TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid T1 - Validierung der Oberflächenbehandlung für hochfeste Klebverbindungen und Beschichtungen als durchgehendes Mehr-Proben-Konzept in den Schritten Reinigung, Vorbehandlung, Klebung und Prüfung der Verbundfestigkeit "OKTETT - Acht auf einen Streich" N2 - Aus der Möglichkeit mittels Zentrifugentechnologie bis zu 8 Proben gleichzeitig einer Zugprüfung unter wirklich identischen Bedingungen, schnell über einfaches Einstecken der Proben und unter Ausschluss jeglicher Querkräfte, zu unterziehen , ergab sich für Klebverbindungen erstmals die Möglichkeit einer statistisch abgesicherten Prüfung identischer bzw. einer vergleichend bewertenden Prüfung unterschiedlicher Verbundsysteme. Es war deshalb naheliegend, auch das Aufkleben der Prüfstempel unter möglichst identischen Bedingungen und ebenfalls frei von Querkräften im OKTETT durchzuführen. Außerdem sind beim durchgehenden Handling im OKTETT die identische Vorbehandlung vor dem Kleben, identische Transferzeiten und -bedingungen zwischen den verschiedenen Prozessschritten, eine weitgehend gleichartige Klebstoffaufbereitung und -applikation sowie die bessere Einhaltung von gleichen Verarbeitungs- und Aushärtezeiten der Klebstoffe vor der Prüfung der Verbundfestigkeit für jeweils 8 Proben sichergestellt. Im Ergebnis dieser Überlegungen stellte sich schnell heraus, dass das Mehr-Proben-Kleben unter identischen Bedingungen für in Grenzen unterschiedliche Verbundsysteme eine ungelöste Aufgabenstellung ist. KW - Zentrifugentechnologie KW - Mehr-Proben-Handling KW - Ranking und Statistik KW - Verbundfestigkeit KW - Klebfestigkeit PY - 2014 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.10.2014 bis 30.09.2014 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.10.2014 to 30.09.2014 SP - 1 EP - 14 AN - OPUS4-50429 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maurer, G. T1 - High-pressure gas solubility in mixtures with one compound being an „alternative“ solvent N2 - The term „Alternative Solvents“ often refers to ionic liquids (ILs), mainly to distinguish these substances from traditional (i.e., molecular) solvents. In applications, any „alternative“ is required to perform better than something that is proven and tested. To bring ILs into practical use, availability and costs are the fundamental points to be addressed. There are two ways to proceed: ▬ tailoring a molecule, implanting the expected characteristics advantage: optimization of the targeted performance possible risks: outcome not always foreseeable, costly and time-intensive (“trial and error“) ▬ to target on mixtures of well-characterized ILs with molecular solvents advantage: substance characteristics are known, less costly, less time-consuming, mixture composition another tunable parameter risks: the same but with less impact For the basic engineering of technical processes, knowledge of phase equilibria, particularly of mixtures, over a broad (p,T) range is mandatory. This contribution reports on recent experimental results from our laboratory: ▬ the solubility of CO2 in a mixture of water and [bmim][CH3SO4] ▬ the solubility of CO2 in a mixture of methanol and [bmim][PF6] T2 - EUCHEM 2014 5th Conference on Molten Salts and Ionic Liquids CY - Tallinn, Estonia DA - 06.07.2014 KW - Ionic liquids KW - Gas solubility KW - Henry's constant PY - 2014 AN - OPUS4-35944 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klingelhöffer, Hellmuth T1 - Neue Entwicklungen in der experimentellen thermo-mechanischen Prüfung N2 - In dem Vortrag werden aktuelle Entwicklungen zum thermo-mechanischen Ermüdungsversuch aufgezeigt. In der Vergangenheit wurden ausschließlich dehnungsgeregelte TMF-Versuche durchgeführt. Zukünftig werden auch spannungsgeregelte TMF-Versuche eine Rolle spielen, besonders bei kleinen Belastungen und hohen Schwingspielzahlen. Daneben werden Rissfortschrittsmessungen bei TMF-Beanspruchung eine zunehmende Bedeutung zugemessen. Die Versuchstechnik hierzu ist noch nicht sehr verbreitet verfügbar und ist sehr anspruchsvoll. Es wird das Europäische Forschungsprojekt TEACH vorgestellt, welches beantragt, aber noch nicht bewilligt ist. Ferner wird der 3rd TMF-Workshop 2016 angekündigt, der bei der BAM in Berlin stattfinden wird. T2 - Programmausschusssitzung DVM-AK TMF CY - KIT, Karlsruhe, Germany DA - 08.04.2014 KW - Thermo-mechanische Ermüdung KW - TMF-Versuch KW - Spannungsgeregelt KW - Dehnungsgeregelt KW - ISO 12111 PY - 2014 AN - OPUS4-38226 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dmitriev, A. I. A1 - Österle, Werner T1 - Modelling the sliding behaviour of tribofilms forming during automotive braking: impact of loading parameters and property range of constituents N2 - The impact of pressure, sliding velocity and property variation of constituents on the sliding behaviour of a model tribofilm was studied with the method of movable cellular automata (MCA). Whereas a clear pressure dependency of the coefficient of friction (COF) was always observed and could be correlated with the structure formation in terms of varying thickness of a mechanically mixed layer, the impact of the other parameters was either negligible or rather weak. Only if a brittle-to-ductile Transition of the oxide-based tribofilm was assumed, a significant decrease in the COF level was predicted. Temperature-dependent property changes can be neglected during MCA modelling, unless this transition takes place. For magnetite-based tribofilms, the transition temperature is beyond 800 °C, i.e. a temperature leading to fading effects during braking anyway. Thus, it could be concluded that, except for very severe braking conditions, sliding simulations with the MCA method yield meaningful results without considering temperature-dependent mechanical properties. KW - Tribofilm KW - Sliding behaviour KW - Friction KW - Movable cellular automata KW - Mechanically mixed layer PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1007/s11249-013-0274-z SN - 1023-8883 SN - 1573-2711 VL - 53 IS - 1 SP - 337 EP - 351 PB - Springer AN - OPUS4-38548 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Vasilic, Ksenija A1 - Geiker, M. A1 - Hattel, J. A1 - Martinie, L. A1 - Martys, N. A1 - Roussel, N. A1 - Spangenberg, J. ED - Roussel, N. ED - Gram, A. T1 - Advanced methods and future perspectives N2 - The one-phase methods described in Chapter 2 were shown to be able to predict casting to some extent, but could not depict segregation, sedimentation and blockage occurring during flow. On the other hand, the distinct element methods described in Chapter 3 did not take into account the presence of two phases in the system and describes concrete as distinct elements interacting through more or less complex laws. A reliable numerical model of a multiphase material behaviour shall take into account both phases (solid and liquid). From the numerical point of view, concrete flow shall be seen therefore as the free surface flow of a highly-concentrated suspension of rigid grains. KW - SCC KW - Numerical simulation PY - 2014 SN - 978-94-017-8883-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-94-017-8884-7_5 VL - 15 SP - 125 EP - 146 PB - Springer Netherlands AN - OPUS4-37443 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Griesche, Axel T1 - Hydrogen in Iron visualized in 3D by neutron tomography N2 - Presented are neutron tomographies on hydrogen charged iron samples. T2 - RACIRI Summer School 2015 CY - Sellin, Rügen, Germany DA - 22.08.2015 KW - Tomographie KW - Wasserstoff KW - Neutronen KW - Hydrogen KW - Neutron KW - Tomography PY - 2014 AN - OPUS4-44838 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfretzschner, Beate T1 - Hydrogen in blistered iron visualized in 3D by neutron tomography N2 - Presented are neutron tomographies on hydrogen charged iron samples. T2 - RACIRI Summerschool CY - Sellin, Germany DA - 22.08.2015 KW - Eisen KW - Neutronenradiographie KW - Wasserstoff PY - 2014 AN - OPUS4-47786 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Budnik, J. A1 - Betz, T. A1 - Fromm, A. A1 - Gerdes, A. A1 - Gerlach, J. A1 - Götz, M. A1 - Hintzen, W. A1 - Hüttl, R. A1 - Kämpfer, W. A1 - König, A. A1 - Kühner, S. A1 - Lohaus, L. A1 - Meng, Birgit A1 - Neumann, T. A1 - Patzer, M. A1 - Schaab, A. A1 - Schauerte, J. A1 - Siebert, B. A1 - Stephan, D. A1 - Tebbe, H. A1 - Wagner, J.-P. ED - Siebert, B. T1 - Chemischer Angriff auf Betonbauwerke - Bewertung des Angriffsgrads und geeignete Schutzprinzipien N2 - In verschiedenen Bereichen des Betonbaus ist Beton einem chemischen Angriff von außen ausgesetzt, der die Dauerhaftigkeit des betreffenden Bauteils bzw. des gesamten Bauwerks beeinträchtigen kann. Für einen chemischen Angriff in natürlichen Böden und Grundwässern bestehen normative Vorgaben in DIN 4030-1 [R10] bzw. DIN 1045-2 [R19], um den Angriffsgrad anhand der Art und Konzentration der angreifenden Stoffe in Expositionsklassen XA1 (schwach angreifend) bis XA3 (stark angreifend) einzustufen. Hinsichtlich weiterer maßgeblicher Einflussfaktoren wird an dieser Stelle nicht näher differenziert, ob und inwieweit die Regelungen für Böden und Grundwässer auch auf andere Bereiche mit chemischem Angriff auf Beton zu übertragen sind, ist stets im Einzelfall zu überprüfen. Ebenfalls sind die zu treffenden Maßnahmen über die Vorgaben der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 [R19] hinaus anwendungsspezifisch festzulegen. Der Hauptausschuss Baustofftechnik (HABT) des DBV hat daher den Arbeitskreis "Chemischer Angriff auf Beton" beauftragt, dieses Merkblatt zu erarbeiten, das Hilfestellung bei der Bewertung einer projektspezifischen chemischen Angriffssituation auf Beton sowie bei der Planung und Ausführung von Schutzprinzipien leisten soll. KW - Beton KW - Betonangriff KW - Dauerhaftigkeit KW - Säureangriff KW - Sulfatangriff PY - 2014 SP - 1 EP - 101 PB - Eigenverlag Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V. CY - Berlin AN - OPUS4-44662 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schartel, Bernhard ED - D'Amore, A. ED - Acierno, Domenico ED - Grassia, L. T1 - Nanotechnology finding its way into flame retardancy N2 - Nanotechnology is one of the key technologies of the 21st century. The exploitation of 'new' effects that arise from materials structured on the nano-scale has also been proposed successfully for flame retardancy of polymers since the end of the 90s. Of all of the approaches these include, at this time the use of nanocomposites offers the best potential for industrial application, also some other ideas are sketched, such as using electrospun nanofibers mats or layer-by-layer deposits as protection coatings, as well as sub-micrometer multilayer coatings as effective IR-mirrors. The general phenomena, inducing a flow limit in the pyrolysing melt and changing the fire residue, are identified in nanocomposites. Key experiments are performed such as quasi online investigation of the protection layer formation to understand what is going on in detail. The flame retardancy mechanisms are discussed and their impact on fire behaviour quantified. With the latter, the presentation pushes forward the state of the art. For instance, the heat shielding is experimentally quantified for a layered silicate epoxy resin nanocomposite proving that it is the only import mechanism controlling the reduction in peak heat release rate in the investigated system for different irradiations. The flame retardancy performance is assessed comprehensively illuminating not only the strengths but also the weak points of the concepts. Guidelines for materials development are deduced and discussed. Apart from inorganic fillers (layered silicate, boehmite, etc.) not only carbon nanoobjects such as multiwall carbon nanotubes, multilayer graphene and graphene are investigated, but also nanoparticles that are more reactive and harbor the potential for more beneficial interactions with the polymer matrix. T2 - Times of polymers (TOP) and composites 2014 - 7th international conference on times of polymers (TOP) and composites CY - Ischia, Italy DA - 22.06.2014 KW - Nanotechnology KW - Flame retardancy KW - Nanocomposites KW - Fire behavior KW - Layered silicate KW - Graphene KW - Nanotubes KW - Nanofibers KW - Flammability KW - Cone calorimeter PY - 2014 SN - 978-0-7354-1233-0 DO - https://doi.org/10.1063/1.4876766 SN - 0094-243X N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings VL - 1599 SP - 14 EP - 17 PB - AIP Publishing CY - Melville, New York AN - OPUS4-30994 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Madia, Mauro A1 - Zerbst, Uwe A1 - Beier, H.T. T1 - A model for the determination of the fatigue life in technical alloys containing large and small defects N2 - The determination of the fatigue life in technical alloys containing large and small defects must rely on a propagation model which accounts for short and long crack growth. Recently an analytical model which incorporates propagation in the short crack regime and plastic correction for the crack driving force has been presented by two of the authors. This work is intended to show further validation of the model, taking into account data sets for different materials with different testing conditions. Despite the assumptions about missing parameters, the value of which had to be taken from the literature, the predictions showed a fairly good approximation of the fatigue lives. A possible interpretation of the results in terms of multiple crack initiation and propagation at higher loads is proposed. T2 - EFC20 - 20th European conference on fracture CY - Trondheim, Norway DA - 30.06.2014 KW - Fatigue strength KW - Crack propagation KW - Short cracks PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-311961 DO - https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.06.082 SN - 2211-8128 VL - 3 SP - 493 EP - 498 PB - Curran CY - Red Hook, NY, USA AN - OPUS4-31196 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker A1 - Basan, Ricardo A1 - Grasse, Fabian ED - Paris, Federico T1 - Stiffness and fracture of shear loaded laminates with unidirectional and biaxial fibre orientation investigated with a picture frame test N2 - Fibre Reinforced Plastics (e.g. CFRP, GFRP) characteristically show nonlinear stress-strain behaviour due to intralaminar shear loading. The determination of the in-plane shear stiffness and strength for this class of material is difficult and common test standards and methods of analysis are partially inaccurate. The identification of the in-plane shear properties was made with an especial designed “picture frame test device” which enables shear loading up to 950N/mm. Therefore the strength limit can be reached at specimens with adequate thickness and a high safety factor against buckling. Due to the chosen design the maximum of the shear loading and the final failure occur in the centre of the specimen. The experiments match with the numerical analysis. T2 - ECCM16 - 16TH EUROPEAN CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS CY - Seville, Spain DA - 22.06.2014 KW - Picture frame test KW - Fibre reinforced plastics (FRP) KW - Shear strength and stiffness KW - In-situ effect PY - 2014 SN - 978-84-616-9798-4 VL - 2014 SP - ID0263 - 1 EP - 8 PB - ECCM CY - Sevilla AN - OPUS4-37617 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Winkelmann, Aimo T1 - Improved analysis of EBSD patterns N2 - The presentation demonstrates how crystal structures can be derived from EBSD patterns. T2 - EBSD Meeting CY - London, UK DA - 31.03.2014 KW - Electron backscatter diffraction KW - Kikuchi pattern KW - Crystal structure analysis PY - 2014 AN - OPUS4-37893 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nolze, Gert T1 - Computational Advances N2 - The EBSD signal provides more information than the used Kikuchi pattern. The presentation discusses several parts of the detected signal and how they can be interpreted. T2 - EBSD 2014 CY - Pittsburgh, Pennsylvania, USA DA - 17.06.2014 KW - Electron backscatter diffraction KW - Simulation KW - Kikuchi pattern KW - Magnetite KW - Maghemite KW - Hematite PY - 2014 AN - OPUS4-37899 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas T1 - Schweißeignungsuntersuchungen an hochfesten Feinkornbaustählen beim Einsatz modifizierter Sprühlichtbogenprozesse N2 - Der Einsatz modifizierter Sprühlichtbogenprozesse zum Schweißen von hochfesten Feinkornbaustählen wird aufgezeigt. Besonderes Augenmerk wird den Entstehungsmechanismen aufgetretener Mirkorisse gewidment, welche als Heißrisse klassifiziert werden. T2 - 58. Sitzung der Arbeitsgruppe V.24 "Schutzgasschweißen mit abschmelzender Elektrode MIG/MAG" des AfT des DVS CY - München, Linde AG, Germany DA - 08.10.2014 KW - Modifizierte Sprühlichtbogenprozesse KW - Hochfeste Feinkornbaustähle KW - Heißrisse PY - 2014 AN - OPUS4-38296 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Laserstrahl-Hybridschweißen für Rohranwendungen N2 - Mechanische Eigenschaften der laserhybridgeschweißten Schweißverbindungen von hochfesten niedriglegierten Stählen erfüllen die Anforderungen der geltenden Normen Eindringtiefe des Zusatzwerkstoff bis ca. 12 mm Halborbitales Schweißen an 36” Rohren mit einer Wandstärke von 16 mm bei einer Schweißgeschwindigkeit von bis zu 2,2 m/min und Laserleistung von 19 kW technisch möglich Rissfreie Schweißverbindungen an Präzisionsrohren können durch eine geeignete Schweißparameterauswahl mittels Laser-Hybridverfahren hergestellt werden T2 - IW-Kolloquium CY - Hannover, Germany DA - 07.05.2014 KW - Laserstrahlquelle KW - Hybridprozesse KW - MSG-Schweißen PY - 2014 AN - OPUS4-38338 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Experimental and numerical investigation of an electromagnetic weld pool control for laser beam welding N2 - Drop-out of molten material was avoided by EM pressure Compensation of the hydrostatic pressure of up to 20 mm thick aluminum and stainless steel (experiment and FEM) Mitigation of the weld bead dynamics Significant changes in the velocity distributions in the weld pool Weld pool geometry shape changes due to Hartmann effect Significant porosity reduction Surface quality improvements T2 - LANE 2014 -8thInternational Conference on Photonic Technologies CY - Fürth, Germany DA - 08.09.2014 KW - Welding of thick metal plates KW - AC weld pool support KW - Welding of aluminum KW - Welding of AlMg3 PY - 2014 AN - OPUS4-38349 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Experimental and numerical investigation of an electromagnetic weld pool control for laser beam welding N2 - Drop-out of molten material was avoided by EM pressure Compensation of the hydrostatic pressure of up to 20 mm thick aluminum and stainless steel (experiment and FEM) Mitigation of the weld bead dynamics Significant changes in the velocity distributions in the weld pool Weld pool geometry shape changes due to Hartmann effect Significant porosity reduction Surface quality improvements T2 - LANE 2014 -8thInternational Conference on Photonic Technologies CY - Fürth, Germany DA - 08.09.2014 KW - Welding of thick metal plates KW - AC magnetic fields KW - AC weld pool support KW - Welding of aluminum PY - 2014 AN - OPUS4-38368 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Influence of weld imperfections on the fatigue behaviour of resistance spot welded advanced high strength steels N2 - The influence of two different weld imperfections (gap/crack) on the fatigue behaviour of spot welded joints was tested Surface cracks havenoinfluenceon thefatiguelife Samples with cracks in the electrode indentation /HAZ where tested Stiffness curves are not significantly influenced by surface cracks 3D FE-Simulation demonstrate no changes of stress due to surface imperfections T2 - 11th International Fatigue Congress CY - Melbourne, Australia DA - 02.03.2014 KW - 3D FE-simulation KW - Cracks in the HAZ PY - 2014 AN - OPUS4-38343 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Eisenacher, Germar T1 - Charakteristik und Modellierung von Fichtenholz unter dynamischer Druckbelastung N2 - Fichtenholz wird häufig als energieabsorbierendes Material in Stoßdämpfern von Transportbehältern für radioaktive Stoffe eingesetzt. Bei der vorgeschriebenen Fallprüfung aus 9 m Höhe auf ein unnachgiebiges Fundament erfährt das Fichtenholz im Stoßdämpfer eine dynamische Druckbelastung, wobei die seitliche Ausdehnung durch eine Blechkapselung eingeschränkt ist. Das Ziel dieser Arbeit war es, auf der Grundlage einer experimentellen Charakterisierung ein Materialmodell für Fichtenholz zur Berechnung solcher Lastfälle zur Verfügung zu stellen. Die experimentellen Untersuchungen zur Charakterisierung von Fichtenholz bestanden aus ca. 600 Druckversuchen an würfelförmigen Fichtenholzproben mit einem Stauchgrad von bis zu 70 %. Das Material wurde dabei als transversal isotrop angenommen. Insbesondere die Querdehnungsbehinderung konnte als ein relevanter Einflussfaktor auf die Materialcharakteristik identifiziert werden: Ohne Querdehnungsbehinderung dehnt sich das Material sowohl bei Last parallel als auch senkrecht zur Faser stark seitlich aus. Die Druckkraft- Verformungs-Verläufe weisen ein vergleichsweise geringes Kraftniveau und keine bzw. eine kaum ausgeprägte Verfestigung auf. Parallel zur Faser findet außerdem nach dem linear-elastischen Bereich eine starke Entfestigung statt. Eine Behinderung der Querdehnung führt zu einem deutlichen Anstieg des Druckkraftniveaus, einer stark ausgeprägten Verfestigung und lateral wirkenden Kräften. Die Entfestigung bei Last parallel zur Faser ist vergleichsweise gering ausgeprägt. Dehnrate und Temperatur haben festigkeitssteigernde bzw. festigkeitsverringernde Einflüsse, die im für Stoßdämpfer relevanten Bereich quantifiziert wurden. Anhand der experimentellen Erkenntnisse wurde die Hypothese der entkoppelten Fließflächenevolution aufgestellt, die von einer unabhängigen Festigkeitsentwicklung bei deviatorischer und volumetrischer Verformung ausgeht. Die Hypothese konnte mit einer Modifikation des Materialmodells MAT_075 aus dem FE-Code LS-DYNA bestätigt werden. Auf dieser Basis wurde anschließend ein transversal isotropes Materialmodell für Fichtenholz neu entwickelt und in LS-DYNA implementiert. Die Charakteristika von Fichtenholz unter Druckbelastung wurden in einer 15-flächigen Fließbedingung und einer nicht-assoziierten Fließregel umgesetzt. Die Fließbedingung berücksichtigt Mehrachsigkeiten des Druckspannungszustands durch eine lineare Interpolation der aus den Druckversuchen mit und ohne Querdehnungsbehinderung abgeleiteten Festigkeiten. Nachrechnungen der Druckversuche zeigten eine gute Abbildung der grundsätzlichen Festigkeitscharakteristik von Fichtenholz durch das Modell. Der für blechgekapselte Stoßdämpfer sehr bedeutsame Einfluss der Querdehnungsbehinderung kann durch die entkoppelte Evolution der Fließfläche angemessen wiedergegeben werden. Bei Last unter spitzen Faserwinkeln werden die Festigkeiten vom Modell jedoch überschätzt, was durch eine Anpassung der Druckfließflächen verhindert werden könnte. Die Einflüsse von Dehnrate und Temperatur können grundsätzlich nachgebildet werden, die verwendeten Skalierungsfaktoren sollten aber überarbeitet werden. Die Nachrechnung eines Behälterfallversuchs mit holzgefüllten Stoßdämpfern bestätigte die grundsätzliche Anwendbarkeit des Modells und zeigte plausible Rechenergebnisse. Für ein verifiziertes Stoßdämpfermodell sind weitere experimentelle und numerische Arbeiten erforderlich, wie z. B. die Untersuchung von Reibkoefizienten und Versagensparametern. Die Arbeit leistet mit dem transversal isotropen Materialmodell einen wichtigen Beitrag für die numerische Beanspruchungsanalyse bei der sicherheitstechnischen Begutachtung von Transportbehältern für radioaktive Stoffe. T3 - BAM Dissertationsreihe - 115 KW - Transportbehälter für radioaktive Stoffe KW - Druckversuch KW - Materialmodell KW - Stoßdämpfer KW - Fichtenholz PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-434 SN - 978-3-9816380-3-5 SN - 1613-4249 VL - 115 SP - 1 EP - 201 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-43 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Grasse, Fabian T1 - Beitrag zur Untersuchung des Betriebsfestigkeitsverhaltens von Rotorblättern für Windenergieanlagen im verkleinerten Maßstab N2 - Die größten Rotorblätter von Windenergieanlagen erreichen heutzutage Längen von über 75 m. Die Durchführung von Betriebsfestigkeitsuntersuchungen an Rotorblättern im Original-Maßstab ist aufwendig hinsichtlich der Größe der Bauteile und der komplexen Lastsituation. Für die Zulassung werden in der Regel nur statische Sicherheitsnachweise gefordert, dynamische Untersuchungen am Gesamtbauteil sind hingegen nicht erforderlich. Aus diesem Grund wurde ein Stellvertreter-Prüfstand zur Untersuchung von Rotorblättern im verkleinerten Maßstab entwickelt. Darüber hinaus erfolgte durch systematische Dauerschwingversuche die Validierung und Bewertung eines Condition Monitoring Systems. Für die Berechnung eines Versuchsrotorblattes werden die äußeren auf das Blatt wirkenden Lasten unter Berücksichtigung des Eigengewichts und der aerodynamischen Umströmung analysiert. Die Ergebnisse belegen eine dominierende Belastung in Schlaglast-Richtung und eine deutlich geringere Belastung in Schwenklast-Richtung. Auf den Lastannahmen basierend erfolgt die Bestimmung des inneren Spannungs- und Verzerrungszustandes für die einzelnen Strukturbauteile, wobei als Grundlage die Geometriedaten, die Materialdaten und der Laminataufbau des Originalrotorblattes herangezogen werden. Für den Aufbau des Versuchsrotorblattes kommen ausschließlich Original-Halbzeuge zum Einsatz. Die durch den Prüfstand in das Versuchsrotorblatt eingeleiteten Lasten werden derart dimensioniert, dass sich der erforderliche Spannungs- und Verzerrungszustand im Laminat einstellt. Der innere Aufbau des Versuchsrotorblattes mit zwei Stegen und vier Gurten entspricht dem des Originalrotorblattes. Die Lasteinleitung in das Versuchsrotorblatt erfolgt simultan und unabhängig für die Schlaglast- und Schwenklast-Richtung. Der Biegegemomentenverlauf des Originalrotorblattes wird bei Einleitung von jeweils drei Einzellasten pro Lastrichtung in Kombination mit der Erzeugung eines freien Momentes zur Erzeugung eines Sprungs im Querkraftverlauf sehr gut nachgebildet. Für die Realisierung eines Condition Monitoring Systems werden FBG-Sensoren verwendet, da sowohl die Möglichkeit zur Strukturintegration mit nur minimal-invasiven Störstellen als auch eine einfache Verlegung mit einer Vielzahl an FBG-Sensoren in einer einzelnen Sensorfaser gegeben ist. Die im Vergleich zu FBG-Patches durchgeführten Dauerfestigkeits-untersuchungen belegen für die strukturintegrierten Sensoren eine signifikant höhere Lebensdauer. Die Betriebsfestigkeitsuntersuchungen werden sowohl als Einstufenversuche bei Nennlast und 50a- Böenlast als auch in Lastkollektivanregung bei unabhängiger Regelung der Schlag- und Schwenklast durchgeführt. Zusätzlich erfolgt mehrfach eine Modalanalyse bei frei aufgehängtem Versuchsrotorblatt in verschiedenen Stadien des Versuchsprogramms. Da bei Einstufenbelastung mit 50a-Böenlast auf natürliche Weise keine sichtbaren Schäden entstanden sind, werden künstliche Bauteilschäden in Form eines Längsrisses an der Blatthinterkante und eines Querrisses zwischen den lasttragenden Gurten eingebracht. Diese Schäden verursachen bei 50a-Böenlast lokale Dehnungsüberhöhungen, die mit dem gewählten Condition Monitoring System gut detektierbar sind. Die lokal begrenzte Dehnungszunahme korreliert sehr gut mit den Ergebnissen der FEM-Berechnungen des Versuchsrotorblattes. Der Vergleich der berechneten und gemessenen Eigenfrequenzen weist eine hohe Übereinstimmung auf. Bei der Eigenfrequenzanalyse macht sich die Verringerung der Steifigkeit aufgrund des Querrisses in der Blattschale durch eine signifikante Verringerung der Eigenfrequenzen bemerkbar. Für einen Vergleich der numerisch berechneten und mittels Geophonen gemessenen Eigenformen wird das MAC-Kriterium herangezogen, welches für die ersten Eigenformen sowohl des ungeschädigten als auch des geschädigten Versuchsrotorblattes sehr gute Übereinstimmungen belegt. N2 - Today's largest class wind turbine rotor blades reach a length of more than 75 m. Testing fatigue strengths on full scale parts is diffcult due to the dimensions of the parts and due to the complex load situations. For certification, only a quasi static strength test to a certain load limit or to the final failure is required. The in-service strength is only accounted by calculations. For this reason, a test rig for conducting load tests on rotor blades with reduced dimensions was developed. Systematic fatigue tests for the validation and evaluation of a condition monitoring system were performed additionally. The loads for the test rotor blade are calculated based on manufacturer's data considering the tare mass of the blade and aerodynamic flow around the blade tip. The results indicate a dominant strain in flatwise load direction and a significantly lower strain level in edgewise load direction. The determination of the inner stress and strain conditions for each structural component is based on the design loads considering the geometry, material data and the Laminate structure of the original rotor blade. The inner structure is designed according to the original blade with a reduced number of layers using the original semi finished materials. The induced loads are dimensioned to realise the required inner stress and strain conditions in the laminate of the test rotor blade. The internal structure consisting of two webs and four straps corresponds to the original rotor blade. The test rig allows inducing flatwise and edgewise loads simultaneously and forced vibrations independently in two axis on the test rotor blade. The bending moment of the original rotor blade is reproduced suffciently with three discrete Forces in each flatwise and edgewise direction in combination with a free moment to create a jump in the shear force curve. FBG sensors are appropriate to realise a condition monitoring system due to the minimally invasive application and the simple installation with a variety of FBG sensors in a single sensor fiber. In comparison to FBG patches the structure-integrated sensors show a significantly longer service life. The in-service strength tests are carried out both as single step fatigue tests for nominal load and 50 year gust load and for load spectrum tests by independent control of flatwise and edgewise loads. In addition, the analysis of the eigenfrequencies is performed several times at various stages of the test program. Visible damages did not occur naturally at 50 year gust load. Therefore, artificial damages were implemented (disjuncture of the bonding of the trailing edge and transverse crack in the blade shell between the front and rear strap). These damages cause local strain increases at 50 year gust load that are well detectable with the chosen condition monitoring system. The locally limited strain increase correlates very well with the results of FEM calculations of the scale-reduced rotor blade. The comparison of the calculated and measured eigenfrequencies shows a good correlation. The analysis of the eigenfrequencies shows the reduction in stiffness due to the transverse crack in the blade shell by a significant reduction in the eigenfrequencies. For a comparison of the numerically calculated and measured eigenmodes (geophone sensors) the MAC criterion is used. This shows a very good agreement for the first eigenmodes of the undamaged and the damaged test rotor blade. T3 - BAM Dissertationsreihe - 110 KW - Betriebsfestigkeit KW - Faserbragg-Sensorik KW - Faserverstärkte Kunststoffe KW - Rotorblätter KW - Windenergieanlagen PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-486 SN - 978-3-9815944-5-4 SN - 1613-4249 VL - 110 SP - 1 EP - 152 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-48 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -