bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Nonionic Surfactants: Octanol-Water Partition Coefficients with the Slow Stirring/Surface Tension Method
Authors: Miller Dennis J. , McWilliams Phil
Published: December 2013

LogP values for several nonionic surfactants were measured by the slow stirring/surface tension method. Aqueous surfactant solution is equilibrated with octanol. A surface tension technique is used to determine the concentration in the aqueous phase. Interference from octanol, which is surface active, is prevented by evaporation and re-dissolution of the sample. The effect of initial concentration on the observed logP value is discussed. Above a certain concentration the amount of surfactant in the aqueous phase exceeds the critical micelle concentration (cmc). In this region logP appears to decrease markedly with initial concentration. Using a simple model, which includes the effect of octanol on the cmc, the apparent logP can be corrected for this micellisation effect. With a tristyrylphenol ethoxylate the concentrations in aqueous and octanol phases were determined by UV absorption, giving a logP value in good agreement with the surface tension method. For a series of commercial undecyl ethoxylates, the logP value was found to decrease with increasing length of the EO chain. Products with more than 4 EO have a logP less than 3, indicating that they are unlikely to bioaccumulate.
Synthesis, Characterization and Anti-redeposition Properties of Sulfoethyl Locust Bean Gum – Interaction with Laundry Detergent Enzymes
Authors: Čížová Alžbeta , Sroková Iva , Sasinková Vlasta , Gaff Graeme R. , Lant Neil J.
Published: December 2013

A series of sulfoethyl locust bean gum derivatives with a degree of substitution (DS) ranging from 0.05 to 0.33 was prepared by etherification of locust bean gum with vinylsulfonic acid sodium salt in alkaline 2-propanol suspension. The derivatives were characterized by means of FT-IR and elemental analysis, and evaluated for laundry anti-redeposition performance, alone and in systems with mannanase and/or cellulase enzymes. Optimum anti-redeposition performance was observed at degrees of substitution of around 0.15. Mannanase was found to have a negative effect on sulfoethyl locust bean gum derivatives' performance although a system comprising sulfoethyl locust bean gum derivative and cellulase was found to be complementary.
Preparation and Performance of Catanionic Surfactants
Authors: Yan Hui-Cheng , Li Qiu-Xiao , Geng Tao , Jiang Yajie , Luo Yi
Published: December 2013

A series of catanionic surfactants based on the general formula CH3CH2(CH2)11CH2N+(CH3)3 · −OOCCH2(CH2)nCH2CH3 (n = 2, 4, 6, 8, 10) were synthesized, and measured their critical micelle concentrations (CMC) and the corresponding surface tension at CMC (γCMC). The results revealed that the surface tensions of water were decreased to 21–34 mN · m−1 when applying these surfactants at a concentration range from 10−3 to 10−4 mol · L−1. Moreover, the performance of foaming, emulsification, anti-static and rewetting of the surfactants were investigated and the results showed that both the rewetting and emulsifying ability of the prepared surfactants were much better than that of conventional surfactants. In addition, the anti-static and foaming properties were also improved at the same condition compared to that of conventional surfactants.
Micellization of Alkyl Trimethyl Ammonium Bromides in Aqueous Solutions–Part 1: Critical Micelle Concentration (CMC) and Ionization Degree
Authors: Oremusová Jarmila
Published: December 2013

Conductivities of alkyl trimethyl ammonium bromides (alkyl = hexyl-, octyl-, decyl-, dodecyl-, tetradecyl-, hexadecyl-, and octadecyl-) in aqueous solutions were measured as afunction of molarity of surfactants, length of chain and temperature. Critical micelle concentrations (CMC) were estimated from the dependence of the specific conductivity on molarity of the surfactants. It was determined that the temperature dependence of CMC is U-shaped with aminimum shifting toward higher temperatures with decreasing chain length of the alkyl group. Quantities characterizing behaviors of surfactants below and above CMC were calculated and compared from conductivity measurements. Measured and calculated values of studied compounds were also compared with results of many other authors. The paper has the form of a minireview. It is a comparison of the presented experimental data of alkyltrimethylammonium bromides (C6–C18) with earlier works reported.
Electrical Properties of PANI/Chalcogenide Junctions Doped with Ionic Liquids Anions
Authors: Benabdellah Abdelkader , Belarbi El-Habib , Ilikti Hocine , Hatti Mustapha , Fettouhi Bekhaled
Published: December 2013

Ionic liquids like 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([BMIM] Cl, 1-butyl-3-methyl-imidazolium hexafluorophosphate [BMIM] PF6, 1-butyl-3-methyl-imidazolium tetrafluorobrate [BMIM] BF4, 1-butyl-3-methyl-imidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide [BMIM] NTf2) were used as doping elements in polyaniline. Pure polyaniline (EB) and polyaniline doped with different anions of ionic liquids (ESs) were chemically synthesized using ammonium peroxydisulphate (APS) and ionic liquids as oxidants. Junctions have been prepared by evaporating chalcogenide materials (ZnSe, CdSe) on conducting polyaniline (EB & ESs) pellets using a vacuum evaporation technique. I-V characteristics of junctions have been studied at room temperature using the Keithley electrometer 6517A. I-V measurements show the rectification effect. A junction of ES [BF4−] anion may be preferred over the other junctions due to its low ideality factor and maximum rectification ratio.
Synthesis and Surface Activity of Guerbet Betaine Surfactants with Ethylene Oxide Groups
Authors: Qiao Weihong , Cui Yingchun , Zhu Youyi , Cai Hongyan
Published: December 2013

Three series of Guerbet betaine surfactants with ethylene oxide groups were synthesized by Guerbet alkyl polyoxyethylene ether surfactants, epichlorohydrin, dimethylamine and sodium chloro-acetate. Their structures were confirmed by MS. The critical micelle concentrations (CMC) and surface tension at CMC (γCMC) of all prepared Guerbet betaine surfactants were determined by K100C processor tensiometer with the Wilhelmy-plate method at 25°C. It is found that synthesized surfactants exhibit great efficiency of reducing surface tension. As the number of ethylene oxide groups increases, the γCMC gradually increases. As the length of the hydrophobic chain of Guerbet betaine surfactants increases, the γCMC increases firstly and then decreases.
Effect of Molecular Structure on Interfacial Activity and Emulsification Property
Authors: Chen Lifeng , Zhao Xiutai , Wang Zengbao , Bai Yingrui
Published: December 2013

This paper presents the reasons for the differences in interface tension and emulsion stability of Span60, Tween20, Tween60, Tween80 from the perspective of the molecular structure. For a surfactant emulsion, there is no complete correlation between interfacial tension and emulsion stability. Interface tension cannot determine the emulsion stability, but the molecular structure of the surfactant is the determinant of both the interface tension and emulsion stability. The branching degree of hydrophilic group, carbon chain length of hydrophobic group and carbon-carbon double bond had played a very important role. The clarification of the effect of molecular structure has significant theoretical meanings for modifying and synthetizing new surfactants.
Fluorescent-Tagged Double-Hydrophilic Block Copolymer as a Green Inhibitor for Calcium Carbonate Scales
Authors: Liu Guangqing , Huang Jingyi , Zhou Yuming , Yao Qingzhao , Ling Lei , Zhang Peixin , Wang Huchuan , Cao Ke , Liu Yahui , Wu Wendao , Sun Wei , Hu Zhengjun
Published: December 2013

Allyloxy polyethoxy ether (APEG) and succinic anhydride were used to prepare allyloxy polyethoxy carboxylate (APEL). 8-Hydroxy-1,3,6-pyrene trisulfonic acid trisodium salt (PY) reacted with allyl chloride to produce fluorescent monomer 8-allyloxy-1,3,6-pyrene trisulfonic acid trisodium salt (PA). APEL and PA were copolymerized with maleic anhydride (MA) to synthesize the PA tagged, phosphate and nitrogen free CaCO3 inhibitor MA-APEL-PA. Structures of PA, APEG, APEL, and MA-APEL-PA were obtained by FT-IR and 1H-NMR measurements. The observation shows that the dosage of MA-APEL-PA plays an important role on CaCO3 inhibition. The effect on the formation of CaCO3 was investigated by a combination of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray powder diffraction (XRD) analysis. The relationship between MA-APEL-PA's fluorescent intensity and its dosage was also studied. Correlation coefficient '9 of MA-APEL-PA's fluorescent intensity and its dosage is 0.9997. MA-APEL-PA can be used to measure accurately the polymer consumption on line besides providing excellent CaCO3 inhibition.
Mixed Micelles Containing Sodium Laurate: Effect of Chain Length, Polar Head Group, and Added Salt
Authors: Kakehashi Rie , Shizuma Motohiro , Yamamura Shingo
Published: December 2013

We studied the mixing behavior of binary mixtures of alkylglycosides (CnGly); i.e. n-Octyl β-D-glucopyranoside, n-Decyl β-D-glucopyranoside and n-Decyl β-D-maltoside in combination with sodium laurate (NaL), and N,N-dimethyldodecylamine oxide in combination with NaL. The critical micelle concentration (CMC) data were obtained as functions of the composition based on equilibrium surface tension measurements. The cmc values with and without the addition of salt systems were then analyzed according to the regular solution model developed by Rubingh for mixed micelles. For the added salt systems, we applied Maeda's formulation for ionic/nonionic mixed micelles. For NaL/CnGly mixed systems, an increase in the hydrophilicity of the polar head group of CnGly resulted in a strong interaction between NaL and CnGly. In addition, introducing ionic species to the added salt systems stabilized the nonionic micelles.
Investigating of Synthesis Parameters, Kinetics and Pilot Plant of Sodium Sarcosinate
Authors: Hassanzadeh Masoumeh , Kambarani Masoud , Saghafi Reza , Dezfouli Hedieh
Published: December 2013

Sodium sarcosinate, an anionic surfactant, is known as a methylated glycine derivative, that is synthesized in a one-step amidation reaction. In this work, to find out the best conditions, several experiments carried out. So, the highest yield was obtained at (303)°C, by gradual addition of sodium monochloro acetate to methylamine solution. The total reaction time is 6 hours. Based on data, and the plots of kinetics of the reaction, a second-order reaction equation was suggested for this synthesis reaction. The rate constant (κ), and the regression coefficient (R2) were found as 0.0085 and 0.0934, respectively, which were in the best agreement with second-order reactions. According to the results, these data were applied for scale up laboratory to pilot phase. In addition, an industrial plant was suggested and designed.
Mixed Micellization and Surface Properties of Ionic Liquids/Triton X-100 Mixture System in Aqueous Media
Authors: Sun Lei , Han Chunyu , Liu Chunsheng , Luo Genxiang
Published: December 2013

Two binary systems of nonionic surfactant Triton X-100 and imidazolium ionic liquid surfactants with different carbon chain: C12mimBr (1-dodecyl-3-methylimidazolium bromide) and C14mimBr (1-tetradecyl-3-methylimidazoliumbromide) have been studied in this paper. The micellization and surface properties of the binary systems were determined by surface tension and conductivity methods, respectively. The critical micelle concentration (CMC), the maximum surface excess (Γmax), minimum area per molecule (Amin) and surface pressure at the CMC (ΠCMC) of single and mixed systems were obtained. Rubingh's theory was used to calculate the composition of the mixtures, and the molecular interaction parameter β. Negative value of β indicates synergism in mixed micelle formation. The order of absolute value of β and average β: C12mimBr/Triton X-100 > C14mimBr/Triton X-100. The values of ΔG0
m and ΔG0
ads have also been calculated, and both of them were found to be negative in all pure and mixed surfactants, indicating the spontaneity of micellization and adsorption of the surfactants.
Preparation and Application of Cationic Surfactant Ion-selective Electrode
Authors: Yuan Guang-yu , Hou Ji-rui , Liu Bi-xin , Luo Ye-yuan
Published: December 2013

In this study, a cationic surfactant ion-selective electrode was prepared; its performance was determined. The electrode showed good Nernstian response to some kinds of cationic surfactants and had lower detection limits (10−
6 mol/L order of magnitude). Potentiometric titration was employed to determine the concentrations of three cationic surfactants (DDMBAC, CTAB, OTMAC) using the electrode as indicator electrode and sodium tetraphenylborate solution as titrant. The titration results were satisfactory compared with the two-phase titration method. The relative errors between the electrode and two-phase titration were 2.12 %, 3.45 %, and 4.21 %, respectively. In addition, the electrode was used to determine the critical micelle concentration of cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) in organic solvent/water, and the CMC measured using the electrode method was nearly identical with that measured using the conductivity method.
Synthesis of Thermoresponsive SiO2 Composite Modified by Nonionic Organosilicone Surfactant
Authors: Tai Xiumei , Ma Jinghong , Du Zhiping , Wang Wanxu
Published: December 2013

Nonionic organosilicone surfactant trisiloxane-modified oligo (propylene oxide-block-ethylene oxide) was selected as the typical modifying agent in the synthesis of thermoresponsive SiO2 composite. Absolute ethanol was used as the reaction medium. The properties of the prepared composite were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), contact angle measurement instrument and dynamic light scatter (DLS). The results showed that the low critical solution temperature (LCST) of the composite is consistent with the cloud point of trisiloxane-modified oligo (propylene oxide-block-ethylene oxide).
Clouding Behavior of Amphiphilic Drug Clomipramine Hydrochloride with Pharmaceutical Excipients
Authors: Rub Malik Abdul , Asiri Abdullah M. , Azum Naved , Khan Anish , Khan Aftab Aslam Parwaz , Kabir-ud-Din
Published: December 2013

The clouding behavior of amphiphilic drug clomipramine hydrochloride (CLP) in presence of different additives like bile salts, hydrotropes (anionic, cationic and nonionic), fatty acids, sugars and cyclodextrin has been investigated. These additives are commonly used as drug delivery systems. The additives like anionic hydrotropes, bile salts and fatty acid salts increase the cloud point (CP) of CLP, when added in low concentrations, whereas at high concentration, decrease it. Cationic and nonionic hydrotropes increase the CP of CLP at all concentrations. All sugars decreased the CP because of their water structure making property. β-cyclodextrin behaves like simple sugar and decreases the CP of the drug solutions. The thermodynamic parameters are also evaluated: where ΔGc° is found to be negative and ΔHc° and TΔSc° values are negative as well as positive depending upon type and nature of additive.
Synthesis and Properties of N,N′-Bis(Sodium Lauryl Acyl Proyl Acid) Ethylenediamine
Authors: Shen Yirui , Sun He , Zhang Meiling , Xu Hujun , Kang Peng , Huang Yaru
Published: December 2013

The Gemini surfactant, N,N′-bis(sodium lauryl acyl proyl acid) ethylenediamine, was synthesized and symbolized as DLMC. The surface chemical properties and micellar behavior of DLMC with polyethylene oxide lauryl ether (C12E6) in 0.1 mol · L−1 sodium bromide aqueous solution were investigated by surface tention measurements at 298 K. The critical micelle concentration (cmc) of DLMC is 1.01 × 10−4 mol L−1, and the cmc values of the binary surfactant system are all lower than those of pure constituent surfactants. The interaction parameter β of the binary surfactant system was calculated, which indicates the existence of synergism in surface tension reduction efficiency, mixed micelle formation and surface tension reduction ability.
Synergistic Effects Between Sulfo-betain Zwitterionic Surfactant and Alcohol Ether Sulfate
Authors: Zhang Zhang , Ri-Li Zhu , Bin Dong , Zhen-Xian Zhang
Published: December 2013

Two mixture solutions consisting of sulfo-betain zwitterionic surfactant and alcohol ether sulfate (AES) are designed and prepared; their surface tensions and critical micelle concentrations (cmc) with different mole ratio are determined by surface tensions scanning. With pseudo-regular solution theory, the interaction parameters in the micelle (βm
) and at the surface (βσ
) are evaluated. As the results reveal two different mixtures of sulfobetaine-(I)/AES and sulfobetaine-(II)/AES show good synergistic behaves in both surface tension reduction effectiveness/efficiency and mixed micelle formation at all mole fractions investigated.
Ermittlung der Versagensursache von Verschlusskörpern einer Innenhochdruckumformmaschine
Authors: Kullmer Gunter , Sander Manuela , Richard Hans Albert
Published: December 2013

Kurzfassung

Bei zwei Verschlusskörpervarianten einer Innenhochdruckum- formmaschine, die aus Stahlguss gefertigt waren, sind während des Betriebs im Kopfbereich Risse entstanden. Zur Ermittlung der Ursache für die Rissentstehung werden die Bruchflächen begutachtet und Finite-Elemente-Spannungsanalysen durchgeführt. Die Schadensanalyse erfolgt sowohl aus Sicht der klassischen Festigkeitslehre als auch der Bruchmechanik. Es zeigt sich, dass trotz teilweise hoher Spannungskonzentrationen Gussfehler und Reparaturschweißungen von Gussfehlern wie Anrisse wirken und für das Versagen der Verschlusskörper verantwortlich sind.
ICE-Radsätze zerstörungsfrei und schnell prüfen
Authors: Rockstroh Bernd , Walte Friedhelm , Kappes Wolfgang , Schuhmacher Silvia , Maly Heiko , Montnacher Joachim , Erhard Anton
Published: December 2013

Kurzfassung

Radsätze von Hochgeschwindigkeitszügen (ICE u.a.) sind während ihrer Lebensdauer einer hohen dynamischen Belastung ausgesetzt. Derzeit werden die Radsätze von ICE – Zügen etwa alle 250000 km einer zerstörungsfreien Prüfung im Bereich des Radkranzes und der Radscheibe unterzogen. Für eine neue Generation von europäischen Hochgeschwindigkeitszügen wird das zerstörungsfreie Prüfsystem »SUPRA« vorgestellt, mit dem sich Räder bei einer Überrollgeschwindigkeit von ca. 5 km/h prüfen lassen. Ein kostenintensiver Stillstand des Zuges während der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung der Räder entfällt.
Automatisierte Ermüdungsrissausbreitungsversuche
Authors: Sander Manuela , Richard Hans A.
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Rahmen dieses Beitrages wird das Mess- und Steuerungssystem FAMControl vorgestellt, das es ermöglicht, Rissausbreitungsversuche sowohl bei konstanter Amplitudenbelastung als auch bei Betriebsbelastung vollkommen automatisch durchzuführen. Dazu zählen neben den Versuchen zur Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte oder der Rissgeschwindigkeitskurve auch Versuche, bei denen eine beliebige Belastungsreihenfolge (Betriebsbelastung) vorgegeben werden kann.
Induktions-Lockin-Thermografie
Authors: Riegert Gernot , Busse Gerd
Published: December 2013

Kurzfassung

Das neue zerstörungsfreie Verfahren der Induktions-Lockin-Thermografie (ILT) bildet mittels Thermografie-Kamera Defekte ab, die durch amplitudenmodulierte Wirbelstrom-Heizung eines Bauteils selektiv erwärmt werden. Phasenbilder der Temperaturmuster ermöglichen eine schnelle und differenzierte Identifizierung von Fehlstellen.
Physical features of pure metals
Authors: Buch Alfred
Published: December 2013

In the present contribution, the effect of temperature on three different physical properties of pure metals is highlighted. In several examples, the linear behavior of these parameters in a large temperature range is explained by the linear or at least nearly linear behavior of the specific heat as a function of the temperature of pure metals. Additionally, it is outlined that in the case of nearly equal electric resistances the alteration of Young's modulus at equal temperature increase is quite similar for two metals of the same subgroup of the periodic system which have the same structure.
Multiaxial loading and fatigue lifetime in LCF
Authors: Amadi Arash , Zenner Harald
Published: December 2013

Generally, most machine parts are loaded with a combination of different variable forces and moments. This often causes a state of multiaxial stress in the fatigue critical areas of the parts. In most cases, a nonproportional cyclic multiaxial state of stress occurs. Compared to the in-phase loading, a multiaxial loading with a phase difference of 90° between the stress components and a load ratio of γa/∊a = 1.33 (τa/σa ≈ 0.5) between tension/compression and torsion lead to a significant influence on the fatigue lifetime. The reason is the changing direction and ratio of the principal stresses during one cycle. The present research results for constant and variable amplitudes indicate that a phase difference of 90° causes a decreased lifetime compared with proportional loading under strain controlled tests with different ductile materials AlMgSi1 and SAE 1015, while the experimental analysis with magnesium die casting alloy AZ 91 reveals an increase of fatigue life compared with the in-phase loading. The lifetime prediction with a new concept on the basis of microcrack growth is compared with the experimental results.
Berührungsloses Messen von Längenänderungen
Authors: Knobel Bruno , Bartl Frank , Findeisen Charles , Neidlinger Thomas , Kindermann Ulrich , Maiser Helmut
Published: December 2013

Kurzfassung

Das vorgestellte Messverfahren von Längenänderungen an Proben erfolgt laseroptisch. Dabei wird der Speckle-Effekt genutzt, eine Interferenzerscheinung von gestreutem kohärentem Licht. Die zu vermessende Probe bedarf keiner vorgängigen Präparierung wie beispielsweise dem Anbringen von Messmarken. Das Verfahren liefert bei hoher Messfrequenz präzise und normgerechte Messwerte, auch bei sprunghaft verlaufenden Probendeformationen. Es ist für Messungen an Proben bei unterschiedlichen Temperaturen geeignet.
Characterisation of highly porous glass ceramic scaffolds
Authors: Harbich Wolfram , Mücke Udo , Berger Georg
Published: December 2013

Highly porous glass ceramic scaffolds are compared by X-ray refraction topography and optical microscopic image analysis. The micro pore structures of the spongosia-like material are characterised in order to optimise sample preparation and sinter process parameters. In contrast to the specific internal surfaces determined by optical microscopy, significantly higher values are found by X-ray refraction. This discrepancy is explained by additional scanning electron microscopy detecting various types of sub-micron interfaces within the scaffold super-structure. The study demonstrates the necessity of both methods in order to gain more reliable information. More generally, this is also recommended for characterising other porous materials of very different structural dimensions.
Neuere Schwingfestigkeitsartikel
Authors: Naundorf Helmut , Schütz Walter
Published: December 2013

Kurzfassung

Wie kaum ein anderes Gebiet der Ingenieurwissenschaften verleitet die Schwing- und Betriebsfestigkeit mit seiner Verbindung von theoretischen (wissenschaftlichen) und praktischen (ingenieurmäßigen) Anforderungen viele Autoren zu schweren Mängeln bei der Darstellung und beim Inhalt ihrer Berichte. In der letzten Zeit wurde ein Rückgang hinsichtlich der Qualität von Schwingfestigkeitsartikeln verzeichnet. Das betrifft vor allem einen aufgeblähten Stil, lässig behandelte technisch-wissenschaftliche Aussagen und eine immer schlechter werdende Qualität der Bilder und Diagramme.
The effect of microstructure
Authors: Stolarz Jacques
Published: December 2013

The influence of microstructural parameters on low cycle fatigue damage in some single phase and biphasic stainless steels has been studied. In a single phase austenitic steel, the fatigue life increase with decreasing grain size is attributed to the positive effect of microstructural barriers in the bulk. In a metastable austenitic steel, the grain size of the initial microstructure has a combined influence on the volume fraction of martensite formed during cyclic loading and on the fatigue life. In this case, the beneficial effect of grain refinement is indirect because all cracks grow in the martensite. Possible damage patterns in a cluster of grains with different properties are discussed using the example of a duplex austenitic-ferritic steel. It is demonstrated that the propagation behaviour of short cracks related to the resistance of microstructural barriers in the bulk has a decisive influence on the fatigue life. The macroscopic fatigue resistance is thus controlled by damage events at the microstructure size scale.
The influence of stress
Authors: Furukawa Katsuaki , Ochi Yasuo
Published: December 2013

The first stage of fatigue is an important problem because its width is very short but its life is 80 % of the whole life. And it is well known that initial crack growth is very fast under the conditions of existing compressive stress. The reason is that a crack opening arises from the remaining tensile stress. Therefore, in this study the effect of compressive stress was investigated. As a result, it was found that the acceleration of initial crack growth is proportional to compressive stress, and striations were found in the initial crack.
Fatigue of anisotropic materials
Authors: Bonnand Vincent , Pacou Didier , Gallerneau Frauck
Published: December 2013

This paper presents the recent developments performed on an axial-torsional hydraulic test machine to simulate multiaxial thermo-mechanical fatigue tests on hollow single crystal specimens for turbine blade applications. After a detailed description of the testing device and the experimental procedure, the modelling of the tests using a finite element method is discussed for multiaxial loading, principally for torsion loading.
Sensitivity of penetrant and magnetic particle testing
Authors: Stadthaus Meinhard , Thomas Hans-Martin , Migoun Nikolai P. , Gnusin Alexandr B. , Baugatz Jürgen , König Wolfgang
Published: December 2013

The sensitivity of penetrant and magnetic particle testing (PT and MT) depends, among other things, on the quality and performance of the “detection media” (for PT designated as “product family”). The determination of the sensitivity is carried out on “reference pieces” with natural or artificial gap-like flaws by determining the visibility of the indications as a measure of the performance. European standardisation specifies the requirements of detection media, in accordance with prEN ISO 3452-2 for PT and EN ISO 9934-2 for MT for type and batch as well as for process control testing. This paper describes the evaluation and qualification of performance during the type testing procedure. The proposed methods are validated by experimental investigations using an image processing system for the determination of the visibility. The reliability of the proposed methods is discussed with reference to the qualification of the detection media.
Schweißen von technisch reinem Titan
Authors: Karaaslan Ahmet
Published: December 2013

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beschreibt das WIG-Schweißen von technisch reinem Titan mit der Titanlegierung TiAl6V4. Die Eigenschaftscharakterisierung an den Versuchsschweißungen der Schweißverbindungen erfolgte mittels Kleinlasthärteprüfung und anhand der Zugprüfung. Die Gefügeuntersuchungen im Schweißgut und in den Wärmeeinflusszonen erfolgten mittels Lichtmikroskop. Neben diesen Ergebnissen wird begleitend der metallkundliche und metallphysikalische Hintergrund erläutert.
Young's Modulus, latent fusion heat and other properties of pure metals in relation to their position in subgroups and periods of the Periodic Table
Authors: Buch Alfred
Published: December 2013

The positions of metallic elements in the Periodic Table are associated with a similar magnitude sequence in the case of Young's modulus E, latent fusion heat L and specific heat capacity W (in units of energy concentration cal/cm3 or J/cm3). The determined magnitudes change simultaneously with increase of the atomic number AN in the periods and subgroups of the Periodic Table. The subgroups can be divided into three types according to the E vs. AN type of relation. In each type, the E-moduli of all metals are arranged in a continuously decreasing sequence of magnitudes and in groups of metals with closest magnitudes of E. In this case, the metals with higher E-magnitudes have higher L-magnitudes. In the case of metals with larger values of E-moduli (E > 400 GPa, Os, Ir, Re, Ru, W), the density and hardness are large and the thermal expansion coefficients small. The ratios L/W are similar for metals from the B-subgroup and with the same structure. The order of metallic elements in the Periodic Table is important not only for chemical properties, but also for physical and mechanical properties such as the bond forces, elastic coefficients E, G, B and PR, heat parameters L, W and L/W, thermal expansion coefficients and E-thermal coefficients, the electrical resistivity, hardness numbers, metal density etc. All the mentioned properties were considered in MP-reports of the author.
Werkstoffcharakterisierung von Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit
Authors: Baer Wolfram , Häcker Ralf
Published: December 2013

Kurzfassung

Ausgehend von den Anforderungen bruchmechanischer Sicherheitsnachweise befasst sich der vorliegende Beitrag mit prüfmethodischen Aspekten der Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit bei dynamischer Belastung, wobei insbesondere auf die Kraft- und Dehnungsmessung eingegangen wird. Erste Ergebnisse der systematischen Charakterisierung des Festigkeits- und Verformbarkeitsverhaltens von Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Belastung werden vorgestellt und in Abhängigkeit von den Einflussgrößen Prüftemperatur, Dehnrate und Gefüge diskutiert. DesWeiteren wird der Einfluss dieser Parameter auf die ermittelten dynamischen Fließkurven herausgestellt. Abschließend wird die werkstoffspezifische Beschreibung der Temperatur- und Dehnratenabhängigkeit der Dehngrenze mit Hilfe des Modells des thermisch aktivierten Fließens erörtert.
Prüfung duktiler Werkstoffe mit dem Small-Punch-Test
Authors: Kuna Meinhard , Abendroth Martin
Published: December 2013

Kurzfassung

Der Small-Punch-Test (SPT) ist ein Kleinstprobenversuch, der sich zur Bestimmung des aktuellen lokalen Materialzustandes in technischen Anlagen unter Betriebsbedingungen eignet. Dieser Artikel stellt ein kombiniertes experimentell-numerisches Verfahren zur Identifikation von Verfestigungs- und Versagenseigenschaften duktiler Werkstoffe aus dem SPT vor. Das schädigungsmechanische Modell von Gurson-Tvergaard-Needleman dient zur Beschreibung des Materialverhaltens. Die Einflüsse der Parameter des schädigungsmechanischen Materialmodells auf das Versuchsergebnis werden anhand von FEM-Simulationen des SPT dargestellt. Neuronale Netze werden mit diesen Simulationen trainiert und stellen so einen generalisierten Zusammenhang zwischen Materialparametern und Versuchsergebnis dar, der in einem Optimierungsalgorithmus zur Identifikation der unbekannten schädigungsmechanischen Materialparameter benutzt wird. Die identifizierten Materialparameter lassen sich auf andere Probengeometrien übertragen und ermöglichen eine Vorhersage von bruchmechanischen Werkstoffkennwerten.
Über die Zell-Material-Schnittstelle von Neuroprothesen*
Authors: Stieglitz Thomas , Monz Dominik , Koch K. P.
Published: December 2013

Kurzfassung

Neuroprothesen nutzen die technische Erregbarkeit von Nerven durch elektrische Stimulation und die Aufnahme von bioelektrischen Signalen, um Körperfunktionen in der neurologischen Rehabilitation wiederherzustellen. Über die allgemeinen Anforderungen an die Zellverträglichkeit und Biostabilität hinaus wird ein besonderes Augenmerk auf die direkte Schnittstelle zwischen Implantat und Gewebe gerichtet. Es werden drei verschiedene Ansätze biologisch-chemischer Wechselwirkungen an der neuro-technischen Schnittstelle diskutiert: die Oberflächenveränderung der Schnittstelle, die Veränderung der neuralen Zellen im Oberflächenkontakt sowie der Austausch von technischen Substraten gegen biologi-sche Schichten.
Characterisation of carbon black filled rubber compounds by the Microwave Coaxial Method
Authors: Bovtun Viktor , Stark Wolfgang , Kelm Jürgen , Pashkov Valeri , Yakimenko Yuri
Published: December 2013

The open-ended Coaxial Line Resonator Microwave method is employed for the characterisation of rubber compounds of different concentration and activity of carbon black filler. The method is sensitive to both the concentration and activity of carbon black. There is evidence that it also detects small changes of dielectric parameters during vulcanisation. The method is also effective for the study and testing of the inhomogeneities of rubber compounds. As for its sensitivity and reliability in combination with simplicity, the method can be recommended for practical use in research and development, as well as in the production of rubber compounds and generally for filled polymers.
Fehlerbewertung von geschweißten bi-metallischen Rohrkomponenten
Authors: Cornec Alfred , Schönfeld Wernfried , Brocks Wolfgang , Schwalbe Karl-Heinz
Published: December 2013

Kurzfassung

In dem von der EU geförderten Projekt BIMET wurde eine geschweißte Rohrverbindung aus ungleichen Grundwerkstoffen und mit einem Oberflächendefekt auf das Verformungs- und Versagensverhalten untersucht. Dazu wurden bruchmechanische Vorhersagemethoden anhand von Bauteiltests validiert. Es werden die bei GKSS durchgeführten Analysen basierend auf analytischen und numerischen Methoden dargestellt.
Abriebverhalten von zementierten Hüftendoprothesen-Stielen*
Authors: Bader R. , Mittelmeier W. , Steinhauser E. , Brehm P. , Brem R. , Tübel J. , Choungthong P. , Winklmair D. , Schmitt M. , Holzwarth U.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Versagen von Hüftendoprothesen ist meist in einer aseptischen Implantat-Lockerung begründet, welche u.a. durch entzündliche Reaktionen des periprothetischen Gewebes auf Knochenzement- und Metallabriebpartikel verursacht wird. Mittels einer speziellen Prüfvorrichtung wurde das Verschleißverhalten von zementierten Hüftendoprothesen-Stielen in der Grenzfläche zum Knochenzement analysiert. Dazu wurden handelsübliche Knochenzemente auf Polymethylmethacrylat-Basis mit beigefügtem Zirkonoxid als Röntgenkontrastmittel und ohne Zirkonoxid-Partikel verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Abriebverhalten in der Grenzfläche Implantat-Knochenzement neben der Oberflächen-Topographie des Hüftendoprothesen-Stiels maßgeblich von der Zusammensetzung des Zements beeinflusst wird.
Monte-Carlo-Simulation und CAD
Authors: Jaenisch G.-R. , Bellon C. , Zhukovsky M. , Podoliako S.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Monte-Carlo-Methode erlaubt eine detaillierte Behandlung der physikalischen Wechselwirkungsmechanismen bei der Ausbreitung ionisierender Strahlung. Zur Beschreibung komplexer Prüfaufgaben ist die Erfassung realer Bauteilgeometrien unerlässlich. Standard-Monte-Carlo-Programme, wie beispielsweise MCNP (Los Alamos National Laboratories), verwenden hauptsächlich einfache geometrische Formen wie Parallelepipede, dreiachsige Ellipsoide oder Ebenen, um komplexere Geometrien zu konstruieren. Zur Erfassung realistischer Bauteile erweisen sich die in MCNP oder in ähnlichen Implementationen zur Verfügung gestellten Werkzeuge als äußerst schwierig zu handhaben und somit als nicht praktikabel. Hier wird ein Ansatz vorgestellt, der die Monte-Carlo-Methode mit der Welt des CAD verbindet und somit jede beliebige Geometrie behandeln kann. Dabei wird ein Bauteil als triangulierte geschlossene Oberfläche dargestellt und das STL-Format zum Datenaustausch verwendet, das von modernen CAD-Systemen unterstützt wird. Anhand von Beispielen werden die Möglichkeiten des vorgestellten Modells diskutiert und mit MCNP verglichen.
Absicherung gegen die Folgen von Missbrauchereignissen in der Pkw-Entwicklung am Beispiel des Rempeltests
Authors: Hauke Mirco , Sporer Ludwig
Published: December 2013

Kurzfassung

Aufgrund der Leichtbauanforderungen gewinnt bei der Auslegung von Fahrwerks- und Karosseriestrukturen das Überlastverhalten von Fahrzeugen zunehmend an Bedeutung. Eine rein hardware-basierende Absicherung des Gesamtfahrzeugverhaltens ermöglicht jedoch keine konzeptionelle und zielgerichtete Berücksichtigung des Überlastverhaltens bei der Komponenten- und Systemauslegung. Es wird gezeigt, wie bei BMW mit Hilfe der Missbrauchsimulation grundlegende Aussagen über das Überlastverhalten von Gesamtfahrzeugen bereits in der frühen Phase des Produktentstehungsprozesses erzielt werden können. Weiterhin wird es damit möglich, sehr früh auf Basis virtueller Daten das Verhalten des Fahrzeugs bei Überlastszenarien hinsichtlich der auftretenden Schadenskette zu bewerten und somit das Risiko bei den weiterhin notwendigen, abschließenden Hardwareversuchen zu minimieren.
Mehraxiale Betriebsfestigkeitsuntersuchungen an einem Traglenker aus Aluminiumguss
Authors: Berstermann Frank , Schmudde Norbert , Steinkamp Uwe
Published: December 2013

Kurzfassung

Bei dem vorliegenden Bauteil handelt es sich um einen Traglenker aus einer Mehrlenkerachse. Die Anbindung erfolgt zum Fahrzeug über Gummilager und die getrennte Anordnung von Dämpfer und Federelement. Die Verbindung zum Radträger erfolgt über ein Traggelenk. Die getrennte Anordnung von Dämpfer und Federelement ergibt eine äußerst komplexe Last- und Spannungsverteilung im Traglenker. Um den Lenker für die Serienanwendung zu validieren, sind entsprechende Maßnahmen bzw. Versuche ensprechend der Komplexität auszulegen und umzusetzen.
Leichtbau und Betriebsfestigkeit durch realitätsnahe Lastannahmen am Beispiel von PKW-Anhängevorrichtungen
Authors: Bruder Thomas , Klätschke Hartmut , Sigwart Andreas , Riehle Jörg
Published: December 2013

Kurzfassung

Eine wesentliche Voraussetzung für betriebsfest auszulegende Leichtbaukonstruktionen sind Lastannahmen, die den betrieblichen Einsatz möglichst genau abdecken. Starke Vereinfachungen, wie z.B. einaxiale statt mehraxialer Belastung und/oder konstante anstelle variabler Amplituden können in der Praxis zu Problemen führen und vermeintlich kostensparende Lösungen leicht in das Gegenteil verkehren. Am Beispiel von PKW-Anhängevorrichtungen wird die Aufgabe erläutert und eine Lösung aufgezeigt.
Betriebsfestigkeitsnachweis von Aluminium-Sicherheitsbauteilen
Authors: Sonsino Cetin Morris , Berg-Pollack Antje , Grubisic Vatroslav
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Zuge des verstärkten Einsatzes von Aluminium für Sicherheitsbauteile in Straßenfahrzeugen ist es notwendig, den Stand der Technik zum Betriebsfestigkeitsnachweis unter dem Aspekt der Produktsicherheit und Zuverlässigkeit aufzuzeigen. Diese Aufgabenstellung umfasst die Bewertung von Auslegungskriterien für Fahrzeugsicherheitsbauteile aus Aluminium unter Einbeziehung von Kenntnissen zur Formdehngrenze, zum Bruch und zur Ermüdung, den drei Teilaspekten eines vollständigen Betriebsfestigkeitsnachweises. Es werden jeweils Empfehlungen zum experimentellen Festigkeitsnachweis sowie zur rechnerischen Vorbemessung hochbeanspruchter Sicherheitsbauteile aus gegossenen, geschmiedeten bzw. geschweißten Aluminiumlegierungen gegeben. Vorhandene Untersuchungen zum Einfluss von Umweltbelastungen (Korrosion, Temperatur) sowie Verfahren zur Versuchszeitverkürzung werden einbezogen und bewertet. Zum weiteren Ausbau der Datenbasis für die betriebsfeste Bemessung von Aluminium-Sicherheitsbauteilen werden weitergehende Untersuchungen vorgeschlagen.
Fatigue Life of Friction Stir Welded Joints in the Presence of Corrosion Damage: Experiments and Calculations
Authors: Ghidini Tommaso , Alfaro Ulises , Donne C. Dalle
Published: December 2013

In this paper, the fatigue behaviour of pre-corroded 2024-T3 joints is investigated, as a first step toward assessing this problem. Unnotched specimens of 4 mm thick 2024-T3 base material and FSW joints were pre-corroded by alternate immersion in 3.5% NaCl solution, in accordance with ASTM G44 standards, for 100, 250 and 1000 hours. Subsequently pristine and pre-corroded coupons were tested under constant amplitude loading and lab environment at load ratio Fmi
n/Fmax of R = 0.1. The decrease of fatigue life due to corrosion damage was similar in welded and unwelded specimens. It is further shown that it is possible to estimate the fatigue life with a simple fracture mechanics model based on the parent material data and the maximum sizes of the corrosion damaged areas.
Innenballistische Berechnungen zu Prüfsystemen mit Antrieb durch Treibladungspulver
Authors: Julisch Peter
Published: December 2013

Kurzfassung

Für Bauteilprüfungen mit hohen Belastungstransienten werden Prüfsysteme mit Antrieb durch Treibladungspulver erfolgreich eingesetzt. Gegenüber mechanischen Systemen (z.B. Fallwerke, Schlitten) und servo-hydraulischen oder hydro-pneumatischen Einrichtungen bieten sie den Vorteil höherer erreichbarer Belastungsgeschwindigkeiten und größerer Systemenergien. Für die Dimensionierung der Treibladung ist der Antriebsvorgang vorab zu berechnen, wozu Kenntnis der physikalischen Zusammenhänge erforderlich ist. Für die vorrangigen Einsatzgebiete “Dynamischer Aufbau von Innendrücken in Prüfkörpern” und “Realisierung definierter Geschwindigkeiten mit Beschussanlagen” werden ingenieurmäßige Berechnungen auf Basis der sog. “dynamischen Lebhaftigkeit” vorgestellt. Bei den an der Staatlichen Materialprüfungsanstalt Stuttgart durchgeführten entsprechenden Versuchen konnten die Berechnungen mit Messergebnissen verglichen werden, wobei sehr gute Übereinstimmungen erzielt wurden.
Thermomechanische Ermüdung von Aluminiumlegierungen
Authors: Minichmayr Robert , Riedler Martin , Eichlseder Wilfried
Published: December 2013

Kurzfassung

In umfangreichen Untersuchungen wurden die relevanten Einflüsse auf das zyklische Verformungs- und Lebensdauerverhalten ermittelt. Dabei kamen zwea unterschiedliche Prüfverfahren zur Bestimmung der Lebensdauer unter thermomechanischer Beanspruchung zur Anwendung. Diese werden im vorliegenden Beitrag sowohl mittels Versuchen als auch mittels FE-Simulationen verglichen. Dabei zeigt sich, dass Versuche mit starr eingespannten, zyklisch beheizten Proben unter Berücksichtigung der lokalen Effekte mit Versuchen des servohydraulischen TMF-Prüfstandes mit Dehnungs- und Temperaturregelung vergleichbar sind. Weiters werden zur Modellierung des Lebensdauerverhaltens unterschiedlich komplexe Ansätze gegenübergestellt. Die verwendeten Verfahren reichen von einparametrigen Ansätzen bis zum Schädigungsmodell nach Sehitoglu mit mehr als 20 Parametern. Abhängig von Material und Anwendung zeigt sich jeweils ein anderes Kriterium als besser geeignet. Energiekriterien scheinen den besten Kompromiss aus Genauigkeit und Aufwand im Einsatz darzustellen. Größere Abweichungen treten auf, wenn sich die beteiligten Schädigungsmechanismen ändern. Liegen beispielsweise lokal In-Phase-TMF-Belastungen mit einer zusätzlichen Kriechschädigung vor, so kann dies bei der Verwendung von Energiekriterien, die auf Basis von LCF- und OP-TMF-Versuchen kalibriert wurden, zu nichtkonservativen Aussagen führen.
Bewertung der Qualität von Druckgussbauteilen auf der Basis von Gieß-Simulationen*
Authors: Blümcke Erich , Nisslé Sébastien
Published: December 2013

Kurzfassung

In der Fahrzeugentwicklung werden heute verstärkt Druckgussbauteile aus Leichtmetall eingesetzt. Daraus leitet sich die Aufgabe ab, frühzeitig eine Bewertung und Abstimmung der Funktionalität des Bauteils im Gesamtfahrzeug auf der einen Seite und der Herstellbarkeit des Bauteils auf der anderen Seite vorzunehmen. Dies ist nur durch den simultanen Einsatz von traditionellen CAE-Disziplinen und einer Prozess-Simulation möglich. Am Beispiel eines Getriebegehäuses wird aufgezeigt, dass die Gießsimulation zumindest qualitative Materialkennwertverteilungen berechnen kann. Zur Prognose von Defekten im Bauteil werden neue Kriterien vorgestellt. Aus den Erkenntnissen der Anwendung auf dünnwandige Strukturbauteile werden die weiteren Entwicklungsschritte abgeleitet.
Von den Anforderungen an die Rohkarosserie zu den Anforderungen an den Werkstoff*
Authors: Lüdke Bruno , Pfestorf Markus
Published: December 2013

Kurzfassung

Bei der Auswahl der Werkstoffe für eine Rohkarosserie steht die Erfüllung der funktionalen Anforderungen aus Steifigkeit, Crash und Schwingfestigkeit im Vordergrund. Während die Steifigkeit einer Struktur nur durch den E-Modul und die Blechdicke sowie die geometrische Gestaltung der Bauteile beeinflusst werden kann, können Festigkeitsanforderungen aus Crash und Schwingfestigkeit durch die Verwendung hochfester Werkstoffe erfüllt werden. Die durch hochfeste Werkstoffe mögliche Reduzierung der Wandstärke der Bauteile kann zu einer verringerten Steifigkeit der Rohkarosserie führen, was aber, wie gezeigt werden soll, durch Strukturschäume ausgeglichen werden kann. Durch die eingesetzten hochfesten Werkstoffe ergeben sich zusätzliche Anforderungen an die Technologien der Prozesskette Presswerk – Rohbau – Lack.
Heutige und zukünftige Stahllösungen für Karosserien*
Authors: Steinbeck Gregor , Fritzsche Düsseldorf Christian , Hoffmann Salzgitter Oliver , Pichler Duisburg Andreas , Kotzschmar Stephan Andreas , Richter Arno
Published: December 2013

Kurzfassung

Im vorliegenden Bericht werden die Werkstoffentwicklungen für Stahlfeinbleche für den Einsatz im Automobilbau beschrieben. Darüber hinaus werden moderne Korrosionsschutzkonzepte sowie Fertigungstechnologien, aktuelle Anwendungsbeispiele und die Leichtbaukonzepte Advanced Technologies for Lightweight Autobodies in Steel (ATLAS), NSB NewSteelBody (NSB) und Arcelor Body Concept (ABC) vorgestellt.
Predicting fatigue life of welded aluminium joints with combined bending and torsion using energy based criteria*
Authors: Lagoda Tadeusz , Küppers Martin
Published: December 2013

This paper presents calculations of fatigue life of aluminium welded joints (tube-tube and flange-tube) under pure bending, pure torsion, and combined in- and out-of-phase bending with torsion, compared with against experimental results. In order to reduce a multiaxial loading state to an equivalent uniaxial state, an energy-based criteria is applied in the critical plane where cracking occurs. The best results were obtained using the criterion of maximum shear strain energy density for calculating equivalent local stress amplitude for tube-tube welded joints, for both proportional and non-proportional bending with torsion. For flange-tube joints under proportional and non-proportional bending with torsion, the best results were obtained using the criterion of maximum shear and normal strain energy density.
Normung von Prüfverfahren in der Bauakustik
Authors: Schmitt Michael
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Arbeitsausschüsse NMP 231 und NMP 232 beschäftigen sich mit der Normung von Prüfverfahren in der Bauakustik. Neben der rein nationalen Normung machen die Ausschüsse ihren Einfluss auf europäischer und internationaler Ebene aktiv geltend. Insgesamt steht dem geringen Interesse der Industrie ein großes Interesse der öffentlichen Hand gegenüber. Der Großteil der Normung der näheren Zukunft wird sich mit der Pflege bzw. Aktualisierung des bestehenden Normenwerks beschäftigen.
Faser/Matrix-Haftung von CFK unter dynamischer Belastung
Authors: Blezki Andrzej K. , Paßmann Daniel , Reichhold Jochen , Hentschel Manfred P. , Wald Oliver
Published: December 2013

Kurzfassung

In hochentwickelten Leichtbauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) bestimmen die Eigenschaften der Faser/Matrix-Grenzschicht wesentlich die makroskopischen Eigenschaften des Verbundes. Zur quantitativen Bewertung der Grenzschicht wird die Faser/Matrix-Enthaftung industriell beschlichteter und unbehandelter Kohlenstofffasern vor und nach Belastung mittels Rüntgen-Refraktion verglichen. Dazu werden die für Anwendungen in Transportsystemen relevante zyklisch-dynamische Belastung und der Schlagschaden (Impact) eingesetzt und die mechanischen Schädigungsparameter mit der Faserenthaftung verglichen.