TY - RPRT A1 - Beck, Uwe T1 - Abschlussbericht zum BMWi / MNPQ – Verbundprojekt Quo Vadis Qualitätssicherung von Verbundwerkstoffen und Validierung des Zentrifugenversuchs – eines neuartigen Prüfverfahrens zur Bestimmung von Verbundfestigkeiten N2 - Quo Vadis – Kurzdarstellung Im Fokus von Quo Vadis stehen die Qualitätssicherung von Verbundwerkstoffen und die Validierung der Zentrifugentechnologie zur quantitativen Bestimmung von Festigkeitswerten in der Beanspruchung auf Zug als Mehr-Proben-Prüfverfahren unter Verwendung einer analytischen Zentrifuge (nachfolgend als „Adhesion Analyser LUMiFrac®“ bezeichnet). Zu den Festigkeiten, die mit Hilfe des LUMiFrac® unter Verwendung aufgeklebter Prüfstempel bestimmt werden, gehören die Fügefestigkeit (FF) von Klebverbindungen, die Haftfestigkeit (HF) von Beschichtungen sowie die Verbundfestigkeit (VF) von Faserverbundwerkstoffen. Aufbauend auf zwei Funktionsmustern der analytischen Zentrifuge sollen für die genannten Anwendungsszenarien (FF, HF, VF) in Anlehnung an die geltenden Normen DIN EN 15870 „Klebstoffe – Zugprüfung zur Bestimmung der Zugfestigkeit von Stumpfklebungen“ und DIN EN ISO 4624 „Beschichtungsstoffe – Abreißversuch zur Beurteilung der Haftfestigkeit“ geeignete Prüfstrategien und -abläufe sowie zum Klebprozess kompatible Aufnahmen für den Prüfkörperverbund in der Zentrifuge entwickelt werden. Im Ergebnis des Vorhabens soll ein automatisiertes und validiertes Mehr-Proben-Prüfverfahren zur Qualitätssicherung von Verbundfestigkeiten zur Verfügung stehen, welches neben der Hardware auch eine Software für die angepassten Prüfstrategien in Form von SOPs (standard operating procedures) bereitstellt. KW - Zentrifugentechnologie KW - Mehr-Proben-Prüfverfahren KW - Fügefestigkeit KW - Klebverbindungen KW - Haftfestigkeit KW - Beschichtungen KW - Verbundfestigkeit KW - Zugfestigkeit PY - 2015 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.05.2012 bis 31.08.2015 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.05.2012 bis 31.08.2015 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-50390 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kurth, Lutz T1 - Flame projectors for shof effects-Investigations of thermal radiation for assessing safety distances N2 - The use of flames as part of shows is state of the art. Besides pyrotechnic flame projectors, the use of projectors that produce flames by burning various gases, liquids and dusts is significantly increasing. In this study infrared radiation in the wavelength range from 7.5 to 14 microns was measured for several systems (flame projectors) and set in relation to known human pain threshold levels. From this relation safety distances been determined for a static scenario (audience watching show) and compared with those of approved pyrotechnic articles. KW - Safety distance KW - Thermal radiation KW - Flame projector PY - 2015 SN - 1082-3999 VL - 2015 IS - 34 SP - 31 EP - 36 PB - Journal of Pyrotechnics Inc. CY - Whitewater, CO 81527 USA AN - OPUS4-50054 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brandes, K. A1 - Kubowitz, P. A1 - Daum, Werner A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank T1 - Lagrange Multiplikator-Test zur Detektierung von zunehmender Strukturschädigung N2 - Mit einem auf Lagrange-Multipiikator-Tests basierenden Monitoring von Brücken ist es gelungen, in Belastungsversuchen an einer Holzbrücke (7,25 m Spannweite), an der relativ kleine Schädigungen künstlich herbeigeführt worden waren, die Zuverlässigkeit dieser Art des Monitorings zu bestätigen. Ausgangspunkte waren Messung von Durchbiegungen sowie Krümmungen und die Zusammenführung der jeweiligen Regression mit Nebenbedingungen, die den mechanischen Bedingungen gehorchen, unter Einschluss von Lagrange-Multiplikatoren, die sich als brauchbare Testparameter erwiesen. T2 - 8. Symposium Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen CY - Dresden, Germany DA - 24.09.2015 KW - Schadensfrüherkennung KW - Strukturschädigung KW - Monitoring PY - 2015 SN - 1613-6934 N1 - Serientitel: Schriftenreihe Konstruktiver Ingenieurbau Dresden – Series title: Schriftenreihe Konstruktiver Ingenieurbau Dresden IS - 40 SP - 147 EP - 157 CY - Dresden AN - OPUS4-34793 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - NDT for microstructure and moisture investigation of porous building material T2 - NDT-CE 2015 CY - Berlin, Germany DA - 2015-09-15 PY - 2015 AN - OPUS4-34794 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dietrich, Paul A1 - Streeck, C. A1 - Glamsch, Stephan A1 - Ehlert, Christopher A1 - Lippitz, Andreas A1 - Nutsch, A. A1 - Kulak, N. A1 - Beckhoff, B. A1 - Unger, Wolfgang T1 - Quantification of silane molecules on oxidized silicon: Are there options for a traceable and absolute determination? N2 - Organosilanes are used routinely to functionalize various support materials for further modifications. Nevertheless, reliable quantitative information about surface functional group densities after layer formation is rarely available. Here, we present the analysis of thin organic nanolayers made from nitrogen containing silane molecules on naturally oxidized silicon wafers with reference-free total reflection X-ray fluorescence (TXRF) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). An areic density of 2−4 silane molecules per nm2 was calculated from the layer’s nitrogen mass deposition per area unit obtained by reference-free TXRF. Complementary energy and angle-resolved XPS (ER/ARXPS) in the Si 2p core-level region was used to analyze the outermost surface region of the organic (silane layer)−inorganic (silicon wafer) interface. Different coexisting silicon species as silicon, native silicon oxide, and silane were identified and quantified. As a result of the presented proof-of-concept, absolute and traceable values for the areic density of silanes containing nitrogen as intrinsic marker are obtained by calibration of the XPS methods with reference-free TXRF. Furthermore, ER/AR-XPS is shown to facilitate the determination of areic densities in (mono)layers made from silanes having no heteroatomic marker other than silicon. After calibration with reference-free TXRF, these areic densities of silane molecules can be determined when using the XPS component intensity of the silane’s silicon atom. PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5b02846 SN - 0003-2700 SN - 1520-6882 VL - 87 IS - 19 SP - 10117 EP - 10124 PB - American Chemical Society CY - Washington, DC AN - OPUS4-34796 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernhard, J. A1 - Madia, Mauro A1 - Schork, B. A1 - Kucharczyk, P. A1 - Ngoula, D. A1 - Baumgartner, J. A1 - Schöne, Dieter T1 - Integrale bruchmechanische Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen: Validierung an Stumpfstößen und Kreuzstößen N2 - In diesem Beitrag soll das Validierungskonzept der IBESS-Prozedur, sowie erste Ergebnisse und Erkenntnisse der noch gegenwärtig laufenden Validierung vorgestellt werden. Die Vorstellung erfolgt dabei am Beispiel der im Projekt eingesetzten geschweißten Stumpfstoß- sowie Kreuzstoßverbindung. Neben der Validierung des analytischen bruchmechanischen Modells zur Ermittlung der Schwingfestigkeit, steht auch die Validierung von Kriterien zur Interaktion und Koaleszenz von kurzen Mehrfachrissen im Fokus. 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 - 306 EP - 310 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34797 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tchuindjang, D. A1 - Madia, Mauro A1 - Fricke, W. A1 - Hensel, J. T1 - Integrale bruchmechanische Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen: Validierung an Längsstreifen N2 - Zur Validierung der IBESS-Prozedur wurden Schwingfestigkeitsuntersuchungen an Längssteifen aus S355 NL durchführt. Neben dem Einfluss der Mittelspannung wurde der Einfluss der Eigenspannung und der Kerbschärfe experimentell untersucht. Die durchgeführten Schwingfestigkeitsversuche zeigen einen geringen Einfluss der Mittelspannung und der Eigenspannungen, wobei der Einfluss der Nahtgeometrie deutlich sichtbar ist. Proben mit geringerem Nahtanstiegswinkel zeigen eine höhere Schwingfestigkeit, was vor allem auf die längere Rissinitiierungsphase zurückzuführen ist. Die gemessenen und berechneten Schweißeigenspannungen ergeben Quereigenspannungen von bis zu 80% der Streckgrenze. Die zyklische Belastung der Probe zeigt, dass die Eigenspannungen sich beim ersten Lastzyklus signifikant durch Plastifizierung abbauen. Die Simulation des Rissschließens zeigt eine Abhängigkeit vom Lastniveau; von der Mittelspannung und von der Netzdichte. Das Rissschließen tritt an der Plattenoberfläche früher als am tiefsten Punkt des Risses auf. 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 - 310 EP - 316 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34798 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro A1 - Zerbst, Uwe A1 - Beier, H.T. A1 - Schöne, Dieter T1 - Analytische Beschreibung von Rissarrest, Kurz- und Langrisswachstum in Schweißverbindungen N2 - Kernstück der angestrebten IBESS-Prozedur ist eine analytische Methode zur bruchmechanischen Beschreibung der Rissausbreitung unter Schwingbelastung. Da man es im Bereich der Schwingfestigkeit mit kurzen Rissen zu tun hat, auf die die etablierten Methoden der Langrissbruchmechanik nicht anwendbar sind, werden Lösungen entwickelt, die es erlauben, sowohl die rissnahen Plastizitätsverhältnisse als auch die mit wachsendem Riss graduell zunehmenden Rissschließeffekte quantitativ zu beschreiben. Unter Einbeziehung der sogenannten "zyklischen R-Kurve", deren experimentelle Methodik ebenfalls im Rahmen des Projekts weiterentwickelt wird, ist es zudem möglich, Ausgangsrissgrößen vorherzusagen, die auf Dauerfestigkeitsniveau gerade so noch arretieren würden. Dies erlaubt umgekehrt eine Abschätzung der Dauerfestigkeit an realen Bauteilen wie eben Schweißnähten sowie die statistisch basierte, analytische Vorhersage des Zeitfestigkeitsastes der Wöhlerkurve. Die im Modell berücksichtigten Parameter bzw. deren statistische Verteilung schließen Werkstoffdaten und die lokale Nahtgeometrie (Nachtübergangsradius, Nahtanstiegswinkel, Einbrandkerben oder Oberflächenrauhigkeit) ein. Im Vortrag wird das analytische Modell vorgestellt und vor dem Hintergrund der im IBESS-Cluster bereitgestellten experimentellen Information diskutiert. 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 - 300 EP - 306 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34799 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schork, B. A1 - Zerbst, Uwe A1 - Kucharczyk, P. A1 - Bernhard, J. A1 - Kaffenberger, M. A1 - Baumgartner, J. A1 - Oechsner, M. T1 - Imperfektionen für die schwingbruchmechanische Bewertung von Schweißverbindungen N2 - Bruchmechanischen Bewertungsmethoden liegt stets eine tatsachlich vorhandene oder fiktive Anfangsrisslange zu Grunde. Schweißverbindungen sind mit strukturellen Imperfektionen wie beispielsweise lnhomogenitaten in der Mikrostruktur und den Werkstoffeigenschaften behaftet, welche auf der Werkstoffseite berücksichtigt werden können. Imperfektionen wie der Kantenversatz und der Nahtübergangsradius, die als außere geometrische Imperfektionen aufgefasst werden können, haben vor allem Auswirkungen auf den Spannungszustand und werden daher auf der Lastseite erfasst. Innere geometrische Imperfektionen wie Einschlüsse oder Poren, von welchen Risse initiieren und sich ausbreiten, können als Ausgangsrissgröße aufgefasst werden. Im Teilprojekt A1 des Forschungsclusters IBESS wurden außere geometrische Imperfektionen an Schweißverbindungen ermittelt und statistisch ausgewertet. Des Weiteren wurden Schweißverbindungen fraktografisch im Rasterelektronenmikroskop (REM) bezüglich innerer geometrischer Imperfektionen untersucht, jedoch konnten aufgrund der hohen Schweißgütekeine schadigungsrelevanten inneren Imperfektionen (Ausgangsdefekte) detektiert werden. Um dennoch eine Ausgangsrisskonfiguration zu bestimmen, wurden "Heat-Tinting" Versuche eingesetzt, mit denen auf der Bruchflache verschiedene Anrissstadien markiert werden können. Mit dem .Heat-Tinting" Verfahren können sehr kleine Anrisse detektiert und in Abhangigkeit von der Beanspruchung frühe Anrisskonfigurationen ermittelt werden. Des Weiteren haben Zerbst und Madia im Teilprojekt A3 ein Modell entwickelt, mit dem für den Grundwerkstoff mittels zyklischer R-Kurven eine Ausgangsrissgröße rechnerisch ermittelt werden kann. Unter Verwendung der Ergebnisse aus den Versuchen zur Ermittlung der Anrissstadien soll dieses Modell validiert werden, um auch für Schweißverbindungen Anwendung zu finden. 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 - 271 EP - 277 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 -