment and Communication in case of composite cylinders

Evaluation of test results

Oct 16, 2017

Ben Becker

Evaluation of test results from burst tests and load cycle tests.

Measurements on the vehicle-track interaction and the excitation of railway-induced ground vibration

Oct 16, 2017

Lutz Auersch

Two railway measurement campaigns have been performed in Germany and Switzerland which yield insight in the vehicle-track-soil interaction. The campaign in Germany has included simultaneous measurement of vehicle, track, and soil vibrations during train runs with 16, 25, 40, 63, 80, 100, 125, 140, 160 km/h, and impulse measurements of the passenger car, three track sections and the soil. Two ballast tracks, one on the soil surface and one on a concrete bridge, have been investigated as well as a slab track in a tunnel. Ten different sites in Switzerland have been measured for soil properties and train-induced ground vibrations, which allow to determine the excitation forces of the railway traffic ...

Static and dynamic behaviour of pile foundations in homogeneous and inhomogeneous soils

Oct 16, 2017

Lutz Auersch

Offshore wind energy towers are dynamically loaded by waves and wind. Pile foundations provide stiffness and damping and should be properly calculated. A combined finite-element boundary-element method for the dynamic interaction of flexible structures and the soil has been developed. The flexible structures such as single piles or complete wind energy towers are modeled by the finite element method whereas the homogeneous or layered soil is modeled by the boundary element method which uses the Green’s functions for interior loads in the layered half-space to establish the dynamic stiffness matrix of the soil. Soils with a stiffness that is continuously increasing with depth can be modeled as ...

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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

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 ...

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

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Nov 24, 2016

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Jan 23, 2004