TY - CONF A1 - Zerbst, Uwe A1 - Beier, H.T. A1 - Nitschke-Pagel, T. T1 - IBESS: Integrale Bruchmechanische Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen - Eine Einführung N2 - Die Projektbezeichnung IBESS steht für .Integrale Bruchmechanische Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen". Ziel des von acht Partnern vorangetriebenen AiF-DFG-Forschungsclusters IBESS ist die Entwicklung eines Ansatzes zur bruchmechanischen Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen. Die Arbeiten umfassen grundlegende Untersuchungen zum Wachstum und Arrest kurzer Risse, zur Ausbildung und Beeinflussung von Schweißeigenspannungen unter zyklischer Last, zum Einfluss der lokalen Nahtgeometrie auf die Rissausbreitung, zum Mehrfachriss-Phänomen oberhalb des Dauerfestigkeitsniveaus sowie zum Koaleszenzverhalten benachbarter Risse. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in ein analytisches Modell zur Ermittlung der Schwingfestigkeit ein, das physikalisch begründete und mithin sehr viel individuellere Vorhersagen des Ermüdungsverhaltens von Schweißnähten ermöglichen soll, als das auf konventioneller Basis bislang möglich ist. Ein nicht geringer Teil der Aktivitäten des Clusters ist mit der Bereitstellung von Daten zur Validierung befasst. Diese wird auf verschiedenen Ebenen vorgenommen, von der Beschreibung des Wachstuns von Einzelrissen über ihr Zusammenwachsen bis hin zur kompletten Wöhlerkurve. Ziel dieses Vortrags ist ein kurzer Überblick über das IBESS-Gesamtprojekt, das dem Zuhörer eine Einordnung der im IBESS-Vortragsblock vorgestellten Einzelaktivitäten ermöglichen soll. T2 - DVS Congress 2015 - Große Schweißtechnische Tagung CY - Nuremberg, Germany DA - 14.09.2015 KW - Schwingfestigkeit KW - Bruchmechanik KW - IBESS PY - 2015 SN - 978-3-945023-46-4 N1 - Serientitel: DVS-Berichte – Series title: DVS-Berichte IS - 315 SP - 265 EP - 271 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34801 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Feldmann, R. ED - Schuhmann, R. T1 - Zerstörungsfreie Feuchtemessung an Estrichen - ein multi-sensorischer Ansatz mit Methodenvergleich N2 - Feuchte und Salz können die Mikrostruktur poröser Baustoffe maßgeblich verändern, oft sind sie die Ursache von sowohl chemischen als auch mechanischen Schädigungen und Korrosion. Im speziellen Fall von Fußbodenestrichen ist gerade die Frage nach der Belegreife für Fußbodenleger von immer wiederkehrender Bedeutung. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den Vor- und Nachteilen verschiedener zerstörungsfreier, feuchtesensitiver Messmethoden und vergleicht die Ergebnisse mit denen der baustellenüblichen zerstörenden Tests. Kapazitive Methoden und Bodenradar scheinen am erfolgversprechensten im Bezug auf flächige Feuchtemessungen, aber auch sie eignen sich derzeit noch nicht als eigenständige, sofort ersetzbare Absolutmessgeräte, sondern eher als schnelle Relativverfahren fürs Monitoring. T2 - 8. CMM-Tagung 2015 - Innovative Feuchtemessung in Forschung und Praxis - Material - Prozesse - Systeme CY - Karlsruhe, Germany DA - 07.10.2015 KW - Estrich KW - Feuchtemessung KW - Radar KW - Hydratation KW - Baustoffe KW - Feuchte KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Kapazitive Methoden PY - 2015 N1 - Serientitel: Innovative Feuchtemessung in Forschung und Praxis – Series title: Innovative Feuchtemessung in Forschung und Praxis VL - 8 SP - 79 EP - 91 AN - OPUS4-34763 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Petrat, T. A1 - Graf, B. A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Laser-Pulver-Auftragschweißen zum additiven Aufbau komplexer Formen N2 - Das Laser-Pulver-Auftragschweißen als additives Fertigungsverfahren ermöglicht einen endformnahen Aufbau von Bauteilen. Ein Zielkonflikt besteht zwischen der Forderung nach hoher Aufbaurate und hoher Endformnähe, welcher von der Schweißraupengröße wesentlich beeinflusst wird. In dieser Veröffentlichung wird das Laser-Pulver-Auftragschweißen eingesetzt, um komplexe Formen additiv aufzubauen. Am Beispiel eines Tannenbaumprofiles werden unterschiedliche Einflussfaktoren dargestellt. Dazu gehören die Raupengeometrie, die Überlappung einzelner Raupen, die Verwendung unterschiedlicher Aufbaustrategien und die Teilung des Gesamtkörpers in Teilkörper. Der Zielkonflikt wird durch die Herstellung von Probekörpern mit unterschiedlichen Steigungswinkeln an den Seitenflächen verdeutlicht. Die Ergebnisse zeigen eine verbesserte Endformnähe in Bereichen flacher Steigung beim Einsatz kleiner Schweißraupen. Im Vergleich dazu erlauben die Schweißparameter der großen Raupen eine 5-fach höhere Aufbaurate. Bei einer Raupenüberlappung kleiner und großer Raupengeometrien innerhalb einer Lage treten Anbindungsfehler auf. Strategien zur Behebung dieses Fehlers durch Anpassung der Schweißreihenfolge werden in dieser Veröffentlichung aufgezeigt. Diese Erfahrungen werden genutzt, um einen Gesamtkörper aus Teilkörpern unterschiedlicher Raupengeometrien zu fertigen. T2 - DVS Congress 2015 - Große Schweißtechnische Tagung CY - Nuremberg, Germany DA - 14.09.2015 PY - 2015 SN - 978-3-945023-46-4 N1 - Serientitel: DVS-Berichte – Series title: DVS-Berichte IS - 315 SP - 126 EP - 129 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34770 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Krebber, Katerina ED - Karabay, G. ED - Kara, S. T1 - Smart geosynthetics for structural health monitoring using fully distributed fiber optic sensors N2 - We report on the development of a complete system for structural health monitaring of large-scale geotechnical structures. The system uses Brillouin frequency domain analysis (BOFDA) for distributed measurement of strain and temperature along glass optical fibers (GOFs) by determining the so-called Brillouin frequency shift (BFS). ln a number of research activities we managed to optimize the BOFDA measurement setup regarding the spatial resolution and the accuracy of the measured quantities. Moreover, we realized a simultaneaus measurement of strain and temperature by using nonzero dispersion-shifted fibers (NZDSFs) with several multiple Brillouin scattering resonances. ln cooperation with our German and ltalian industry partners we finally succeeded in fabricating low-attenuation smart geosynthetics as a sensor component of a fully distributed Brillouin-based fiber optic monitaring system. T2 - 6th International Technical Textiles Congress CY - Izmir, Turkey DA - 14.10.2015 KW - Brillouin scattering KW - Distributed sensor KW - Fiberoptic sensor KW - Optical fiber KW - Structural health monitoring PY - 2015 SN - 978-975-441-448-6 SP - 215 EP - 218 PB - Meta Basim Pr. AN - OPUS4-34772 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph A1 - Yevtushenko, Oleksandra A1 - Hattendorf, H. T1 - Electrochemical characterization of high alloyed materials in molten salts for solar energy applications N2 - Within the last years the use of feasible alternative energy sources has risen and is going to replace fossil resources more and more. Nevertheless, service conditions in solar facilities are due to the chemical composition of heat transmission media and temperatures, in many cases, extreme in terms of corrosion. Since the construction of power plants shall be economical with maximum life service, materials selection based on preliminary material qualification is essential to guarantee a secure and reliable operation of those facilities. The materials selection depends on the operation temperature of a power plant on the chemical composition of the transmission fluid used. In high corrosive environments Ni-based alloys are often used as an all-round solution for the construction of corrosion resistant parts, because of their good corrosion properties. However, there might be limits for their use regarding their corrosion behavior, with which this contribution deals. Experiences from the electrochemical characterization of materials in aqueous solutions are transferred to molten salts, providing a good addition to common exposure tests at temperatures from 450 0C to 600 0C. By means of electrochemical measurements and exposure tests the suitability of high alloyed materials in molten nitrate salt (60 % NaNO3/40 % KNO3) can be characterized. The method was verified on different Ni-based alloys (UNS N08810, UNS N06600) and Titanium (UNS R50250). T2 - NACE International Corrosion Conference 2015 CY - Dallas, TX, USA DA - 15.03.2015 KW - Localized corrosion KW - Nickel based alloys KW - Solar energy KW - Renewables KW - Electrochemical characterization KW - UNS N08810 KW - UNS N06600 KW - UNS R50250 PY - 2015 SP - paper 5659, S. 1 EP - 9 AN - OPUS4-34748 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seuthe, T. A1 - Grehn, M. A1 - Mermillod-Blondin, A. A1 - Bonse, Jörn A1 - Eberstein, M. T1 - Requirements on glasses for femtosecond-laser based micro-structuring N2 - In this work, glasses with systematically varied compositions were manufactured and irradiated by single Ti:sapphire fs-laserpulses (800 nm, 120 fs), focused at the surface and into the bulk of the glass materials. The samples were tested for their ablation threshold fluence as well as for structural changes using µ-Raman-spectroscopy. Correlations between the glass composition, the material-ablation on the glass surface and the permanent changes of the refractive index inside the glass volume after the irradiation by fs-laser pulses were obtained. The results show, that the structural modifications found at the surface of the glasses and inside its volume are closely related. However, while the ablation threshold fluence of the glass surface primarily depends on the glass dissociation energy, the permanent refractive index change inside the volume is rather determined by its ability for absorbing the fs-laser pulses and the subsequent relaxation processes. The results of this work provide some guidance on how the glass composition can be varied in order to optimize the fs-laser induced modification of dielectrics. T2 - 11th International Conference on Ceramic Interconnect & Ceramic Microsystems Technologies CY - Dresden, Germany DA - 20.04.2015 PY - 2015 SN - 978-1-5108-0456-2 DO - https://doi.org/10.4071/CICMT-TA24 SP - 47 EP - 53 PB - Curran CY - Red Hook, NY, USA AN - OPUS4-34755 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hübner, P. A1 - Zerbst, Uwe ED - Hütter, G. ED - Zybell, L. T1 - Fracture mechanics assessment of welded components at static loading N2 - Special aspects of welded components such as geometrical imperfections, inhomogeneity, strength mismatch and welding residual stresses have to be taken into account in a fracture mechanics analysis since they affect the crack driving force in the component as weil as the fracture resistance of the material. The treatment of components subjected to static loading is based on methods such as the European SINT AP procedure, which has been validated in a nurober of case studies. In the present paper the influence of strength mismatch and residual stresses on the fracture resistance and the assessment of a component are discussed. T2 - International symposium 'Recent trends in fracture and damage mechanics' CY - Freiberg/Sachsen, Germany DA - 24.09.2015 KW - Fracture mechanics KW - Weldments PY - 2015 SN - 978-3-319-21466-5 SP - Part II, 61 EP - 86 PB - Springer AN - OPUS4-34758 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Salg, Steffen A1 - Malow, Marcus A1 - Michael-Schulz, Heike T1 - Wie beeinflussen nicht-atmosphärische Bedingungen das Deflagrationsverhalten? N2 - Zur Bestimmung der Deflagrationsfähigkeit von energiereichen Stoffen/ Gemischen wurde zuletzt ein Vier-Liter-Autoklav vorgeschlagen, der im Vergleich zu den derzeit gängigen Prüfmethoden eine Reihe von Vorteilen bietet. In diesem Beitrag wird der Frage nachgegangen, wie nicht-atmosphärische Bedingungen das Deflagrationsverhalten beeinflussen. Zur Beantwortung dieser Frage wurden weitere Experimente im genannten Autoklaven und in einem kleineren Autoklaven durchgeführt. Im Wesentlichen lässt sich feststellen, dass der Druck im Probengefäß vor Versuchsbeginn, insbesondere reduzierter Ausgangsdruck < 1 bar Auswirkungen auf das Deflagrationsverhalten hat. Das Vorhandensein einer reinen Stickstoffatmosphäre hingegen, beeinflusst das Deflagrationsverhalten nicht. T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 05.11.2015 KW - Deflagration KW - Geschlossener Behälter KW - Autoklav KW - Nicht-atmosphärische Bedingungen PY - 2015 SN - 978-3-86011-091-1 SP - P12, 1 EP - 4 AN - OPUS4-34821 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Woydt, Mathias A1 - Mohrbacher, H. ED - Singh, D. ED - Salem, J. ED - Wang, J. ED - Kirihara, S. T1 - Hardmetals based on niobium carbide (NbC) versus casted NbC bearing MMCs N2 - Thc tribological behavior under dry sliding of a Fe3Al-NbC composite prepared by pyrometallurgical synthesis is compared to NbC-based hard metals bonded by cobalt or Fe3Al. The dry sliding wear resistance (0,1-7/10 m/s) of the present Fe3Al-NbC with 60% NbC was close to those known of NbC-based hard metals. No grain pull-outs or fragmentations of the NbC grains were seen in the wear tracks, as a metallurgical interphase was formed between matrix and NbC grains. T2 - 39th International conference on advanced ceramics and composites CY - Daytona Beach, FL, USA DA - 25.01.2015 PY - 2015 SN - 978-1-119-21128-0 SP - 87 EP - 92 PB - Wiley AN - OPUS4-34888 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Jennifa A1 - Beck, Uwe A1 - Hidde, Gundula A1 - Hielscher, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Mix, Renate T1 - Plasmagestützte Oberflächenfunktionalisierung von Polypropylen (PP) N2 - Polypropylen (PP) ist als Niedrigenergie-Polymer ohne nass- und plasmachemische Vorbehandlung weder haftfest zu beschichten noch verbundfest zu kleben. Typische Haft- bzw. Klebfestigkeiten liegen für die unbehandelte Polymeroberfläche bei maximal 0,5 MPa. Hinzu kommt, dass bei der Bestimmung von Haft- und Klebfestigkeiten der unmodifizierten Oberfläche mit großen Streuungen zu rechnen ist, die bezogen auf die Spannweite durchaus einem Faktor 5 entsprechen können. Generell besteht bei Prüfung der Haftfestigkeit mittels Stirnabzugsversuch und bei der Prüfung der Klebfestigkeit die Notwendigkeit eines statistisch validierten Herangehens. Hierzu sind zeitaufwändige Ein-Proben-Klebungen und -Prüfungen nur eingeschränkt geeignet. Zudem ist, insbesondere für geringe Haft- bzw. Klebfestigkeiten, ein querkraftfreies Prüfen Grundvoraussetzung. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedenartige plasmagestützte Oberflächenfunktionalisierungen von PP sowie das Mehr-Proben-Konzept zur Klebung/Prüfung von bis zu acht Proben vorgestellt. Dazu werden ein BAM-Funktionsmuster einer Mehr-Proben-Kleb-Vorrichtung und eine kommerzielle analytische Zentrifuge zum Prüfen verwendet. T2 - 24. Workshop des Anwenderkreises Atmosphärendruckplasma "Haftung durch Oberflächenfunktionalisierung" CY - Erfurt, Germany DA - 11.11.2015 KW - Plasmamodifizierung KW - Polypropylen KW - Haftfestigkeit KW - Klebfestigkeit KW - Mehr-Proben-Kleben/-Prüfen PY - 2015 SP - 1 EP - 6 PB - Anwenderkreis Atmosphärendruckplasma CY - Jena AN - OPUS4-34838 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Voland, Katja A1 - Meng, Birgit ED - Ludwig, H.-M. T1 - AKR unter kombinierten Einwirkungen - Rissbildungs- und Transportmechanismen N2 - ln den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz verstärkt Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten, die mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht werden. Die damit einhergehende oft drastische Reduzierung der Nutzungsdauer der Betonfahrbahndecke führte zu einer starken Intensivierung der Forschung auf diesem Gebiet. Zentraler Forschungsgegenstand war bisher neben der Suche nach geeigneten präventiven betontechnologischen Maßnahmen vor allem die Entwicklung performanceorientierter Prüfverfahren zur AKR-Prävention. Dabei wurden insbesondere die klimatischen Einwirkungen auf die Betonfahrbahndecke und der externe Alkalieintrag zeitraffend simuliert. Die zusätzlich interagierenden mechanischen Einwirkungen aus dem Verkehr fanden bisher keine Berücksichtigung. Vor diesem Hintergrund verfolgt die 2011 eingerichtete und 2015 um weitere drei Jahre verlängerte DFG-Forschergruppe 1498 u. a. das Ziel, den Einfluss einer mechanisch induzierten Vorschädigung (Ermüdungsbeanspruchung) auf den AKR-Schädigungsprozess zu klären. Die hierfür erforderliche Beschreibung der vielfältigen interagierenden Schädigungs- und Transportprozesse erfordert eine enge Verknüpfung von Experimenten mit einer mehrskaligen Modellierung. Die experimentelle Basis bildet die mechanische Vorschädigung (Ermüdung) großformatiger Balken aus einem Fahrbahndeckenbeton mit einem erhöhten AKR-Schädigungspotenzial. Aus diesen Balken werden nach der Ermüdungsbeanspruchung kleinformatige Probekörper gewonnen, an denen die Auswirkungen der mechanischen Vorschädigung auf das Betongefüge und die interagierenden Transport- und Schädigungsprozesse analysiert werden. Das Teilprojekt der SAM hat in diesem Kontext die Aufgabe, ganzheitlich die Rissbildungsprozesse und den interagierenden Eintrag bzw. Auslaugung der Alkalien von der mechanisch induzierten Vorschädigung bis zum AKR-Schädigungsprozess in enger Abstimmung mit den Forschungspartnern zu untersuchen. Den Schwerpunkt dieses Beitrags bildet die Charakterisierung der Rissbildungsprozesse durch die mechanische Vorschädigung und ihrer Auswirkungen auf die interagierenden Transportprozesse. Das schließt die Vorstellung der hierfür angewandten innovative Prüftechniken und Prüfmethodologien ein. T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 16.09.2015 KW - Betonfahrdecke KW - Ermüdung KW - Transportprozess KW - Ultraschall KW - Schallemissionsanalyse KW - Computertomografie KW - Laser-induced breakldown spectroscopy PY - 2015 SN - 978-3-00-050225-5 VL - 1 SP - 1 - 1461 EP - 1 - 1471 AN - OPUS4-34864 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Woydt, Mathias A1 - Mohrbacher, H. T1 - The background for the use of hardmetals and MMCs based on niobium carbide (NbC) as cutting tools and for wear resistant tribosystems N2 - In this present study, the mechanical properties (strength, hardness, moduli) and the dry sliding properties of stoichiometric and sub-stoichiometric NbC were compared. Microhardness and elastic properties of NbC depend from the C/Nb ratio, because the binary phase diagram Nb-C shows a region of homogeneity of NbCx of 0,72≤ x ≤1.0. At RT, hard metals of stoichiometric NbC have an elastic modulus E of ~440 GPa, those of substochiometric NbC0,88 an E of 405 GPa. The hot hardness of sub-stoichiometric NbC is above 600°C higher than of WC. The dry sliding wear resistance (0,1-7/10 m/s) of the present Fe3Al-NbC0,94 with ~61 vol.-% NbC as hard phase was close to those known of NbC-based hard metals. No grain pull-outs or fragmentations of the NbC grains were seen in the wear tracks of the Fe3Al-NbC composite (MMC), as a metallurgical interphase was formed between matrix and NbC grains. Stoichiometric and sub-stoichiometric niobium carbides have at RT and 400°C under dry sliding a prone intrinsic wear resistance more or less independent from sliding speed, either as hardmetal or as hard phase in metal matrix composite, associated with an exceptional high load carrying capacity. T2 - 3rd International Conference on Stone and Concrete Machining (ICSCM) CY - Bochum, Germany DA - 02.11.2015 KW - NbC KW - Niobium carbide KW - Cobalt KW - Fe3Al KW - Hardmetals KW - Metal matrix composite KW - Wear resistance KW - Cutting KW - Milling PY - 2015 SN - 978-3-943063-20-2 SP - 199 EP - 207 PB - Ruhr-Universität Bochum CY - Bochum AN - OPUS4-34846 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Lazik, D. T1 - Near real-time reconstruction of 2D soil gas distribution from a regular network of linear gas sensors N2 - A monitoring method is introduced that creates, in near real-time, two-dimensional (2D) maps of the soil gas distribution. The method combines linear gas sensing technology for in-situ monitoring of gases in soil with the mapping capabilities of Computed Tomography (CT) to reconstruct spatial and temporal resolved gas distribution maps. A weighted iterative algebraic reconstruction method based on Maximum Likelihood with Expectation Maximization (MLEM) in combination with a source-by-source reconstruction approach is introduced that works with a sparse setup of orthogonally-aligned linear gas sensors. The reconstruction method successfully reduces artifact production, especially when multiple gas sources are present, allowing the discrimination between true and non-existing so-called ghost source locations. A first experimental test indicates the high potential of the proposed method for, e.g., rapid gas leak localization. T2 - IEEE Sensors 2015 CY - Busan, South Korea DA - 01.11.2015 KW - Distributed linear sensor KW - Membrane-based gas sensing KW - Subsurface monitoring KW - Gas storage areas KW - Computed tomography PY - 2015 SN - 978-1-4799-8202-8 SN - 1930-0395 SP - 1550 EP - 1553 PB - IEEE AN - OPUS4-34849 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Kreißig, Michael A1 - Liebner, Christian A1 - Spoormaker, T. T1 - Identifizierung von sicherheitstechnisch gefährlichen Bedingungen für schlagartige Kompressionsvorgänge chemisch instabiler Gase im industriellen Maßstab N2 - Tetrafluorethen wird von der Polymerindustrie seit Jahrzenten als monomeres Ausgangsmaterial sowohl für die Herstellung von Polymeren (PTFE) als auch für Kopolymere (PCTFE) eingesetzt. Aufgrund seiner Eigenschaft als chemisch instabiles Gas kann TFE auch ohne Luftsauerstoff oder einen anderen Oxydator explosionsartig zerfallen. Nach der Initiierung des Zerfalls kann dieser unter bestimmten Bedingungen aufgrund des exothermen Reaktionsverhaltens sich selbstständig in Apparaten und Rohrleitungen ausbreiten. Dies geht aufgrund der freigesetzten Reaktionsenthalpie mit einem schlagartigen Anstieg von Druck und Temperatur einher, was zu erheblichen Belastungen der Materialien bis hin zum Versagen und Bruch und möglichen Folgeschäden einschließlich Personenschäden führen kann und in der Vergangenheit bereits mehrfach geführt hat. Besonders nach Wartungsarbeiten besteht die Gefahr, dass Teilabschnitte im Rohrleitungssystem mit TFE, Stickstoff oder Luft gefüllt sind mit Drücken in einem Bereich zwischen technischem Vakuum und atmosphärischem Druck wohingegen angrenzende Rohrabschnitte oder Behälter immer noch TFE bei Betriebsdrücken bis 32 bar enthalten können. Dabei sind die Abschnitte in der Praxis häufig durch Kugelhähne voneinander getrennt, die aufgrund ihrer Öffnungscharakteristik bereits bei geringen Betätigungswinkeln eine große Querschnittsfreigabe für die Strömung im Rohr ermöglichen. Dadurch können schlagartige Kompressionsvorgänge des Gases im Niederdruckbereich ermöglicht werden, die allein aufgrund der thermodynamischen Zustandsänderung zu einer erheblichen Temperaturerhöhung führen und im schlimmsten Fall zur Initiierung der Zerfallsreaktion führen können. Es wird erstmalig ein Versuchsaufbau im Industriemaßstab, der einer explosionsartigen Zerfallsreaktion von TFE standhalten kann. Zahlreiche Sicherheitskonzepte einschließlich diverser Berstscheibenkonfigurationen als auch zeitgesteuerte Schnellschlussventile wurden eingehend untersucht und bewertet, um die optimale Versuchskonfiguration für bestmögliche Reproduzierbarkeit festzulegen. Es fand eine systematische Untersuchung der schlagartigen Kompression der Systeme Luft/Luft, TFE/Luft, TFE/TFE und TFE/N2 statt. In der Hochdrucksektion wurden Drücke bis 30 bar realisiert und im Niederdrucksektor konnten Anfangsdrücke im Bereich weniger Millibar bis hin zu Atmosphärendruck eingestellt werden. Als Hauptergebnis wurde ein „Hazard diagram" erstellt, mit dessen Hilfe die Zündwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Hochdruck und Niederdruck abgeschätzt werden kann. Gefährliche Bedingungen in Rohrleitungen können dadurch auf einfachem Weg identifiziert werden. Als Referenzsystem zur Beurteilung der maximal erreichbaren nicht reaktiven Kompressionstemperaturen wurde Luft/Luft verwendet. Die damit ermittelten Daten dienten zur Bewertung von zusätzlichen exothermen Effekten, wie sie etwa bei Vorreaktion des TFE im Falle einer Dimerisierung auftreten können. Entgegen der ursprünglichen Annahme konnten die Systeme TFE/Stickstoff und TFE/TFE im verwendeten Aufbau nicht durch Kompressionsvorgänge gezündet werden. T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 05.11.2015 KW - Tetrafluoroethen KW - Zerfall KW - Selbstentzündung KW - Adiabate Kompression PY - 2015 SN - 978-3-86011-091-1 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-34852 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfeffer, D. A1 - Scholz, Christian A1 - Belly, C. A1 - Wäsche, Rolf A1 - Schlaak, H.F. A1 - Pott, P.P. T1 - Influence of the actuation waveform on the performance of piezoelectric stick-slip actuators N2 - Performance and efficiency of piezo-electric stick-slip actuators are dependent on the waveform of the electrical actuation of the piezo-stack. This paper compares between a conventional saw-tooth actuation with two waveforms that feature softer acceleration in order to minimize the duration of the slip-phase. It is shown that the proposed waveforms increase both maximum mechanical output power (by 43%) and overall efficiency (by 25%) of the examined actuator. T2 - IKMT 2015 - Innovative Klein- und Mikroantriebstechnik CY - Köln, Germany DA - 14.09.2015 PY - 2015 SN - 978-3-8007-4072-7 N1 - Serientitel: ETG-Fachbericht – Series title: ETG-Fachbericht VL - 146 SP - 100 EP - 104 AN - OPUS4-34883 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Woydt, Mathias A1 - Mohrbacher, H. T1 - Influence of stoichiometry and processing on the tribological profile of hardmetals based on niobium carbide (NbC) N2 - The tribological behavior under dry sliding of a Fe3Al-NbC composite prepared by pyro-metallurgical synthesis is compared to different SPS sintered NbC-based hardmetals bonded by cobalt or Fe3AI. The dry sliding wear resistance (0. 1-7 /10 m/s) of the present Fe3Al-NbC with -60 % NbC was close to those known ofNbC-based hard metals. No grain pull-outs or fragmentations of the NbC grains were seen in the wear tracks of the Fe3Al-NbC composite, as a metallurgical interphase was formed between matrix and NbC grains. The physical prope1ties of melt grown NbC match those known from powder metallurgically sintered NbC using powders converted from Nb205. T2 - International conference on powder metallurgy & particulate materials 2015 CY - San Diego, USA DA - 17.05.2015 PY - 2015 SN - 978-1-943694-01-3 SP - 08-83 EP - 08-91 CY - Princeton, NJ, USA AN - OPUS4-34884 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Knechtel, Sophie A1 - Schmidt, Simon A1 - Mishra, K. B. A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter T1 - Modellierung der Hauptbrandszenarien von flüssigem Wasserstoff (LH2) mittels CFD N2 - Die sichere Lagerung und der Transport von Flüssigwasserstoff (LH2) verlangen nach verlässlichen Abschätzungen möglicher Risiken durch Feuer oder Explosion. Aufgrund des breiten Explosionsbereichs (4 Vol.-% - 74 Vol.-%) reagiert Wasserstoff sehr schnell und produziert hohe Flammentemperaturen. Da Wasserstoffflammen ruß- bzw. farblos sind, ist Wärmestrahlung im Fernfeld kein Risikofaktor. Allerdings stellen die hohe lokale Wärmestrahlung und die nicht sichtbaren Flammen eine Gefahr für Menschen und Infrastruktur in der Nähe dar. Es ist daher notwendig die Gefahren von LH2-Feuern sorgfältig zu bewerten. Einerseits sind experimentelle Untersuchungen verschiedener Szenarien teuer, andererseits können sie teilweise auch praktisch nicht durchführbar sein. Numerische Simulationen dieser Szenarien können ein Ausweg aus diesem Problem sein. In der vorliegenden Arbeit wird ein solcher Ansatz genutzt, um große Brandszenarien mit LH2 mittels CFD (Computational Fluid Dynamics) zu modellieren und so die notwendigen Sicherheitsabstände abzuschätzen. Der Fokus liegt dabei auf der Simulation von Jet- und Pool-Feuerszenarien mit einem kommerziellen CFD-Code (Ansys CFX). Die benötigten geometrischen Modelle werden für Jet- und Pool-Feuer erstellt und mit den nötigen Randbedingungen implementiert. Wichtige Submodelle für chemische Reaktionen (Einschritt- und detaillierte Modelle), Verbrennung (Eddy-Dissipation- und Flamelet-Modell) und Strahlung (Discrete-Transfer-Modell) werden genutzt. Die maximal simulierten Flammentemperaturen liegen bei ~2100 K für Jet-Feuer und ~2300 K für Pool-Feuer. Um Aussagen zu thermischen Sicherheitsabständen zu treffen, wurden die Spezifischen Ausstrahlungen (SEP) ermittelt und anschließend entsprechende Positionsfaktoren gewählt, um verlässliche Sicherheitsabstände zu berechnen. Je nach Bedarf können CFD-Modelle sowohl für qualitative als auch für quantitative Risikobewertungen von LH2-Großbränden genutzt werden. T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 05.11.2015 KW - Flüssigwasserstoff KW - Großbrand KW - Poolfeuer KW - Jet-Feuer KW - CFD KW - Sicherheitsabstand PY - 2015 SN - 978-3-86011-091-1 SP - Paper P-11, 1 EP - 8 AN - OPUS4-34827 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Helmecke, E. A1 - Fleßner, M. A1 - Kaufmann, M. A1 - Staude, Andreas A1 - Hausotte, T. T1 - Numerical measurement uncertainty determination for dimensional measurements of microparts with CT N2 - Up to now, the only standardized method to determine the measurement uncertainty for computed tomography (CT) is to use calibrated workpieces as specified in the Guideline VDI/VDE 2630 Part 2.1. This paper discusses a promising numerical method for uncertainty determination with help of a virtual metrological CT (VMCT). It gives an explanation of the adjustments, the input parameters and the execution of the simulation. Furthermore, it discusses the first results of uncertainty determination compared to the method of using calibrated workpieces with the aid of two example cases. T2 - 6th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT) CY - Wels, Austria DA - 09.02.2016 KW - simulation KW - Simulation KW - Computertomographie KW - Dimensionelle Metrologie KW - Normung KW - numerische Messunsicherheitsbestimmung KW - computed tomography KW - dimensional metrology KW - standardization KW - numerical uncertainty determination PY - 2016 UR - http://www.ndt.net/article/ctc2016/papers/ICT2016_paper_id17.pdf SP - Paper ID17, 1 EP - 7 AN - OPUS4-35481 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Falkenberg, Rainer T1 - Simulation von Rißwachstum durch ein thermodynamisch konsistentes Phasenfeldmodell N2 - Durch ein thermodynamisch konsistentes Phasenfeldmodell kann die Rißinitiierung sowie das Rißwachstum in einem spröden Material mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode simuliert werden. Ein diskreter scharfer Riß wird durch einen Regularisierungsansatz in ein Phasenfeld überführt, das einen kontinuierlichen Übergang zwischen Riß und Restmaterial abbildet. Modelle von C(T) - Bruchmechanikproben konnten unter monoton wachsender Belastung simuliert werden. Die Ergebnisse konnten mit analytischen Ergebnissen der linear-elastischen Bruchmechanik verglichen werden. Ablenkungen des Rißpfades konnten durch Modelle von gelochten Proben simuliert werden. An dem Modell eines Dreipunktbiegeversuchs konnte die Rißinitiierung demonstriert werden. Die Kenntnis und Modellierung eines vordefinierten Rißpfades ist bei Verwendung dieses Modells nicht erforderlich, was insbesondere zur Untersuchung von komplexen Rißpfaden von Vorteil sein kann. N2 - Crack initiation and propagation in a brittle material is modeled in the finite-element-framework by an extended thermodynamical phase field formulation. The sharp crack discontinuity is transferred into a degradation phase field by a regularisation that ensures a continous transition between crack and residual material. The model of a C(T)-specimen under monotonic increasing load was simulated. The results were compared with analytical results of linear-elastic fracture mechanics. Crack kinking was simulated on a specimen with holes. Crack initiation was studied one a model of a three-point bending specimen. The knowledge and modeling of a predefined crack path is not required with the application of this model and provides the ability to calculate complex crack topologies. T2 - 48. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit, Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen CY - Freiburg im Breisgau; Germany DA - 16.02.2016 KW - Finite-Elemente-Methode KW - finite-element-method KW - Rißwachstum KW - Rißinitiierung KW - Phasenfeldmodell KW - Crack growth KW - crack initiation KW - phase field model PY - 2016 SN - 2366-4797 VL - DVM Bericht 248 SP - 41 EP - 50 CY - Berlin AN - OPUS4-35483 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gleis, Markus A1 - Gehrmann, Hans-Joachim A1 - Simon, Franz-Georg T1 - VDI-Richtlinie 3925 – Anwendung auf zwei Fallbeispiele N2 - Die VDI-Richtlinie 3925 entstand aus Diskussionen und Fragestellungen, die sich aus der Anwendung unterschiedlichster Methoden zur Bewertung verschiedener Verfahrenskonzepten aus dem Bereich der Abfallbehandlung ergeben haben. Je nach nachdem, wo der Focus der vorzunehmenden Bewertung liegt, wird sich die Methodik an diese Ziele anpassen oder - falls es die entsprechende Methodik noch nicht geben sollte - sich die Fragestellung anpassen müssen. T2 - ProcessNet Jahrestreffen CY - Frankfurt/Main DA - 23.02.2016 KW - Wirkungsgrad KW - Exergie KW - Abfallbehandlung KW - Ökobilanz PY - 2016 SP - 25 EP - 26 PB - ProcessNet CY - Frankfurt/Main AN - OPUS4-35506 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -