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The effect of porosity and microcracking on the mechanical properties (strength, fracture toughness,Young’s modulus, and fracture energy) and thermal expansion of diesel particulate filter (DPF) gradecordierite materials has been investigated. A method to deconvolute the effect of porosity and microc-racking on Young’s modulus is proposed. In addition, the microcrack density and the pore morphologyfactor are calculated by applying a micromechanical differential scheme. The values of the investigatedmechanical properties are shown to decrease with an increase in porosity, but the thermal expansionvalues are insensitive to porosity. The variation in mechanical properties as a function of porosity leadsto distinct porosity dependence of thermal shock resistance for crack initiation and crack propagationfor DPF grade synthetic cordierite.
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 Kompressions-temperaturen 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.
Die BAM erforscht mit Partnern an der TUM und DTU Methoden und Modelle für ein optimiertes Tragwerksmanagement von Infrastrukturbauwerken. Im Rahmen des vom BMVI und der BASt aufgelegten Projektclusters „Intelligente Brücke“ wurde ein Software-Prototyps zur zuverlässigkeitsbasierten Bewertung eines konkreten Spannbetonüberbaus unter Berücksichtigung von Inspektionen und Überwachungssystemen entwickelt. Der entwickelte Software-Prototyp ermöglicht Benutzern ohne vertiefte Kenntnisse der Zuverlässigkeitstheorie eine Berechnung des Einflusses von Bauwerksinformationen auf den Systemschädigungszustand und die Tragsicherheit. Auf dieser Grundlage können effiziente Inspektions- und Überwachungsmaßnahmen identifiziert und das Erhaltungsmanagement optimiert werden.
Fraunhofer Life Science Day
(2015)
Their high affinity, selectivity and specificity make monoclonal antibodies (mAbs) very important tools in research, diagnostics and therapy. The production of mAbs is routinely performed by hybridoma technique. Hybridomas are generated by fusing antibody-producing B cells with indefinitely proliferating myeloma cells. Both, cell fusion and the indispensable identification and isolation of the desired antibody-producing hybridoma clone is still far from being trivial.
We describe a novel method that should help to optimize the cell fusion, and the screening for antibody-secreting hapten-specific hybridoma cells by using fluorescence activated cell sorting and single-cell fusion. Hybridoma cells specific for a hapten were incubated with a hapten-peroxidase conjugate (hapten-HRP), which was subsequently incubated with a fluorophore-labeled polyclonal anti-peroxidase antibody (anti-HRP-Alexa Fluor® 488). To characterize the expression of membrane-bound immunoglobulin G (IgG) a fluorophore-labeled anti-mouse IgG antibody (anti-IgG-Alexa Fluor® 647) was used. Successful staining was verified by confocal laser scanning microscopy (CLSM). We show that it is possible to specifically label hapten-specific hybridoma cells. It should also be possible to use this labelling approach for the isolation of hapten-specific B cells from the spleen and use these cells for single-cell fusion. Parallelized cell fusion chips were developed to increase fusion efficiencies.
We present a concept for assessing the system reliability of monitored jacket support struc-tures of offshore wind turbines subjected to fatigue. The concept assumes that a structural health monitoring system periodically records accelerations of the jacket structure caused by ambient excitations. The recorded data is processed by a stochastic subspace-based damage detection algorithm to provide information on the global damage state of the jacket structure. This information is generally uncertain. To determine the effect of such uncertain global monitoring information on the structural reliability, the deterioration state of the jacket structure is described by a probabilistic fatigue deterioration model of all structural elements, which considers stochastic dependence among element fatigue behavior. The system deterioration model is coupled with a probabilistic structural model to compute the system failure probability. Global damage detection information is included in the reliability assessment through Bayesian updating of the system failure probability.
Build-up strategies for generating components of cylindrical shape with laser metal deposition
(2015)
Laser Metal Deposition LMD) as additive manufacturing process offers the potential to produce near net shape components. This reduces the amount of material and post-processing. The components are composed of individual layers. Already mall irregularities within a layer can add up over multiple layers and lead to error propagation. This paper deals with the issue of build-up strategies to minimize irregularities and prevent error propagation. Different travel paths and the influence of a changing starting point regarding to error propagation are discussed. Different deposition rates between core and peripheral area are detected and successfully compensated by adjusting the build-up sequence. Stainless steel and titanium alloy Ti-6Al-4V are used in the experiments. The results are intended to illustrate the potential of an adjusted build-up strategy and provide basic information on the way to an automated deposition process. This paper is of interest for engineers in industry or science using LMD as additive manufacturing process.
Introduction to PowderCell
(2015)
The kinetic energy of keV electrons backscattered from a rutile (TiO2) surface depends measurably on the mass of the scattering atom. This makes it possible to determine separately the angular distribution of electrons backscattered elastically from either Ti or O. Diffraction effects of these backscattered electrons inside the rutile crystal lead to the formation of Kikuchi patterns. The element-resolved Kikuchi patterns of Ti and O differ characteristically, but each can be described fairly well in terms of the dynamical theory of diffraction. Qualitatively, much of the differences can be understood by considering the relative arrangement of the Ti and O atoms with respect to planes defined by the crystal lattice.
In this paper, we present a new dataset consisting of 19,407 X-ray images. The images are organized in a public database called GDXray that can be used free of charge, but for research and educational purposes only. The database includes five groups of X-ray images: castings, welds, baggage, natural objects and settings. Each group has several series, and each series several X-ray images. Most of the series are annotated or labeled. In such cases, the coordinates of the bounding boxes of the objects of interest or the labels of the images are available in standard text files. The size of GDXray is 3.5 GB and it can be downloaded from our website. We believe that GDXray represents a relevant contribution to the X-ray testing community. On the one hand, students, researchers and engineers can use these X-ray images to develop, test and evaluate image analysis and computer vision algorithms without purchasing expensive X-ray equipment. On the other hand, these images can be used as a benchmark in order to test and compare the performance of different approaches on the same data. Moreover, the database can be used in the training programs of human inspectors.
Sealing and strengthening of the subsoil by injection is a major issue in the field of geotechnical engineering. This involves also jet grouting, which allows creating columns of grouted soil by eroding and mixing the in-situ soil with a thin cement suspension. A general difficulty of this method is to predict the column diameter and its material strength. Here, we present two-dimensional finite-difference numerical simulation results of a promising non-destructive quality assurance testing tool to evaluate the diameter of jet grout columns. This approach incorporates crosshole and downhole seismic measurements. Preliminary tests showed that this tool is applicable under real site conditions.
For absorption processes with fluctuating feed gas compositions it is vital to continuously adjust
the operation point to achieve energy efficiency. In this contribution a Raman-based advanced
process control (APC) is introduced for the absorption of carbon dioxide (CO2) using an aqueous
solution of monoethanolamine (MEA). The APC is based on a Raman spectroscopic analysis of
the composition and CO2 load of the scrubbing liquid and a non-linear model predictive control
(NMPC) to adjust the scrubbing liquid cycle. In addition, an outer real-time optimization loop is
set in place to update the set points for the absorption process depending on the current feed gas composition minimizing the energy consumption of the process. Implementation and testing of the APC have been carried out in a mini-plant at TU Berlin. During a plant operation of more than 160 hours robustness and stability of the APC were shown.
In the near future, it will be important to adopt innovative approaches and technologies in order to further guarantee the reliability and availability of the highway network. New tools are therefore needed in order to obtain in-depth information about the condition of bridges and its development early enough before significant, precarious damage cases occur. In 2011, the research program “Intelligente Brücken (Smart Bridges)” was launched by the BASt together with the BMVI to evolve systems for information and holistic evaluation for Bridge structures as a supplement to the current inspection-based maintenance management. Several projects dealt with the topic in the last few years and provided guidelines and a solid basis to move towards a first implementation considering the input of all research projects carried out so far.