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Dieses Dokument fasst den Projekfortschritt des BAM-Projektes "Ermittlung geeigneter Wärmeführungen zur Wasserstoffreduktion beim Schweißen höherfester Feinkornbaustähle mit modifiziertem Sprühlichtbogen" im Rahmen des Fachausschusses 1 "Schweißmetallurgie & Werkstoffverhalten" des DVS e. V. zusammen.
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.
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.
Die quantitative Bestimmung der Haftfestigkeit von Beschichtungen ist von entscheidender Bedeutung sowohl für die Entwicklung als auch für die Qualitätssicherung. In einer Vergleichsstudie zur Haftfestigkeit von optischen und ophthalmischen Schichten wurde mit Hilfe der Zentrifugentechnologie der Einfluss verschiedener Parameter (Substratdicke, Oberflächenvorbehand-lung, Haftvermittler) auf die Haftfestigkeit optischer Schichten auf silikatischen und ophthalmischer Schichten auf polymeren Substraten untersucht.
Zur Bestimmung der Haftfestigkeit in der physikalisch korrekten Dimension Kraft pro Fläche im Stirnabzug stehen die Ein-Proben-Prüfung mit der Zugprüfmaschine und die Mehr-Proben-Prüfung mittels Zentri- fugentechnologie zur Verfügung. Die Zentrifugentechnologie wurde ausgewählt, da die Prüfung von bis zu acht Proben unter nahezu identischen Versuchsbedingungen und somit eine statistisch gesicherte Bestimmung der Haftfestigkeit möglich sind.
Es konnte nachgewiesen werden, dass die Substratdicke einen erheblichen Einfluss auf die gemessene Haftfestigkeit hat. Dies entspricht den Erwartungen, da es sich bei der Haftfestigkeit um eine System- eigenschaft des Schicht-Substrat-Systems handelt. Bei den Delaminationsbrüchen (DF) konnte zwischen Delamination des metallischen Reflektors (DF-R) und Delamination des Dielektrikums (DF-D) unter- schieden werden. Im Fall hinreichender Haftfestigkeit der Beschichtung traten auch Adhäsionsbrüche am Interface zum und Kohäsionsbrüche im Klebstoff auf. Nachfolgende Untersuchungen werden sich mit alternativen Klebstoffen und weiterentwickelten Fügestrategien befassen.
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) exploits the enhancement of electromagnetic fields in close vicinity of plasmonic nanostructures, enabling characterization of analytes at the single-molecule level. The nanometer-scale spatial arrangement of plasmonic metal nanoparticles and analyte molecules has a significant effect on the observed signal enhancements and represents a great challenge in this technique.
In our work, DNA origami is used as platform for precise positioning of gold nanoparticles (AuNPs). Especially high sensitivities are expected for gold nanolenses (AuNLs), consisting of rows of three or more differently-sized AuNPs. We assembled different AuNL designs and determined respective SERS enhancement factors by collecting Raman spectra from single AuNLs. Finite difference time domain calculations estimate attainable electromagnetic field enhancements. Ultimately, we aim to develop a versatile platform for various SERS applications.
Die Verleihung des Deutschen Zukunftspreises an ein Team zum Thema "Ultrakurzpulslaser für die industrielle Massenfertigung - Produzieren mit Lichtblitzen" im Jahr 2013 belegt die industrielle Relevanz des Ultrakurzpulslasereinsatzes in der Materialbearbeitung. Zunehmend werden weitere Anwendungen z.B. in der Mess- und Medizintechnik erschlossen. Femtosekunden-Laserpulse weisen prinzipbedingt ein breites Spektrum auf und besitzen bereits bei moderaten Pulsenergien extreme Pulsspitzenleistungen, womit über „konventionelle“ Laserquellen hinausgehende Herausforderungen an den Laserschutz entstehen. Die in entsprechenden Laserschutzbrillen verwendeten Laserschutzfilter müssen eine große spektrale Absorptionsbandbreite aufweisen und dürfen nicht aufschalten, d.h. keine induzierte Transmission zeigen. Im Vortrag soll dargestellt werden, dass Laserschutzfilter auf Glasbasis, die über ein breites Absorptionsspektrum verfügen, einen ausreichenden Schutz gegenüber fs-Laserstrahlung bieten, wohingegen Laserschutzfilter auf Polymerbasis eine induzierte spektrale Transmission bei steigender Energiedichte aufweisen können, was zu einem drastischen Verlust der Schutzfunktion führt.
The GERG-2008 and AGA8-DC92 equations of state enable the calculation of thermal and caloric properties for natural gases and other related mixtures consisting of up to 21 pure components. Experimental characterization of the thermodynamic behavior of gas binary mixtures is of great importance because most of the binary systems were taken into account by using adjusted reducing functions for density and temperature. Only for those binary mixtures for which sufficient accurate experimental data were available, specific departure functions were developed. For the binary mixture methane-helium no departure function was developed so far.
This work studied the thermodynamic behavior of two gravimetrically prepared methane-helium binary mixtures through accurate (p, ρ, T) experimental data obtained by using a single-sinker densimeter with magnetic suspension coupling.
Experimental characterization of the thermodynamic behavior of multicomponent gas mixtures of accurately known composition is of great importance for testing the current reference equation of state for natural gases and related mixtures, GERG-2008. Natural gas composition may change considerably due to the diversity of origins, or the possibility to incorporate hydrogen, biogas or other non-conventional energy gases.
Thus, the Consultative Committee for Amount of Substance: Metrology in Chemistry and Biology (CCQM) of the Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) launched a key comparison on primary standard mixtures for natural gases of this particular characteristics. One mixture is a hydrogen-enriched natural gas mixture (13 components, x(H2) = 0.03) with low calorific value to facilitate support to power-to-gas applications, which often involve blending hydrogen with natural gas. The other mixture resembles a typical liquefied natural gas (“LNG”, 9 components) with high calorific value.
Air-coupled ultrasound has been applied increasingly as a non-destructive testing method for lightweight construction in recent years. It is particularly appropriate for composite materials being used in automotive and aviation industry. Air-coupled ultrasound transducers mostly consist of piezoelectric materials and matching layers. However, their fabrication is challenging and their signal-to-noise ratio often not sufficient for many testing requirements. To enhance the efficiency, air-coupled ultrasound transducers made of cellular polypropylene have been developed. Because of its small density and sound velocity, this piezoelectric ferroelectret matches the small acoustic impedance of air much better than matching layers applied in conventional transducers. In our contribution, we present two different methods of spherical focusing of ferroelectret transducers for the further enhancement of their performance in NDT applications. Measurements on carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) samples and on metal adhesive joints performed with commercially available focused air-coupled ultrasound transducers are compared to measurements executed with self-developed focused ferroelectret transducers.