Recensies

Francesco Depentori

Charakterisierung der lokalen Korrosionseigenschaften von lanthan- und neodymmodifizierten (alpha-beta) Titanlegierungen

Titanium alloys are of great value in today´s industry. The most common alloy is Ti6AI4V with a share of around 50 %. Due to its high stiffness, machining of this alloy is difficult and expensive. Recently, so called "free-machining titanium alloys" have been developed to overcome this problem. These alloys are modified by rare earth metal addition. Addition of Lanthanum and Neodymium leads to the formation of mainly grain boundary oriented precipitates. These precipitates strongly change the corrosion properties in comparison to the same alloys without rare earth metal addition. The size of the precipitates usually lies in the micrometer range. Before technical use, the influence of these precipitates has to be clarified to be able to evaluate the long term stability of these alloys. The goal of this work was to gain a fundamental understanding of the corrosion properties of four different "freemachining titanium alloys".

The alloys investigated were: - Ti6A12Fe1 Mo0.9La0.5Cu with and without the addition of 0.3Si, containing precipitates of Lanthanum and Lanthanum-Copper - Ti6AI4V2Nd, containing precipitates of Neodymium- Ti6AI2V3Nb0.9La0.7Fe0.3Si, containing precipitates of Lanthanum In this work a combination of integral techniques were used, characterizing the corrosion behavior on areas of several square centimeters, and localized techniques, characterizing the corrosion behavior on a small scale. Electrochemical methods like potentiodynamic polarization and chronoamperometry helped to gain an understanding about the stability and oxidation behavior of Lanthanum and Neodymium particles.

It could be shown, that the oxidation of precipitates took place within a few hours. After oxidation particles could not be found on the surface when using ex-situ methods. These results were confirmed by scanning electron microscopy analysis. Furthermore, the composition of precipitates was characterized by electron microprobe analysis. By the use of electrochemical atomic force microscopy (EC-AFM) the oxidation process of particles could be analyzed in-situ. EC-AFM showed a two-step process. First, the particle is oxidized, which leads to a strong increase in volume. The volume increase indicates the formation of a rare earth metal oxide or hydroxide. Second, the oxidized precipitate is removed by electrolyte flow. The remaining holes found after oxidation did not show a significant contribution to the general corrosion behavior. After the dissolution of precipitates from the surface the alloys behave passive in NaCI solution. Ti6AI2V3Nb0.9La0. 7Fe0. 3Si showed the best corrosion properties compared to the other alloys.

Quelle: FIZ Karlsruhe DE14F4777

Richard Landfried

Funkenerosiv bearbeitbare Keramiken für den Werkzeug- und Formenbau

Sind elektrische leitfähige Hochleistungskeramiken möglich, mit denen Bauteile mit komplexen Geometrien bei geringen Losgrößen wirtschaftlich hergestellt werden können? Daran wird intensiv geforscht.

Quelle: FORM + Werkzeug, Ausgabe November 2014, Seite 9

Holger Schüttrumpf (Hrsg.)

43. IWASA Internationales Wasserbau-Symposium Aachen 2013

Wasser als Energieträger

Wasser ist Lebenselixier in vielfältiger Hinsicht und dabei auch Energieträger. Dieser Thematik widmete sich das 43. Internationale Wasserbau-Symposium Aachen (IWASA), dessen Beiträge in diesem Band 167 der Mitteilungen des Lehrstuhls und Instituts für Wasserbau und Wasserwirtschaft der RWTH Aachen wiedergegeben werden. Beginnend mit dem Möglichkeiten zur Nutzung tiefliegender Grundwasservorkommen wurde weiter über verschiedene Nutzungsarten und -techniken der Wasserkraft sowie den Themenbereich der Durchgängigkeit referiert. Breiten Raum nahmen die aktuellen Pumpspeicher- und Unterflurspeicherprojekte ein, die in verschiedenen Beiträgen aus Forschungen und Praxis beleuchtet wurden.

Quelle: WasserWirtschaft 104. Jahrgang / September 2014, Seite 50

Franz-Josef G. Bürger, Tobias Nagel

Energieeffizientes Bauen

Teil 4: Solarthermie und Photovoltaik

Der Band behandelt die Ermittlung solarer Potentiale in Europa sowie deren Umwandlung in Wärme und Strom. Anhand eines Projektes aus dem Bereich des Raummodulbaus wird dies praxisbezogen angewendet. Zum Inhalt: - Energiequelle Sonne; Aktive und passive Solarenergienutzung; Aktive solarthermische Systeme und deren Funktionsweise; Aktive solarenergie mit Photovoltaik; Passive Solarenergie und deren Funktonsweise; Wirktschaftlichkeit und deren Bewertung an Beispielen.

Quelle: Deutsches Institut für Urbanistk GmbH: Literaturdatenbank ORLIS

Louisa Schmeken

Zur Meerwasserentsalzung mit Mehreffekt-Verdampfern unter Nutzung nichtkonventioneller Energiequellen

Die Entsalzung von Meerwasser kann in trockenen, küstennahen Regionen zur Versorgung mit Trink- und Brauchwasser beitragen. Der große Energiebedarf aller Entsalzungsverfahren wird heute hauptsächlich durch fossile Energieträger gedeckt. Alternativ könnte solare oder geothermische Wärme oder Abwärme aus Brennstoffzellen, Photovoltaik- Anlagen oder Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden. in der vorliegenden Arbeit wurden für ein hierfür besonders geeignetes Entsalzungsverfahren, die Mehreffekt-Verdampfung, Konzepte zur Nutzung nichtkonventioneller Energiequellen erarbeitet und auf ihre technische und ökonomische Umsetzbarkeit geprüft. Für die Untersuchungen wurden Gesamtsysteme und geänderte Anlagenkonfigurationen von Mehreffekt-Verdampfern ausgelegt und ihr Betriebsverhalten unter geänderten Randbedingungen simuliert.

Quelle: Fraunhofer IRB 2014-893

Michael Heinz Elmar Glowania

Untersuchung und Methodenentwicklung zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit von Faserverbundkunststoffen

Die Arbeit liefert für Wärmeübertragungsprobleme mit FVK einen zeit- und kostenreduzierten Lösungsweg mit Teil- oder Gesamtlösungen. Zahlreiche Einzel- sowie kombinierte Ergebnisse der durchgeführten FVK-Untersuchungen sind aufgeführt, um eigene und/oder erweiterte Untersuchungen anzuschließen zu können und eigene Schlussfolgerungen zu ziehen.

Quelle: Fraunhofer IRB 2014-894

Alaskar Alizada

The eXtended Finite Element Method (XFEM) with Adaptive Mesh Refinement for Fracture Mechanics

The book (PHD thesis) investigates and develops the extended finite element method (XFEM) for fracture mechanics. In fracture mechanics, displacement discontinuities appear on the crack surfaces. Approximation techniques enable to model the displacement discontinuities if crack appears inside the finite element. In order to capture high gradients and/or singularities that appear near the crack tip, the model-dependent enrichment functions are commonly used. Consequently, for each fracture mode, a different set of enrichment functions is required. The aim of the monograph is to find an approach that makes the XFEM really mode-independent. The mode-independent approach is based on the adaptive mesh refinement. The proposed approach is implemented for static problems as well as for problems with propagating cracks in elastic and elasto-plastic two- and three-dimensional problems.

Ján Sládek (Bratislava)

Quelle: Zentralblatt MATH 1276 -1

Thorsten Hoos

Einsparpotential und ökonomische Analyse der energetischen Sanierung staatlicher Gebäude in Luxemburg

Für diese Publikation wurde der Endenergieverbrauch bestehender staatlicher Gebäude in Luxemburg untersucht. Energetische Verbesserungsmaßnahmen kostenmäßig erfasst und die tatsächlich erwirkte Verbrauchssenkung beobachtet. Dabei stellte sich heraus, dass gerade bei unsanierten Altbauten der rechnerisch ermittelte Endenergiebedarf Wärme oft deutlich vom realen Energieverbrauch abweicht. der in der Regel erheblich niedriger liegt, als berechnet Das führt bei einer ausschließlich rechnerischen Ermittlung des Endenergiebedarfs ggfs. dazu, dass das Einsparpotential durch energetische Verbesserungen erheblich überschätzt wird mit der Folge, dass sich die Sanierungsmaßnahmen aus ökonomischer Sich erst sehr viel später oder auch gar nicht amortisieren.
Auf er Basis der hier gewonnenen Erkenntnisse werden zum Abschluss zwei Sanierungsstrategien im Hinblick auf die Einsparungen an Typgebäuden gegenübergestellt: Einmal werden ökonomische Einzelmaßnahmen vorgezogen, im anderen Szenario werden Gebäude mit hohem Verbrauch komplett saniert. Die im Rahmen dieser Dissertation gewonnenen, manchmal durchaus überraschenden Erkenntnisse lassen sich auch auf Privathäuser in Deutschland übertragen.

Quelle: Architekten- und Stadtplanerkammer Hessen

Stephan Lochte-Holtgreven

Zum Trag- und Ermüdungsverhalten biegebeanspruchter Grouted Joints in Offshore-Windenergieanlagen

ln der Arbeit werden Untersuchungen zum Trag- und Ermüdungsverhalten biegebeanspruchter Grauted Joints in Offshore-Windenergieanlagen durch Anwendung experimenteller und numerischer Methoden durchgeführt. Im experimentellen Teil der Arbeit wird der Einfluss unterschiedlicher Vergussbetondruckfestigkeiten auf das Trag- und Ermüdungsverhalten axial beanspruchter Grauted Joints an kleinmaßstäblichen Prüfkörpern untersucht. Die Einsatzmöglichkeiten von normal- und hochfesten Vergussbetonen in Grauted Joints werden dabei überprüft. Experimentelle Untersuchungen an großmaßstäblichen Grauted Joints unter Biegebeanspruchung sollen Erkenntnisse zum Einfluss der Übergreifungslänge, der Schubrippenanzahl und der Vergussbetondruckfestigkeit auf das Tragverhalten unter Extrem- und Ermüdungslasten liefern. Die Ergebnisse der Großbiegeversuche werden für die Kalibrierung numerischer Modelle aufbereitet.

Zusätzlich dazu werden die axialen Resttragfähigkeiten der Großversuchskörper ermittelt und mikroskopische Untersuchungen zur lokalen Abrasion sowie Oberflächenrauigkeiten im Bereich der Verbundfuge zwischen Stahlrohr und Grout durchgeführt. Der numerische Teil der Arbeit umfasst zunächst die Weiterentwicklung eines vorliegenden Materialmodells für Beton speziell auf die Besonderheiten hochfester Vergussbetone und Grouts. ln diesem Zusammenhang werden Kalibrierparameter für Vergussbetone festgelegt, das Materialmodell mit einer nichtlinearen Verfestigungsfunktion gekoppelt und mit Schädigungsvariablen für Ermüdungsbeanspruchungen erweitert. Die abschließende Implementierung des Modells in ein numerisches Programmsystem erlaubt die Ableitung von vereinfachten mehraxialen Wählerlinien für hochfeste Vergussbetone. Das entwickelte Modell wird an Versuchsergebnissen für Betone, hochfeste Vergussbetone und Grouts validiert und bildet die Grundlage der numerischen Untersuchungen.

Quelle: Fraunhofer IRB 2014-336

Ali Zafari

Analytische Darstellung des Schwingfestigkeitsverhaltens von Sinterstählen

Die Schwingfestigkeit ist bei porösen Sinterstählen dichteabhängig. Trotz der großen wirtschaftlichen Bedeutung dieser Werkstoffgruppe wurden in der Vergangenheit keine systematischen Schwingfestigkeit-Untersuchungen an Proben mit Sinteroberfläche und homogener Dichteverteilung durchgeführt. Deshalb fehlte eine allgemein akzeptierte Rechenmethode zur sicheren Auslegung von Bauteilen im gekerbten und ungekerbten Sinterzustand unter schwingender Beanspruchung bisher für diese Werkstoffgruppe noch. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit der Einfluss verschiedener Parameter, z. B. Dichte, Kerbwirkung, Belastungsart und Spannungsverhältnis, auf die Schwingfestigkeit dieser Werkstoffgruppe untersucht. Die Untersuchungen waren dabei so angelegt, dass die Effekte der verschiedenen Einflussgrößen auf die Schwingfestigkeit in funktionalen Zusammenhängen analytisch formuliert werden konnten. Damit konnte innerhalb der untersuchten Grenzen eine Berechnungsmethodik zur sicheren Bemessung von Bauteilen im Sinterzustand unter schwingender Belastung entwickelt werden.

Quelle: Fraunhofer IRB 2013-1559