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

Sensor Roadmap 4.0 – Prospects towards a uniform topology for process control and smart sensor networks

Aug 21, 2017

Michael Maiwald

Smart functions of sensors simplify their use and enable plug-and-play, even though they are more complex. This is particularly important for, self-diagnostics, self-calibration and self-configuration/parameterization. Intelligent field devices, digital field networks, Internet Protocol (IP)-enabled connectivity and web services, historians, and advanced data analysis software are providing the basis for the future project “Industrie 4.0” and Industrial Internet of Things (IIoT). Important smart features include connectivity and communication ability according to a unified protocol (OPC-UA currently most widely discussed), maintenance and operating functions, traceability and compliance, virtual ...

Spin Electronics for Non Destructive Testing

Aug 21, 2017

Matthias Pelkner; Marc Kreutzbruck

Electromagnetic methods are widely used in Non-destructive Testing industries (NDT). In order to meet the requirements, safety-relevant products and structures have to be tested reliably during production or within subsequent maintenance cycles. For this purpose industrial users call for adapted testing methods which allow the detection of relevant defects such as cracks and pore in ferromagnetic or conductive materials. Automated testing systems and the application of sensor arrays are of great interest in order to enhance inspection quality and to decrease testing time and costs. Magneto resistance (MR) sensors like giant magneto resistance (GMR) or tunnel magneto resistance sensor (TMR) have ...

Eddy Current testing of Composite Pressure Vessels

Aug 21, 2017

Matthias Pelkner

The use of composite pressure vessels instead of conventional vessels made of steel or aluminum grew strongly over the last decade. The reason for this trend is the tremendous weight saving in case of composite vessels. However, the long-time behavior is not fully understood for filling and discharging cycles and creep strength and their influence on the CFRP coating (carbon fiber reinforced plastics) and the internal liner (steel, aluminum, or plastics) [1]. The CFRP ensures the pressure resistance while the inner liner is used as container for liquid or gas. To overcome the missing knowledge of ageing BAM started an internal project to investigate degradation of these material systems [2]. ...

Benefits of GMR sensors adapted for NDT applications

Aug 21, 2017

Matthias Pelkner

Main concept of magnetism and, therefore, of magnetic imaging can be subdivided into different levels, macroscopic, magnetic domain, and atomic. While conventional sensor solutions cover only the macroscopic level, the spatial resolution of GMR (Giant Magneto Resistance) sensors go down to the domain scale. In addition, those low cost sensors are well suited for automotive and industrial applications, particularly high-speed solutions. Main reason is their outstanding performance in terms of high spatial resolution, high accuracy, high bandwidth combined with field sensitivity, energy efficiency and durability. In contrast to industrial use, down to the present day GMR sensors do not get beyond ...

Controlled Self-Assembly of Janus Dendrimers via Microfluidics

Aug 21, 2017

Annabelle Bertin

Unilamellar vesicles self-assembled in water from natural and synthetic phospholipids (liposomes), amphiphilic block copolymers (polymersomes), and more recently amphiphilic Janus dendrimers (dendrimersomes) as hollow soft structures in the nano size regime have attracted increasing interest as they can mimic primitive and contemporary biological membranes, and can be configured into biomimetic nanocapsules with application in nanomedicine such as gene, proteins and drug carriers or theranostics. Compared to other amphiphilic structures, the molecular structure of Janus dendrimers can be precisely controlled: by using the vast range of tools from organic chemistry their size, architecture, density ...

A multi-scale correlative investigation of ductile fracture

Aug 21, 2017

M. Daly; T. L. Burnett; E. J. Pickering; O. C. G. Tuck; Fabien Léonard; R. Kelley; P. J. Withers; A. H. Sherry

The use of novel multi-scale correlative methods, which involve the coordinated characterisation of matter across a range of length scales, are becoming of increasing value to materials scientists. Here, we describe for the first time how a multi-scale correlative approach can be used to investigate the nature of ductile fracture in metals. Specimens of a nuclear pressure vessel steel, SA508 Grade 3, are examined following ductile fracture using medium and high-resolution 3D X-ray computed tomography (CT) analyses, and a site-specific analysis using a dual beam plasma focused ion beam scanning electron microscope (PFIB-SEM). The methods are employed sequentially to characterise damage by void ...

POF-based Distributed Brillouin Sensing

Aug 17, 2017

Andy Schreier

In this presentation the need of distributed Brillouin sensors in POF is underlined. The usage of FBGs for measurment improvements was presented. In-situ structual health monitoring applications were shown and a possible experimental setup was presented.

X-ray Tomography Characterisation of Lattice Structures Processed by Selective Electron Beam Melting

Aug 16, 2017

E. Hernández-Nava; S. Tammas-Williams; C. Smith; Fabien Léonard; P.J. Withers; I. Todd; R. Goodall

Metallic lattice structures intentionally contain open porosity; however, they can also contain unwanted closed porosity within the structural members. The entrained porosity and defects within three different geometries of Ti-6Al-4V lattices, fabricated by Selective Electron Beam Melting (SEBM), is assessed from X-ray computed tomography (CT) scans. The results suggest that horizontal struts that are built upon loose powder show particularly high (~20 x 10⁻³ vol %) levels of pores, as do nodes at which many (in our case 24) struts meet. On the other hand, for struts more closely aligned (0° to 54°) to the build direction, the fraction of porosity appears to be much lower (~0.17 x 10⁻³%) arising ...

Quantitative Characterization of Functional Nanomaterials with vis/NIR Emission

Aug 16, 2017

Ute Resch-Genger

The rational design of functional nanomaterials for optical applications in the material and life sciences requires optical-spectroscopic methods for the quantitative characterization of their signal-relevant optical properties. Additionally, methods for the simple and quantitative analysis of the surface chemistry are desired as the chemical nature and number of the surface groups and ligands can affect the optical features and controls the interaction of these nanomaterials with their environment. Here, we present quantitative photoluminescenvce studies of different types of vis/NIR-emissive nanomaterials like semiconductor quantum dots and upconversion nanocrystals will be presented and their ...

The European Upconversion Network: From the Design of Photon-upconverting Nanomaterials to (Biomedical) Applications (CM1403) WG1 Materials Research & Photophysical Characterization

Aug 16, 2017

Ute Resch-Genger

Lanthanide-doped photon-upconversion nanoparticles (UCNPs) have been in the focus of many research activities in the material and life sciences over the last 15 years because of their potential to convert light between different spectral regions and their unique photophysical properties. In order to fully exploit the application potential of these fascinating nanomaterials, a number of challenges has to be overcome such as the low brightness particularly of small UCNPs and the reliable quantification of the excitation power density (P)-dependent upconversion luminescence (UCL). Here, the need and requirements on the characterization of the optical properties of UCNPs are discussed with special ...

Assessing carbon dioxide emission reduction potentials of improved manufacturing processes using multiregional input output frameworks

Aug 16, 2017

H. Ward; M. Burger; Y.-J. Chang; P. Fürstmann; S. Neugebauer; A. Radebach; G. Sproesser; Andreas Pittner; Michael Rethmeier; E. Uhlmann; J. Ch. Steckel

Evaluating innovative process technologies has become highly important within the last decades. As standard tools different Life Cycle Assessment methods have been established, which are continuously improved. While those are designed for evaluating single processes they run into difficulties when it comes to assessing environmental impacts of process innovations at macroeconomic level. In this paper we develop a multi-step evaluation framework building on multi regional inputeoutput data that allows estimating macroeconomic impacts of new process technologies, considering the network characteristics of the global economy. Our procedure is as follows: i) we measure differences in material usage ...

Molecular Mobility and Physical Aging of a Highly Permeable Glassy Polynorbornene as Revealed by Dielectric Spectroscopy

Aug 16, 2017

Huajie Yin; P. Chapala; M. Bermeshev; Andreas Schönhals; Martin Böhning

Polymeric membranes represent a cost- and energy efficient solution for gas separation. Recently superglassy polymers with high free volume outperform many conventional dense polymers in terms of gas permeability and selectivity. However, such polymers are prone to pronounced physical aging, resulting in a dramatic reduction in the gas permeability. Molecular mobility of polymer segments plays an important role in the physical aging and the gas transport performance of polymeric membranes. Molecular mobility and physical aging of a representative superglassy polynorbornene with very high gas permeability, PTCNSi2g, was monitored by using dielectric spectroscopy with state-of-the-art high-resolution ...

ALD-Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit

Aug 15, 2017

Uwe Beck

Zur Erhöhung der Haft- und Klebfestigkeit von Niedrigenergie-Polymeren wie PTFE, PP und PE werden plasmabasierte Aktivierungen (Realisierung von dangling bonds) und Modifizierungen (Realisierung von functional groups) verwendet. Die Effizienz dieser Modifizierungen liegt für technisch raue Oberflächen bei ca. 10%, d. h. nur jedes zehnte C-Atom wird aktiviert oder modifi-ziert, weil sowohl LP- (Low Pressure) als auch AP- (Atmospheric Pressure) Plasmen nicht topo-graphietreu wirksam werden. Zudem ist die Lebensdauer der Aktivierung bzw. Modifizierung oft sehr kurz, liegt im Bereich von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden, d.h. zeitnahe Beschich-tung oder Verklebung in Prozessfolge sind unabdingbar ...

Crack healing in glasses and glass matrix composites

Aug 15, 2017

Carsten Blaeß

Fundamental understanding of crack healing in glassy crystalline materials is very important for many applications, especially for sealing solid oxide fuel cells (SOFC) since cracks caused by sealing or thermal cycling still remain a substantial bottleneck in developing durable SOFC. Previous studies on soda lime silicate glass [Sin14] showed that crack healing is driven by viscous flow and that healing progress is proportional to time t and inverse viscosity η. This finding would allow to present healing data of a given glass for different temperatures in a master curve healing progress versus t/η. Such master curves would be a helpful tool in understanding crack healing kinetics. Against ...

Crack healing in glass matrix composites

Aug 15, 2017

Carsten Blaeß

Partially crystalline glasses are predominantly used as solid oxide fuel cell (SOFC) sealants due to their superior long term durability. However, cracks caused by thermal cycling still remain a substantial bottleneck in developing durable SOFC sealants inasmuch as, in contrast to crystal free glasses, large crystal volume fractions can retard healing. Hence, the basic understanding of crack healing in glassy crystalline materials and the effects of micro structure are important for finding optimum micro structures for both, durability and crack healing. For studying these effects, several model glass matrix composites (GMC), for which simultaneous crystal growth and crack healing can be excluded ...

Crack healing in glasses

Aug 15, 2017

Carsten Blaeß

Fundamental understanding of crack healing in glassy crystalline materials is very important for many applications, especially for solid oxide fuel cells (SOFC) sealants since cracks caused by mechanical stress or thermal cycling still remain a substantial bottleneck in developing durable SOFC. Previous studies on soda lime silicate glass published by Singh showed that crack healing is driven by viscous flow. There he postulated that the healing progress is proportional to time, t, and the inverse viscosity. This finding would allow to present for a given glass data of crack healing measured at different temperatures in a master curve, if the healing progress is plotted versus t/η. Such master ...

Simulating the service life performance of an inspected group of jacket-type structures

Aug 15, 2017

Ronald Schneider

A novel method for risk-based optimization of inspection and repair strategies for deteriorating structural systems has recently been proposed. The method defines heuristics at the system level to reduce the number of possible strategies. For each defined strategy, it computes the updated system failure probability conditional on simulated inspection and repair histories, and evaluates the associated costs and risk. The expected total service life costs and risk for a strategy are finally determined using Monte Carlo simulation. The optimal strategy minimizes the expected total service life costs and risk. We intend to adopt this approach to optimize inspection, monitoring and repair activities ...

Crystal structure refinements - Rietveld Method

Aug 15, 2017

Moritz-Caspar Schlegel; R. Svetogorov

The talk is an introduction into the Rietveld method and basic aspects concerning powder diffraction analysis. The FOX- and Jana software are explained stepwise which should enable the audiences of the talk to start structure refinements by their own.

Simulating the service life performance of an inspected group of jacket-type structures

Aug 15, 2017

Ronald Schneider; Sebastian Thöns; Andreas Rogge

A novel method for risk-based optimization of inspection and repair strategies for deteriorating structural systems has recently been proposed. The method defines heuristics at the system level to reduce the number of possible strategies. For each defined strategy, it computes the updated system failure probability conditional on simulated inspection and repair histories, and evaluates the associated costs and risk. The expected total service life costs and risk for a strategy are finally determined using Monte Carlo simulation. The optimal strategy minimizes the expected total service life costs and risk. We intend to adopt this approach to optimize inspection, monitoring and repair activities ...

VGP 2013 - Propelling marine lubricants

Aug 15, 2017

Mathias Woydt

This letter to the Editor directs attention to EN 16807-2016:12, Liquid Petroleum products - Bio lubricants - Criteria and requirements of bio lubricants and bio-based lubricants.

Investigations Concerning the Maximum Filling Degree of Dangerous Goods Packagings for Hazardous Liquids

Aug 15, 2017

Eva Schlick-Hasper; Thomas Goedecke; M. Kraume

The dangerous goods regulations UN/ADR (a) prescribe a maximum filling degree for determining the test pressure for the hydraulic pressure test by real measurements. The assumption is that the maximum filling degree of the liquid phase is the worst case concerning the gauge pressure. Therefore, the main objective of this study is to investigate the effect of the filling degree on the gauge pressure. Gauge pressure measurements and calculations for different substances were carried out at different filling degrees for a steel drum and a steel jerrican (heating up from 15°C to 55°C). The assumption that the maximum filling degree is the most critical is only valid for relatively rigid ...

Ectoine can enhance structural changes in DNA in vitro

Aug 14, 2017

Susann Meyer; Maria-Astrid Schröter; Marc Benjamin Hahn; Tihomir Solumon; Heinz Strum; Hans Jörg Kunte

Strand breaks and conformational changes of DNA have consequences for the physiological role of DNA. The natural protecting molecule ectoine is beneficial to entire bacterial cells and biomolecules such as proteins by mitigating detrimental effects of environmental stresses. It was postulated that ectoine-like molecules bind to negatively charged spheres that mimic DNA surfaces. We investigated the effect of ectoine on DNA and whether ectoine is able to protect DNA from damages caused by ultraviolet radiation (UV-A). In order to determine different isoforms of DNA, agarose gel electrophoresis and atomic force microscopy experiments were carried out with plasmid pUC19 DNA. Our quantitative results ...

Long-term behavior of metal and elastomer seals as well as polyethylene as safety relevant components of transport and storage casks for radioactive materials (LaMEP)

Aug 14, 2017

Dietmar Wolff

In Germany, the concept of dry interim storage in dual purpose metal casks before disposal is being pursued for spent nuclear fuel (SNF) and high level waste (HLW) management. The main safety relevant components are the thick-walled dual purpose metal casks. These casks consist e.g. of a monolithic cask body with integrated neutron shielding components (polymers, e.g. polyethylene) and a monitored double lid barrier system equipped with metal and elastomer seals. The metal seals of this bolted closure system guarantee the required leak-tightness whereas the elastomer seals allow for leakage rate measurement of the metal seals. This presentation provides an overview of BAM proactive R&D projects ...

Durability-related properties of geopolymer mortars

Aug 14, 2017

Gregor Gluth

Knowledge of the durability and related properties of alkali-activated materials is a prerequisite for their application as building materials. However, to date only limited data exists in this regard. The present contribution focuses on durability-related transport properties of geopolymer-based materials. We present results of accelerated carbonation, rapid chloride migration (RCM) and air permeability measurements, together with strength and porosity data, for fly ash-based geoplymers, including formulations containing ground granulated blast furnace slag (GGBFS). It was found that, despite comparable total porosities, the carbonation depths, the chloride migration coefficients and the air ...

Mehr-Proben-Kleb-Vorrichtung (MPKV) zur Validierung der Klebfestigkeit

Aug 14, 2017

Thorid Lange

Mit der Verfügbarkeit der Mehr-Proben-Prüfung von bis zu 8 Klebverbunden mittels CAT-Technologie (CAT: centrifugal adhesion testing) wurde im Forschungsvorhaben OKTETT ein durchgehendes Mehr-Proben-Konzept zur Validierung der Klebfestigkeit angewendet. Dazu gehört ein universeller Probenteller (Abb.1) zur Mehr-Proben-Handhabung bei Vorbehandlung, Lagerung, Transport und Klebung. Für das Mehr-Proben-Kleben wurde die MSB-Technologie (MSB: multiple sample bonding) unter Verwendung einer instrumentierten hydraulischen Mehr-Proben-Kleb-vorrichtung entwickelt. Damit kann der Klebandruck für bis zu 8 Prüfkörper über einen Drucksensor definiert eingestellt und die gesamte Vorrichtung beim Kleben Temperaturen ...

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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 ...

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

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Nov 24, 2016

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