A comprehensive bibliography can be obtained from the BAM Publication Server PUBLICA.

Retaining Competence for Safe Transports of Radioactive Material

Jul 8, 2020

Frank Wille

The nuclear phase out in Germany will lead to a challenge finding skilled staff for all areas in nuclear business. Transport of spent fuel and high-level nuclear waste is an ongoing task over the next decades during the decommissioning of nuclear power plants and after the interim storage. The international regulations were adapted and address the issue of transports after storage now. The topic of aging and assessment of the development of the state-of-art technology are in focus. German research funds are supporting the investigations of future challenges of transport and storage of the nuclear heritage. BAM is involved and works on several topics related to the aging issue of packages. The ...

High temperature corrosion phenomena of HEAs and MEAs

Jul 8, 2020

Wencke Schulz

High- and medium-entropy alloys (HEAs and MEAs) constitute a new class of materials. Those with a face-centered cubic (fcc) structure from the Cr-Mn-Fe-Co-Ni system have excellent mechanical properties and are considered for high-temperature applications since diffusion in these alloys was reported to be sluggish. However, their corrosion resistance at high temperatures must still be evaluated to further qualify them for such kinds of applications. Various groups studied the oxidation behavior of HEAs and MEAs under (dry) laboratory and artificial air as well as CO2/CO mixtures in different temperature ranges. CrCoNi exhibits the best corrosion resistance at 800 °C due to the formation of a ...

Chloride-induced reinforcement corrosion in cracked concrete: the influence of time of wetness on corrosion propagation

Jul 8, 2020

C. Boschmann Käthler; U. Angst; Gino Ebell; B. Elsener

Literature data on the influence of concrete cracks on corrosion propagation of reinforcing steel are contradictory. This might be due to very different exposure and test conditions but also to a lack of time-resolved data in cyclic wetting–drying exposure. Here, the influence of the environmental conditions on the corrosion rates in cracked concrete is studied experimentally. The results show that the corrosion rate in cracked concrete depends on the duration of wetting and drying phases and the relative humidity (RH) during the drying phase. The lower the ambient RH in the drying phase, the faster the cracks dry, which depresses the corrosion rate in the periods between the wetting events. ...

Raman Spectroscopic Signature of Ectoine Conformations in Bulk Solution and Crystalline State

Jul 8, 2020

Tihomir Solomun; Marc Benjamin Hahn; J. Smiatek

Recent crystallographic results revealed conformational changes of zwitterionic ectoine upon hydration. By means of confocal Raman spectroscopy and density functional theory calculations, we present a detailed study of this transformation process as part of a Fermi resonance analysis. The corresponding findings highlight that all resonant couplings are lifted upon exposure to water vapor as a consequence of molecular binding processes. The importance of the involved molecular groups for water binding and conformational changes upon hydration is discussed. Our approach further Shows that the underlying rapid process can be reversed by carbon dioxide saturated atmospheres. For the first time, ...

Using SXRR to Probe the Nature of Discontinuities in SLM Additive Manufactured Inconel 718 Specimens

Jul 8, 2020

René Laquai; Bernd R. Müller; J. Schneider; Andreas Kupsch; Giovanni Bruno

The utilization of additive manufacturing (AM) to fabricate robust structural components relies on understanding the nature of internal anomalies or discontinuities, which can compromise the structural integrity. While some discontinuities in AM microstructures stem from similar mechanisms as observed in more traditional processes such as casting, others are unique to the AM process. Discontinuities in AM are challenging to detect, due to their submicron size and orientation dependency. Toward the goal of improving structural integrity, minimizing discontinuities in an AM build requires an understanding of the mechanisms of formation to mitigate their occurrence. This study utilizes various techniques ...

Antibacterial and degradable thioimidazolium poly(ionic liquid)

Jul 8, 2020

Ina Stephan; Thomas Dimke; R. Guterman; C. A. Smith; V. A. Cataldo

New antibacterial agents are urgently required to fight the emergence of antibiotic-resistant bacteria. We recently synthesized the first thioimidazolium ionene, which has antibacterial properties and can degrade in various media. This dual functionality is crucial in order to limit the environmental impact of these biocides. We have found that our polymer is stronger than benzalkonium chloride (BAC) against Pseudomonas aeruginosa and also readily degrades in the presence of base, while remaining stable in acidic environments. These results highlight a new emerging class of antibacterial degradable polymers.

Super resolution laser line scanning thermography

Jul 6, 2020

Samim Ahmadi; P. Burgholzer; P. Jung; G. Caire; Mathias Ziegler

In this paper we propose super resolution measurement and post-processing strategies that can be applied in thermography using laser line scanning. The implementation of these techniques facilitates the separation of two closely spaced defects and avoids the expected deterioration of spatial resolution due to heat diffusion. The experimental studies were performed using a high-power laser as heat source in combination with pulsed thermography measurements (step scanning) or with continuous heating measurements (continuous scanning). Our work shows that laser line step scanning as well as continuous scanning both can be used within our developed super resolution (SR) techniques. Our SR techniques ...

Self-degrading graphene sheets for tumor therapy

Jul 6, 2020

Ievgen S. Donskyi; Y. Chen; Philip Nickl; G. Guday; H. Qiao; K. Achasi; Andreas Lippitz; Wolfgang E. S. Unger; C. Böttcher; W. Chen; M. Adeli; R. Haag

Low biodegradability of graphene derivatives and related health risks are the main limiting factors for their in vivo biomedical applications. Here, we present the synthesis of enzyme-functionalized graphene sheets with self-degrading properties under physiological conditions and their applications in Tumor therapy. The synergistic enzyme cascade glucose oxidase and myeloperoxidase are covalently conjugated to the surface of graphene sheets and two-dimensional (2D) platforms are obtained that can produce sodium hypochlorite from glucose. The enzyme-functionalized graphene sheets with up to 289 nm average size are degraded into small pieces (≤40 nm) by incubation under physiological conditions ...

Quantification of microplastics in a freshwater suspended organic matter using different thermoanalytical methods – outcome of an interlaboratory comparison

Jul 6, 2020

Roland Becker; Korinna Altmann; Thomas Sommerfeld; Ulrike Braun

A sedimented freshwater suspended organic matter fortified with particles of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polyethylene terephthalate (PET) was employed in an interlaboratory comparison of thermoanalytical methods for microplastics identification and quantification. Three laboratories performed pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC-MS), three others provided results using thermal extraction desorption followed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (TED-GC-MS). One participant performed thermogravimetry-infrared spectroscopy (TGA-FTIR) and two participants used thermogravimetry coupled to mass spectrometry (TGA-MS). Further participants ...

Toward a better understanding of low-frequency electrical relaxation - An enhanced pore space characterization

Jul 6, 2020

Sabine Kruschwitz; M. Halisch; R. Dlugosch; Carsten Prinz

Relaxation phenomena observed in the electrical low-frequency range (approximately 1 mHz-10 kHz) of natural porous media like sandstones is often assumed to be directly related to the dominant (modal) pore throat sizes measured, for instance, with mercury intrusion porosimetry. Attempts to establish a universally valid relationship between pore size and peak Spectral Induced Polarization (SIP) relaxation time have failed, considering sandstones from very different origins and featuring great variations in textural and chemical compositions as well as in geometrical pore space properties. In addition working with characteristic relaxation times determined in Cole-Cole or Debye decomposition fits ...

Soybean Fertilized by P-Phases from Bagasse-Based Materials: P-Extraction Procedures, Diffusive Gradients in Thin Films (DGT), and X-ray Diffraction Analysis (XRD)

Jul 6, 2020

Hannes Herzel; V. Dombinov; Christian Vogel; S. Willbold; G. V. Levandowski; M. Meiller; F. Müller; J. W. Zang; W. A. da Fonseca-Zang; N. D. Jablonowski; S. D. Schrey; Christian Adam

The Brazilian sugarcane industry produced around 173 million tons (Mt) of bagasse in 2018. Bagasse is a by-product of juice extraction for ethanol and sugar production and is combusted in order to generate power, producing up to 10 Mt of ash per year. This ash contains various concentrations of plant nutrients, which allow the ash to be used as a crop fertilizer. However, the concentration and extractability of phosphorus (P), an essential plant nutrient, are low in bagasse ash. To increase the P content, we co-gasified and co-combusted bagasse with P-rich chicken manure. The resulting ash was thermochemically post-treated with alkali additives (Na2SO4 and K2SO4) to increase the availability ...

Weiterentwicklung und Verbesserung des Konzeptes zur Begrenzung von Konservierungsmitteln für Produkte mit dem Blauen Engel

Jul 6, 2020

Ina Stephan; Viola Boenke; Sigrid Drecker

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die biologische Prüfmethode der Checkliste zur stoffli-chen Bewertung im Rahmen des Aufnahmeverfahrens für weitere Topfkonservierungsmittel in den Anhang 1 zur Vergabegrundlage RAL-UZ102 „Emissionsarme Innenwandfarben“ überarbeitet. Der Test für den Einsatz von Konservierungsmitteln in seiner jetzigen Fassung besteht seit nahezu 20 Jah-ren und erfolgt ausschließlich an weißer Dispersionsfarbe für den Innenraum. Die hierbei ermittelten Höchstmengen für den Einsatz von Topfkonservierern werden z.Zt. auch auf andere Innenraumbau-produkte übertragen. Ziel war es zu klären, ob die Anforderungen an die Topfkonservierung bei Far-ben tatsächlich für andere Innenraumbauprodukte ...

Challenges in Intelligent Computing for Non destructive testing in civil engineering – today and tomorrow

Jul 6, 2020

Sabine Kruschwitz

A large amount of data and information is collected in the field of non-destructive testing (NDT) in civil engineering. The weakly structured data are usually evaluated with regard to specific testing tasks (e.g. geometry determination, damage localization, quality assurance). While the data offers great economic potential, i.e. to support construction planning, monitoring and maintenance processes, the evaluation is manual and case-by-case and therefore too inefficient for broader applications. We present recent visions and approaches how these large amounts of data need to be handled in the future and how we aim to make the acquired knowledge accessible to our stakeholders. Building on initiatives ...

Laser Induced Dielectric Breakdown for Chemical Vapor Deposition by Hydrogen Reduction of Volatile Boron Halides BCl3 and  BF3

Jul 6, 2020

Igor Gornushkin; P. Sennikov; R. Kornev; A. Ermakov; V. Shkrunin

A possibility of deposition from laser-induced plasma is investigated in search for an economic and simple method for obtaining isotopic compounds from enriched gaseous precursors although no isotopic compounds are used in this the proof-of-principle work. A breakdown in mixtures of BCl3 and BCl3 with hydrogen, argon, and methane are studied both theoretically and experimentally. Equilibrium chemistry calculations show the deposition of boron, boron carbide, and carbon is thermodynamically favorable in BCl3 systems and only carbon in BF3 systems. Dynamic calculation of expanding plasma is performed using fluid dynamics coupled with equilibrium chemistry. Condensed phases of boron, boron carbide ...

Ageing aspect in the safety evaluation of special form radioactive material

Jul 3, 2020

Annette Rolle; Steffen Komann; Frank Wille

In accordance with the IAEA transport regulations Special Form Radioactive Material (SFRM) is either an indispersible solid radioactive material or a sealed capsule containing radioactive material. The design of special form radioactive material has to resist a severe transport accident without undue loss or dispersal of radioactive material. The safety assessment for design approval shall include besides the required test program (impact, percussion, bending and heat test) also the evaluation of the management system for design, manufacture, testing, documentation, use, maintenance and inspection. The specified quality assurance measures have to assure, that every specimen of the approved design ...

Substitution pattern controlled aggregation-induced emission in donor-acceptor-donor dyes with one and two propeller-like triphenylamine donors

Jul 2, 2020

Nithiya Nirmalananthan-Budau; J. H. Budau; Daniel Moldenhauer; G. Hermann; Werner Kraus; Katrin Hoffmann; Beate Paulus; Ute Resch-Genger

We present a comparative study of the spectroscopic properties of the donor–acceptor–donor substituted dyes triphenylamine-allylidenemalononitrile-julolidine (TMJ) and triphenylamine-allylidenemalononitriletriphenylamine (TMT), bearing one and two propeller-like triphenylamine donor moieties, in solvents of varying polarity and viscosity and in the aggregated and solid state. Our results reveal control of the aggregation-induced spectroscopic changes and the packing motifs of the dye molecules in the solid state by the chemical nature and structure of the second nitrogen-containing donor, i.e., a planar and a rigid julolidine or a twisted triphenyl group. Assuming that the TMT and TMJ aggregates ...

Multivalent Bacteria Binding by Flexible Polycationic Microsheets Matching Their Surface Charge Density

Jul 2, 2020

R. Ahmed; A. Vaishampayan; J. L. Cuellar-Camacho; D. J. Wight; Ievgen Donskyi; Wolfgang Unger; E. Grohmann; R. Haag; O. Wagner

Aiming at the overall negative surface charge of bacteria, a new strategy of antibacterial agents based on large polymer-modified graphene oxide (GO) sheets is assessed. The presented flexible, polycationic Sheets match the size and charge density of the Escherichia coli surface charge density (2 × 1014 cm−2). These matching parameters create an unspecific but very strong bacteria adsorber by multivalent, electrostatic attraction. Their interaction with bacteria is visualized via atomic force and confocal microscopy and shows that they effectively bind and wrap around E. coli cells, and thereby immobilize them. The incubation of Gram-negative and -positive bacteria (E. coli and methicillin-resistant ...

CFD-analysis of Sensible Enthalpy Rise Approach to dermine the heat release rate of electric-vehicle-scale lithium-ion batteries

Jul 2, 2020

Sascha Voigt; Felix Sträubig; Stephan Palis; A. Kwade; Christian Knaust

This paper analyses the suitability of the Sensible Enthalpy Rise Approach for measuring the heat release rate of electric-vehicle-scale lithium-ion batteries. An apparatus is designed that meets the conditions of an electric-vehicle-scale lithium-ion battery fire by using cement board as wall material. Modifications of the Sensible Enthalpy Rise Methodology are presented due to the high emissivity and inhomogeneous temperature distribution of the apparatus wall material: a power 4 approach for the heat flow from the walls to the ambient air and an alternative determination methodology for the wall temperature. A one factor at a time parameter study is performed with Computational Fluid Dynamics ...

Experimental investigation of the impact of water mist on high-speed non-premixed horizontal methane jet fires

Jul 2, 2020

Stephan Palis; Felix Sträubig; Sascha Voigt; Christian Knaust

In this paper, the influence of a fixed water mist firefighting system on a high-speed non-premixed horizontal methane jet fire is investigated with focus on its effect on temperatures and heat load of the jet fire and on ist surroundings. Six tests are performed in which gas is released out of an orifice with a diameter of 1 mm and a release pressure of up to 186 bar. In addition to temperature and radiation measurements, the release pressure, gas mass flow rate and exhaust gas concentrations are detected to determine the heat release. Video and IRanalysis are used to evaluate the interactions between jet fire and water mist. The experiments show, that water mist reduces the temperatures inside ...

A lowering friction treatment for railway materials

Jul 2, 2020

Frank Otremba; Romero-Navarrete José-Antonio

A facility is proposed in this paper to apply a selective carburizing process to the lateral faces of a railways´ head, aiming to increase its carbon content and to decrease the friction coefficient in case that the flange of the railway car wheel gets in contact with the rail during turning. Such a treatment would reduce the energy that is lost during the turning maneuvers performed by the vehicle, further improving the energy efficiency of the railway car. The facility consists of a furnace, which should be set next to the rails´ hot-rolling facility, in order to use the available enthalpy. The proposed furnace is equipped with what is necessary to avoid the decarbonization of the remaining ...

Prozessüberwachung in der additiven Fertigung von Metallen - das Projekt ProMoAM

Jul 2, 2020

Christiane Maierhofer

Prozessüberwachung in der additiven Fertigung von Metallen - das Projekt ProMoAM. In diesem Vortrag wird das gesamte Projekt vorgestellt. Dabei wird auf die Thermografie im LMD und L-PBF Prozess näher eingegangen. Hierbei werden sowohl stationäre als auch mit bewegte Systeme vorgestellt.

Review: Biofuels: Alternative Feedstocks and Conversion Processes for the Production of Liquid and Gaseous Biofuels

Jul 2, 2020

Ralph Bäßler

his fully updated examination of sustainable processes for gaseous and liquid biofuels production, published for the second time within the series “Biomass, Biofuels, Biochemicals”, provides 33 contributions made by 120 authors. They present a holistic view of biofuels in research, operation, scale‐up and application. Comparing to the first edition, all chapters have been updated and new chapters covering topics of current interest, including sustainability and biohydrogen have been added. By its wide overview on existing technologies, this book provides state‐of‐the‐art information and knowledge to the desired readership, like post‐graduates, researchers in the area of biofuels, wastewater ...

Review: Magnesium and its Alloys – Technology and Applications

Jul 2, 2020

Ralph Bäßler

The first edition of this book, published within the series “Materials Science – Metals and Alloys”, provides broad knowledge of this interesting and widely applied metal from manufacturing and production to finishing and application in 13 chapters, written by 29 contributors. Each chapter is separately concluded and ends with references used. This book fulfills its intention of conveying comprehensive and cutting‐edge knowledge of magnesium alloys. It is useful for practicing engineers, researchers and students searching for an instructional and reference source.

Rezension: Zerstörungsfreie Werkstück- und Werkstoffprüfung

Jul 2, 2020

Ralph Bäßler

Das 1988 erstmalig erschienene und bewährte Fachbuch wurde auf den neuesten Stand gebracht und im Rahmen der „Kontakt & Studium“‐Serie der Technischen Akademie Esslingen als Band 243 neu aufgelegt. In 12 Kapiteln bieten die 12 erfahrenen Autoren einen Überblick über die gebräuchlichsten Formen zerstörungsfreier Prüfverfahren als Grundlage für die Dokumentation der Produktqualität während des gesamten Herstellungsprozesses und deren elementare Bedeutung für die Produkthaftung. Dieses Lehrbuch dient nicht nur Universitäts‐Studierenden, sondern bietet auch jedem interessierten Leser einen Überblick der gebräuchlichen Verfahren.

Chromium (VI) in phosphorus fertilizers determined with the diffusive gradients in thin-films (DGT) technique

Jul 2, 2020

Christian Vogel; Marie Hoffmann; O. Krüger; V. Murzin; W. Caliebe; Christian Adam

Phosphorus (P) fertilizers from secondary resources became increasingly important in the last years. However, these novel P-fertilizers can also contain toxic pollutants such as chromium in its hexavalent state (Cr(VI)). This hazardous form of chromium is therefore regulated with low limit values for agricultural products even though the correct determination of Cr(VI) in these fertilizers may be hampered by redox processes, leading to false results. Thus, we applied the novel diffusive gradients in thin-films (DGT) technique for Cr(VI) in fertilizers and compared the results with the standard wet chemical extraction method (German norm DIN EN 15192) and Cr K-edge X-ray Absorption near-edge structure ...

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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 ...

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