bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Verhalten von Druckgasflaschen unter Wasserstoff bei schwellender Beanspruchung mit geringen Frequenzen
Authors: Enterlein G. , Kesten M. , Schlegel D. , Windgassen K. F.
Published: December 2004

Im Rahmen eines mehrjährigen Forschungsprogramms wurden mit industriell hergestellten Druckgasflaschen aus dem Vergütungsstahl 34 CrMo 4 langsame, die betriebliche Verwendung nachahmende Innendruck‐Schwellversuche mit Wasserstoff hoher Reinheit durchgeführt.

Dabei wurde festgestellt, daß Wasserstoff, im Vergleich zu Öl als inertem Medium, die Lebensdauer so beanspruchter Bauteile grundsätzlich herabsetzt, weil er die Entstehung und das Wachstum von Ermüdungsrissen begünstigt.

Aufgrund der Ergebnisse von begleitend durchgeführten Schallemissionsmessungen und durch fraktografische Analyse der entstandenen Ermüdungsbruchflächen war es möglich, die Entwicklung wasserstoffinduzierter Schädigungen der Behälterwand modellmäßig zu beschreiben und die Bedingungen für den Ablauf der wichtigsten Teilschritte anzugeben. Dabei zeigte sich, daß neben der Beanspruchungshöhe und den werkstoffspezifischen Faktoren der Oberflächenzustand der Stahlflaschen den größten Einfluß auf die Entstehung möglicher Risse hat.

Die gewonnenen Untersuchungsergebnisse erlauben es, quantitative Angaben über die voraussichtlich sichere Einsatzzeit von häufig befüllten Wasserstoff‐Druckgasflaschen und ‐Behältern zu machen. Nach den heute gültigen Kriterien hergestellte und geprüfte Flaschen und Behälter können über lange Zeit sicher betrieben werden.
Schwingverschleißprüfung im Reibkufenversuch–zweidimensionale Spannungsanalyse und Reibwegamplituden
Authors: Broszeit E. , Kloos K. H. , Schweighöfer B. O.
Published: December 2004

Das typische Schadensbild von im Reibkufenversuch beanspruchten Proben läßt den Schluß zu, daß das Bruchverhalten solcher Proben entscheidend durch die im Versuch auftretenden lokalen Spannungsverhältnisse beeinflußt wird.

Unter Berücksichtigung der in der Paarung Probe‐Reibkufe möglichen Rutsch‐ und Klaffbewegungen wurden zweidimensionale Spannungsberechnungen mit Hilfe der Finit‐Element‐Methode durchgeführt. Die Ergebnisse der F‐E‐Berechnungen zeigen, daß im Ort des Bruches sowohl die größten Spannungswerte als auch die maximalen Reibwegamplituden zu erwarten sind.

Die an das F‐E‐Netz zu stellenden Anforderungen und die Aussage‐fähigkeit der Rechenergebnisse wurden im Rahmen einer Voruntersuchung geklärt. Überlagert man den berechneten Spannungswerten jene Eigenspannungen, die an gefrästen und kugelgestrahlten Probestäben gemessen worden sind, so zeigen sich charakteristische Einflüsse von Spannungen und Reibwegen auf die Schwingverschleißfestigkeit. Eine Betrachtung der Schlupfverteilung in der Kontaktfläche von Probe und Reibkufe zeigt weiterhin, daß der Reibkufenversuch für bestimmte Belastungsverhältnise gute Voraussetzungen bietet, um schr kleine Schlupfbeträge im Bereich von 1 … 10 μm gezielt sicher einzustellen.
Bruchmechanische Untersuchungen zum Kriechrißwachstum
Authors: Hollstein T.
Published: December 2004

Die Untersuchungen zeigen, daß sich das Kriechrißwachstum kontinuierlich, d. h. ohne Versuchsunterbrechung mit etwa gleicher Genauigkeit sowohl mit dem Verfahren der partiellen Entlastungen als auch mit dem Gleichstrompotentialverfahren bei Temperaturen bis zu 800°C und auch längeren Versuchsdauern (bisher bis zu 3 Monaten) ermitteln läßt.

Für die beiden untersuchten Werkstoffe X6CrNi 18 11 und X10 Ni‐CrAlTi 32 20 und die betrachteten Kompaktproben und innengekerbten Flachzugproben lassen sich die Kriechrißwachstumsgeschwindigkeiten durch den Beanspruchungsparameter C* beschreiben. Eine Beschreibung durch den Spannungsintensitätsfaktor K liefert von der Probengröße bzw. Probengeometrie abhängige Rißwachstumskurven.
Approximation of Tabulated Normalized Stress intensities by chebyshev polynomials
Authors: Setz W. , Rüttenauer B.
Published: December 2004

One of the fundamental problems in the application of fracture mechanics is to calculate the crack propagation under alternating load. For these calculations the crack propagation law and the normalized stress intensities are needed. Normally both functions are known only as a set of discrete measured or calculated data. For a more efficient use of computers it is necessary to represent the discrete values by an analytical function. While it is easy to derive the crack propagation law from measured points, there does not exist a convenient model for the normalized stress intensities, which comprises all conceivable load conditions. Therefore, a model‐free general approach is suggested, which uses the approximation method according to Chebyshev.
Abdruckverfahren zur Schadensanalyse von Verschleißschäden
Authors: Haferkamp H. , Louis H. , Struve J. , Wehlage T.
Published: December 2004

Die quantitative Beschreibung von Verschleißschäden, deren Schadensbeurteilung und ‐verfolgung, sowie, bei hinreichender Kenntnis des Schadensmechanismus, die Schadensfrüherkennung des Verschleißortes ist für Komponenten des Maschinen‐ und Anlagenbaus von erheblicher Bedeutung. Im folgenden soll ein ambulantes Verfahren zur Schadensdokumentation vorgestellt werden, das die quantitative Inspektion von hochbeanspruchten Bauteiloberflächen bis in den Mikrometerbereich hinein ermöglicht.
Wirksame Auflagebreite Balliger Metalldichtungen
Authors: Hahn R. , Hahn U. , Kockelmann H.
Published: December 2004

Bei der Auslegung von Flanschverbindungen unter Verwendung von metallischen Schmiegungsdichtungen stellt sich die Frage nach der Auflagefläche bzw. der wirksamen Breite der Dichtungen. Unter Variation des Schmiegungsradius wird für drei wichtige Dichtungswerkstoffe (Armcoeisen, austenitischer Stahl X 10 CrNi‐Ti 189 und warmfester Stahl 12 CrMo 195) die Abhängigkeit der wirksamen Dichtungsbreite von der Pressungskraft auf experimentellem Wege ermittelt. Der Vergleich der Meßwerte mit bestehenden Berechnungsansätzen ergibt i.a. keine hinreichende Übereinstimmung. Es werden neue, werkstoffmechanisch fundierte Formulierungen der Zusammenhänge entwickelt, die den experimentell ermittelten Gegebenheiten besser entsprechen.
Eine Mehrwellenlängenmethode zur röntgenographischen Analyse oberflächennaher Eigenspannungszustände in Keramiken Herrn Prof Dr rer. nat. Hans Neff Zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Authors: Eigenmann B. , Scholtes B. , Macherauch E.
Published: December 2004

Wegen der Sprödigkeit Keramischer Bauteile kommt deren oberflächennahen Werkstoffzuständen für das Festigkeitsverhalten eine besondere Bedeutung zu Neben der Oberflächentopographie und den vorliegenden Gefügezuständen sind dabei insbesondere die auftretenden Eigenpannungen wichtig Für die Analyse oberflächennaher Eigenspannungen in Keramiken hat sich inzwischen die röntgenographische Methode als das Verfahren der Wahl erwiesen [1] Häufig sind die eigenspannungsbehafteten Randschichten aber sehr dünn, so daß trotz der geringen Eindringtiefe der für die Messungen verwendeten Röntgenstrahlen nur integrale Aussagen über die wirklich im Oberflächenbereich vorliegenden Eigenspannungsverläufe möglich sind Dies erschwert die Bewertung der Auswirkungen, die bestimmte Parametervariationen beider Keramikherstellung auf die Eigenspannungsausbildung haben Es wird über eine Methode berichtet, bei der mit Röntgenstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen verschiedene Gitterebenen {hkl} in den Körnern oberflächennaher Werkstoffbereiche vermessen und steile Eigenspannungsgradienten qualitativ erfaßt werden können Beispiele entsprechender Eigenspannungsanalysen an hartbearbeiteten Keramikoberflächen werden vorgestellt und diskutiert.
Influence of Nb and N on microstructure and work‐hardening properties of medium manganese Austenitic Steel
Authors: Pei Xie Jing , Zhen‐Ming He , Shao‐Bo Fu , Qi‐Chuan Jang
Published: December 2004

The form of existance of Nb and N in medium manganese steel and influence of Nb and N on microstuctures and work‐hardening properties have been researched The mechanism of work hardening of austenitic Mn steel has been conducted Experimental results show that when trace Nb and N are added into the steel, they can form carbide, nitride of Nb(Nbc, NbN, Nb(N · C)), and become heterogeneous nuclei of r‐Fe. When addition contents of Nb and N are from 0.15% to 0.25% and 0.03% to 0.05% respectively, grain size can be 6–7 Grade Through ageing treatment, grained and dispersed secondary phases were obtained Nb and N can decrease the stacking faults energy. Under no‐severe impact loading conditions, the structures of Mn 7 is high density dislocation, tangled dislocation, stacking fault and strain‐induced martensite. So that the work hardening of Mn 7 is the combined results of dislocation strengthening and the formation of straininduced martensite.
The Inhibition Behaviour of some 1,2‐azole derivatives for the corrosion of mild steel in sulphuric acid solutions
Authors: El‐Rahman H. A. Abd
Published: December 2004

The corrosion inhibition of mild steel in sulphuric acid solutions by two series of 1,2‐azole derivatives was studies by using weight loss, polarization and capacitance measurements. Series 1 derivatives were 3‐methy1‐5‐amino‐1,2‐azoles (azole = pyrazole, isoxazole and isothiazole) and series 2 derivatives were 3(5)‐amino‐5(3)[4′‐X‐phenyl]pyrazoles (X = H‐, Cl−, NO2−, Me− and MeO−). The effect of inhibitor concentration, temperature, acidity and chloride ion concentration on the inhibition efficiency was also investigated.

The inhibition was found to increase with increase of the inhibitor concentration and decrease of temperature, acidity and chloride ion concentration. Generally, the inhibition efficiency was found to increase with increase of the azole basisity and the electron density on the azole ring. The inhibition occurs through adsorption of the inhibitor molecules onto the metal surface following Temkin isotherm. The nature of the inhibitive species and the modes of adsorption were discussed.
Surface treatments of Al2O3‐ceramics by CO2‐Lasers
Authors: Lee S. Z. , Gahr K.‐H. Zum
Published: December 2004

Laser surface melting of porous and dense compact Al2O3 ceramics was studied by using a wide range of laser power densities and different preheating temperatures. Tendency for cracking and depth of melted zone were measured as a function of operating conditions.

The experiments showed that grain growth in the laser treated zone could not be avoided but tendency for cracking was substantially reduced by optimizing laser parameters and preheating procedure. Surfaces of porous ceramic were successfully sealed by infrared laser light.
Spannungs‐Dehnungs‐Verhalten von simulierten WEZ‐Gefügen und Schweißnähten unter zyklischer Belastung
Authors: Schubert R.
Published: December 2004

Schweißnähte stellen Inhomogenitäten dar. In dieser Eigenschaft erweisen sie sich bei schwingender Belastung oft als Schwachstellen und werden deshalb auf die Spannungsverteilung hin analysiert. Wird die Streckgrenze überschritten, so wird dafür eine Diskretisierung in verschiedene Gefügebereiche notwendig. die mit verschiedenen Werkstoffparametern behandelt werden müssen. Diese These wird durch die vorliegende Untersuchung insbesondere für zyklisch plastische Wechselverformung gestützt. Es wird über die Herstellung von Proben mit simulierten Gefügen der Wärmeeinflußzone sowie über deren Spannungs‐Dehnungs‐Verhalten berichtet. Anhand der Ergebnisse wird das Verhalten von längs und quer zur Belastungsrichtung liegenden Nähten diskutiert.
Festigkeitsrechnung bei mehrachsiger, stochastischer Schwingbeanspruchung mittels der Energiedissipationshypothese
Authors: Ei‐Magd E. , Wahlen V.
Published: December 2004

Die Energiedissipationshypothese wird für die Anwendung bei mehrachsiger, stochastischer Schwingbeanspruchung weiterentwickelt. Grundlage dabei ist die Auswertung der hydrostatischen und der deviatorischen Spannungskomponenten hinsichtlich geschlossener Hysteresenschleifen zur Ermittlung der statischen und dynamischen Anteile der Spannungskomponenten. Der Einfluß vorhandener Mittelspannungen wird durch eine einfache und übersichtliche Formulierung berücksichtigt, wonach die Gesamtenergiedissipationsrate berechnet wird, die Grundlage für eine Schadensakkumulationsrechnung ist.
Einkristalline Gasturbinenschaufeln aus Nickelbasis‐Legierungen. Teil I: Herstellung und Mikrogefüge
Authors: Goldschmidt D.
Published: December 2004

Der Beitrag gibt einen Überblick über die zur Herstellung hochbeanspruchter Gasturbinenschaufeln heute übliche Einkristalltechnologie. Nach einem kurzen Abriß der Anforderungen an Gasturbinenschaufeln mit dem sich daraus ergebenden Zwang zur Verbesserung der Nickelbasis‐Legierungen und nach einer kurzen Definition des “technischen” Einkristalls werden im vorliegenden Teil I das Verfahrensprinzip der gerichteten Erstarrung, die realisierbaren Erstarrungsfrontmorphologien und die Methoden der Kornselektion beschrieben. Am Beispiel der Legierung SRR99 wird der für industrielle Produktion sinnvolle Gießparameterbereich fixiert. Die für Einkristallbauteile aus Nickelbasis‐Legierungen wesentlichen Mikrostrukturmerkmale “Kristallorientierung, Mikroporosität, Morphologie der γ′‐Härtungsphase, dendritische Seigerung und Resteutektikum” werden vorgestellt. Nach dem Abguß befindet sich die Mikrostruktur in einer für die Gebrauchseigenschaften nicht optimierten Form. Daher ist eine Wärmebehandlung erforderlich. In Teil II wird beschrieben, wie durch die Wärmebehandlung Resteutektikum aufgelöst, Seigerungen ausgeglichen und die Morphologie der γ′‐Phase optimiert werden können. Abschließend wird das mechanische Verhalten behandelt. Bei den elastischen und plastischen Eigenschaften werden der dominante Einfluß der Anisotropie gezeigt und beim Kriechverhalten die Wechselwirkung mit der γ′‐Morphologie, bei der Schwingfestigkeit der Zusammenhang mit der Mikroporosität hervorgehoben.
Beitrag zur quantitativen Bewertung thermisch aktivierter Werkstoffreaktionen
Authors: Müller W.
Published: December 2004

Der Beitrag gibt einen Einblick in Grundlagen und Anwendung der quantitativen Bewertung thermisch aktivierter Werkstoffreaktionen, insbesondere bei statisch ablaufenden Entfestigungsvorgängen. Berechnungsmöglichkeiten werden auf der Grundlage von Diffusion und chemischer Kinetik nicht nur für isotherme, sondern allgemein für thermisch beliebig instationäre Bedingungen angegeben. Die im Fachschrifttum fast ausschließlich betrachteten Spezialfälle konstanter Erwärmungs‐ oder Abkühlraten und konstanter Temperaturen ergeben sich aus den hier angegebenen allgemeingültigeren Gleichungen zwanglos. Zur präziseren Beschreibung von Entfestigungsvorgängen wird vorgeschlagen, den Arrhenius‐Ansatz dahingehend zu modifizieren bzw. zu verallgemeinern, daß ein Temperaturschwellenwert – eine Mindestbzw. Bezugstemperatur – in geeigneter Weise eingeführt wird. Dadurch wird erreicht, daß eine Werkstoffentfestigung, die – praktisch unabhängig von der Zeitdauer – immer erst oberhalb gewisser Mindesttemperaturen beobachtbar ist, in dieser Weise auch durch das physikalisch‐mathematische Modell erfaßt und widergespiegelt wird. Für charakteristische Temperatur‐Zeit‐Abhängigkeiten werden die auftretenden Integrale berechnet und explizite Lösungen angegeben. Abschließend wird der prinzipielle Weg zur Bestimmung der Modellparameter skizziert.
Einkristalline Gasturbinenschaufeln aus Nickelbasis‐Legierungen. Teil II: Wärmebehandlung und Eigenschaften
Authors: Goldschmidt D.
Published: December 2004

Der Beitrag gibt einen Überblick über die zur Herstellung hochbeanspruchter Gasturbinenschaufeln heute übliche Einkristalltechnologie. Nach einem kurzen Abriß der Anforderungen an Gasturbinenschaufeln mit dem sich daraus ergebenden Zwang zur Verbesserung der Nickelbasis‐Legierungen und nach einer kurzen Definition des “technischen” Einkristalls wurden in Teil I das Verfahrensprinzip der gerichteten Erstarrung, die realisierbaren Erstarrungsfrontmorphologien und die Methoden der Kornselektion beschrieben. Am Beispiel der Legierung SRR99 wurde der für industrielle Produktion sinnvolle Gießparameterbereich fixiert. Die für Einkristallbauteile aus Nickelbasis‐Legierungen wesentlichen Mikrostrukturmerkmale „Kristallorientierung, Mikroporosität, Morphologie der γ′‐Härtungsphase, dendritische Seigerung und Resteutektikum”︁ wurden vorgestellt. Nach dem Abguß befindet sich die Mikrostruktur in einer für die Gebrauchseigenschaften nicht optimierten Form. Daher ist eine Wärmebehandlung erforderlich. Im vorliegender Teil II wird beschrieben, wie durch die Wärmebehandlung Resteutektikum aufgelöst, Seigerungen ausgeglichen und die Morphologie der γ′‐Phase optimiert werden können. Abschließend wird das mechanische Verhalten behandelt. Bei den elastischen und plastischen Eigenschaften werden der dominante Einfluß der Anisotropie gezeigt und beim Kriechverhalten die Wechselwirkung mit der γ′‐Morphologie, bei der Schwingfestigkeit der Zusammenhang mit der Mikroporosität hervorgehoben.
Röntgenographische Untersuchung von Spannungszuständen in Werkstoffen
Authors: Eigenmann B. , Macherauch E.
Published: December 2004

X‐Ray Investigation of Stress States in Materials

X‐ray stress analyses on crystalline or partially crystalline materials are based on the determination of elastic lattice strains which are converted to stresses by means of theory of elasticity. The development of the sin2 ψ‐method of X‐ray stress analysis and of diffractometers substituting film chambers during the 1960s initiated an enormous progress in X‐ray stress analysis during the following three decades both in respect of the knowledge of the underlying principles and in respect of the practical application.

This report sketches the historical development of X‐ray stress analyses and describes the actual state of the art of this important tool for materials science and engineering. Besides some important elements of X‐ray physics and theory of elasticity, experimental aspects of practical applications are outlined. Standard measuring procedures and special measuring problems are described, and hints for practical solutions are given. In particular, examples of destructive and non‐destructive depth profiling of residual stresses, of residual stress analysis in thin coatings, in multilayer structures of thin coatings and in chemically graded coatings, of residual stress analyses in presence of textures, of residual and loading stress analyses in heterogeneous materials, in coarse grained, and in single crystalline materials are presented. The methods established up to now are explained and possible future developments are pointed out.
Randzoneneigenschaften und Oberflächenausbildung geschliffener Aluminiumoxidkeramik
Authors: Tönshoff H. K. , Wobker H. G. , Lierse T.
Published: December 2004

Die durch die Formgebung und das Sintern bedingten Maß‐ und Formabweichungen sowie die erzielbaren Oberflächengüten machen eine Nachbearbeitung keramischer Werkstoffe unumgänglich. Bei der Fein‐ und Endbearbeitung keramischer Bauteile wird in großem Umfang das spanende Fertigungsverfahren „Schleifen mit Diamant”︁ eingesetzt. Bei der Bearbeitung werden die Oberflächenausbildung und die Randzoneneigenschaften keramischer Werkstoffe beeinflußt. Um Fertigungsprozesse bauteilgerecht auslegen zu können, müssen Erkenntnisse über die bei der Bearbeitung auftretenden Mechanismen des Materialabtrages und dem damit verbundenen Grad der Randzonenbeeinflussung vorliegen. Die Randzonen geschliffener Bauteile lassen sich durch Risse und Eigenspannungen charakterisieren. Bei der Schleifbearbeitung keramischer Werkstoffe bestimmen die Stellgrößen des Prozesses in entscheidendem Maße den Grad der Randzonenbeeinflussung. Den Einfluß der Schleifbearbeitung auf die Materialtrenn‐mechanismen, die Eigenspannungsausbildung wie Eigenspannungsgradienten sowie entstehende Rißpopulationen werden vorgestellt und diskutiert.
Mehrstufige betriebsähnliche Dehnwechselbeanspruchung warmfester Stähle
Authors: Kloos K. H. , Granacher J. , Scholz A.
Published: December 2004

An drei warmfesten Stählen wird das Kriechermüdungsverhalten erstmals mit systematisch durchgeführten, dreistufigen betriebsähnlichen Dehnwechselversuchen bis 8000 h untersucht. Zur Ermittlung der rechnerischen Kriechermüdungsschädigung wird von der verallgemeinerten Schadensakkumulationshypothese ausgegangen. Die Schadensakkumulation erfolgt nach unterschiedlichen Zykluszählverfahren.
Berechnung der Schwingfestigkeit festgewalzter Kurbelwellen
Authors: Jung U. , Schaal R. , Berger C. , Reinig H.‐W. , Traiser H.
Published: December 2004

Nachdem vor drei Jahren an der TU Darmstadt erstmals das Festwalzen erfolgreich mit Finite‐Elemente‐Methoden simuliert wurde [1], gelang nun in Zusammenarbeit mit der Daimler‐Benz AG die rechnerische Abschätzung der Schwingfestigkeit festgewalzter Kurbelwellen mit Methoden der Bruchmechanik. Mit dem auch in der Vorentwicklung einsetzbaren Berechnungskonzept – hier zeigen die klassischen Berechnungsmöglichkeiten für festgewalzte Bauteile deutliche Defizite – können sowohl Entwicklungszeiten als auch Kosten der Versuchserprobung reduziert werden. Die Berechnung erfolgt dabei in drei Stufen:

Berechnung der beim Festwalzen induzierten Eigenspannungen mit Hilfe der geometrischen Daten von Kurbelwelle und Festwalzrolle bei vorgegebener Werkstofffließkurve und Festwalzkräften.

Berücksichtigung der Umlagerung der Eigenspannungen aufgrund der zyklischen Beanspruchung des Bauteils.

Bruchmechanische Bewertung der sich im Radiusbereich der Kurbelwelle bildenden Anrisse und deren Verhalten in der druckeigenspannungsbehafteten Zone.
Bestimmung funktioneller Oberflächenparameter beim Mehrfach‐Streifenziehen von Stahl‐ und Aluminiumblechen in Zylinder/Blech/Zylinder Kontakt Geometrie
Authors: Raharijaona F. , Roizard X. , von Stebut Jürgen
Published: December 2004

Mehrfach‐Streifenziehen von Karrosserieblechen in einer Zylinder/Blech/Zylinder Kontakt‐Geometrie eignet sich bei Blechumformung besonders zu der Simulation des Reibkontaktes zwischen glatten Werkzeugen und Blech mit kontrollierter Rauheit.

Während solcher Versuche gilt das Hauptaugenmerk den Änderungen der Oberflächenrauheit auf den Plateaux, wo der Hauptanteil der Reib‐Scher‐Vorgänge während des Abgleitens stattfindet.

Durch eine 3D‐Relokalisierung der im Tastschnitt‐Verfahren vermessenen Zone leiten wir statistische Parameter ab, die der mittleren Breite und Länge der tatsächlich tragenden Plateaux entsprechen. Die beobachtete Abtragung der Plateaux und der Anteil der Abriebspartikel als Drittkörper im Reibkontakt sind wesentlich stärker für Aluminium als für Stahl.
Zum Wechselverformungsverhalten von vergütetem 42 CrMo 4 bei zweistufiger Zug‐Druck‐Beanspruchung
Authors: Schulze V. , Lang K.‐H. , Vöhringer O. , Macherauch E.
Published: December 2004

Zum Verfomungsverhalten von Stählen bei zwei‐und mehrstufiger Wechselbeanspruchung liegen bisher fast ausschließlich lebensdauerorientierte Untersuchungen vor. Deshalb wurden an vergütetem 42 CrMo 4 die Wechselverformungsvorgänge genauer analysiert, die bei nennspannungs‐ und totaldehnungskontrollierten Beanspruchungen mit einem Amplitudenwechsel (Zweierblockversuche) sowie mit mehrfachem Wechsel zwischen zwei Blöcken bestimmter Länge und verschiedenen Amplituden (Mehrfachblockversuche) auftreten. Dabei wurden den einzelnen Blöcken unter Rückgriff auf die früher ermittelten Nennspannungs‐ und Totaldehungswöhlerkurven nach Miner definierte Schädigungen zugeordent. Bei Zweierblockversuchen werden beim Wechsel von großen zu kleinen Amplituden Minerbruchschädigungen kleiner Eins und bei umgekehrten Amplitudenwechseln solche größer Eins beobachtet. Dagegen bestehen bei Mehrfachblockversuchen keine allgemeingültigen Zusammenhänge zwischen der Minerbruchschädigung und den Versuchsparametern. Bei allen Versuchen tritt, wie auch bei allen einstufigen Experimenten, ausschließlich wechselentfestigendes Werkstoffverhalten auf. In Zweierblockversuchen fürhren jedoch die Entfestigungsprozesse bei der großen Beanspruchungsamplitude nach Übergang zu der kleineren dazu, daß sich bei dieser erheblich größere plastische Dehnugsamplituden als im Einstufenversuch ausbilden. Bei Mehrfachblockversuchen nimmt dagegen mit abnehmender Länge und zunehmendem Anteil der Blöcke mit der kleineren Amplitude die Entfestigung bei der jeweils folgenden großen Beanspruchungsamplitude ab. Dies ist möglicherweise den Auswirkungen statischer Reckalterungsffekte zuzuschreiben. Bei totaldehnungskontrollierten zweistufigen Wechselverformungsexperimenten treten im wesentlichen die gleichen Erscheinungen auf wie bei nennspannungskontrollierten. Allerdings wird das Verhalten von der bei großen Totaldehnungsamplituden ausgeprägten anfänglichen Entfestigung und von der selbstentlastend wirkenden Versuchsführung bestimmt, die eine Quasistabilisierung hervorrufen kann.
Simulation von Rißwiderstandskurven mit dem Kohäsivmodell: Large Scale Yielding
Authors: Cornec Alfred , Lin G. , Schwalbe K. H.
Published: December 2004

Rißwiderstandskurven (R‐Kurven) als Beschreibung des Widerstands eines Werkstoffes gegen Rißausbreitung sind ein wichtiger Bestandteil von Fehlerbewertungsverfahren. Sie werden experimentell an kleinen Laborproben bestimmt. Damit verbunden ist jedoch die Unsicherheit hinsichtlich der Verwendbarkeit solcher R‐Kurven für die Bauteilbewertung, da diese an relativ kleinen Proben ermittelt werden und dadurch eine Geometrie‐ und Belastungsabhängigkeit aufweisen. Mit einem konzeptionell neu aufbereiteten Kohäsivmodell, in Verbindung mit der Finiten Element Methode, ist es jetzt möglich, das stabile Rißwachstum auch numerisch zu simulieren. In diesem Beitrag wird damit der vollplastische Zustand untersucht, wie er typischerweise bei duktilen Werkstoffen/Strukturen vorkommt aber genauso auch für Kleinbereichsfließen anwendbar ist. Mit den werkstoffspezifischen Parametern des Kohäsivmodells lassen sich auf diesem Weg synthetische R‐Kurven generieren, aus denen die Einflußnahme der beteiligten Parameter, insbesondere die Geometrie‐ und Belastungsabhängigkeit, aufgeklärt werden kann. Bei Variation der Kohäsivparameter kann ein Werkstoff synthetisch vorgegeben werden, so daß auch Fragen nach der Korrelation zwischen Werkstoffeigenschaften und Rißwiderstand erstmals beantwortbar sind. Auch Werkstoffverbunde mit Inhomogenitäten können auf diese Weise untersucht werden. Die derzeit bekannten Standardmethoden sind für inhomogene Werkstoffe/Strukturen nicht mehr hinreichend geeignet, so daß solche neuen Modelle, zukünftig von besonderem Wert sind und neue Perspektiven eröffnen.
Identification and cloning of caprine uterine serpin
Authors: Tekin Şaban , Padua Maria B. , Newton Gary R. , Hansen Peter J.
Published: December 2004

The uterine serpins have been described in sheep, cattle, and pigs as a highly diverged group of the large superfamily of serpin proteins that typically function as serine proteinase inhibitors. Here, the range of species that possess and express a uterine serpin gene is extended to the goat. Sequencing of cDNA amplified from total RNA from a pregnant goat at day 25 of pregnancy resulted in a 1,292 bp full‐length consensus cDNA sequence for caprine uterine serpin (CaUS). The predicted amino acid sequence of the caprine precursor showed 96%, 82%, 55%, and 56% identity to OvUS, BoUS, PoUS1, and PoUS2, respectively. The signal peptide extends from amino acids 1 to 25, resulting in a secreted protein of 404 amino acids and 46,227 Mr (excluding carbohydrate). Both the goat and sheep uterine serpins have a nine amino acid insert in the Helix I region that is not found in bovine or porcine uterine serpins. A total of 13 amino acids in CaUS are different than those for the nearest homologue, ovine uterine serpin. One of these is in the site of cleavage of the signal sequence, where a single nucleotide substitution (G → C) changed the cysteine for the sheep, bovine, and porcine genes to a serine. In addition, the amino acid at the putative P1–P1′ site (the scissile bond for antiproteinase activity) is a valine for CaUS, BoUS, PoUS1, and PoUS2 versus an alanine for OvUS. The hinge region of all five of the uterine serpins (P17–P9) is distinct from the consensus pattern for inhibitory sequences and it is unlikely, therefore, that the uterine serpins possess prototypical proteinase inhibitory activity. The goat uterine serpin was immunolocalized to the glandular epithelium of the endometrium from a pregnant nanny at day 25 of pregnancy. There was also immunoreactive product in scattered luminal epithelial cells. No immunoreaction product was detected in endometrium from a nanny at day 5 of the estrous cycle. Western blotting of uterine fluid collected from the pregnant uterine horn of a unilaterally‐pregnant goat revealed the presence of a protein band at Mr ∼56,000 that reacted with monoclonal antibody to OvUS. In conclusion, the range of species in which uterine serpins are present and expressed in the uterus includes the goat in addition to the previously described sheep, cow, and pig. In all of these species, the uterine serpin is derived primarily from glandular epithelium, is secreted into the uterine lumen, and contains sequence characteristics suggesting it is not an inhibitory serpin. Mol. Reprod. Dev. 70: 262–270, 2005. © 2005 Wiley‐Liss, Inc.
Conjugated linoleic acid preserves gastrocnemius muscle mass in mice bearing the colon‐26 adenocarcinoma
Authors: Graves Erin , Hitt Andrew , Pariza Michael W. , Cook Mark E. , McCarthy Donna O.
Published: December 2004

Cancer cachexia is a syndrome of weight loss, muscle wasting, fatigue, and anorexia that occurs in patients with advanced or recurrent solid tumor disease. Tumor necrosis factor‐alpha (TNFα) and prostaglandin E2 (PGE2) have been implicated in the biology of cachexia and serve as possible targets for treatment of this condition. Conjugated linoleic acid (CLA) is a polyunsaturated fatty acid that alters the synthesis of PGE2 and reduces the negative effects of TNF on body weight of healthy mice. We hypothesized that a diet supplemented with .5% CLA might reduce muscle wasting in mice bearing the colon‐26 adenocarcinoma, an animal model of cancer cachexia. CLA preserved gastrocnemius muscle mass and reduced TNF receptors in muscle of tumor‐bearing mice. These data suggest that CLA may preserve muscle mass by reducing the catabolic effects of TNF on skeletal muscle. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Res Nurs Health 28:48–55, 2005
A Hybrid Subdivision Strategy for Result‐Verifying Nonlinear Solvers
Authors: Beelitz Thomas , Bischof Christian H. , Lang Bruno
Published: December 2004

Many different heuristics have been proposed for selecting the subdivision direction in branch–and–bound result‐verifying nonlinear solvers. We investigate the impact of the box‐splitting techniques on the overall performance of the solver and propose a new approach combining some of the simple heuristics in a hybrid way. Numerical experiments with medium–sized example problems indicate that our approach is successful. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
On the Non‐Hierarchical Preconditioner Constructions
Authors: Kiss B.
Published: December 2004

In this paper a new cyclic matrix representation of the H–1/2 norm is presented. Its application as Schur complement preconditioning matrix requires only matrix‐vector multiplication. The computational cost of this matrix‐vector multiplication is O (N · log(N)) arithmetic operations, where N is the number of unknowns. The efficiency of the construction to elliptic problems has been verified by numerical tests. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Nonconforming Meshes and Adaptivity
Authors: Oestmann S. , Maischak M. , Stephan E. P.
Published: December 2004

We consider nonconforming meshes for adaptive refinements in the coupling of finite elements and boundary elements. In order to enable a good approximation of 3d problems with hexahedral elements, irregular (hanging) nodes are necessary. We use the one‐irregularity condition where only single‐constraint nodes on an edge or face are allowed. We give an a posteriori error estimate. Numerical experiments show the efficient use of nonconforming meshes. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Model Reduction Methods for Solving Symmetric Rational Eigenvalue Problems
Authors: Blömeling Frank , Voss Heinrich
Published: December 2004

We consider large and sparse rational eigenproblems where the rational term is of low rank compared to the dimension of the problem. Exploiting model‐order reduction techniques the dimension can be reduced considerably, and problems of this type can be solved very efficiently. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Ein neuer Eigenlöser für Polynommatrizen
Authors: Falk S. , Wagner N.
Published: December 2004

Für Polynommatrizen mit regulärer Leitmatrix wird ein neuer Eigenlöser vorgestellt. Dies geschieht über den Algorithmus ECP. Kennzeichnendes Merkmal des Algorithmus ist die Parallelrechnung. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
The ILUCP Preconditioner
Authors: Mayer Jan
Published: December 2004

We introduce a new incomplete LU‐type preconditioner which combines the advantages of Crout's formulation of Gaussian elimination with pivoting. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
On Accuracy in Computational Control Problems
Authors: Sokolov Viatcheslav
Published: December 2004

In the paper we investigate the effects of roundoff‐errors in the problem of computing a minimal realization of a linear timeinvariant system. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Runge‐Kutta‐Nyström Methods with Maximized Stability Domain for Problems in Strutural Mechanics
Authors: Lunk Christoph
Published: December 2004

Structural dynamics applications feature a particular type of second order stiff equations, often in combination with low smoothness of the right hand side, large dimension and non‐linear force terms. As alternative to implicit schemes, explicit Runge‐Kutta‐Nyström methods are analysed, with focus on low order and maximized stability domain since spurious high frequency oscillations need not be resolved. It turns out that it is possible to construct methods with a stability domain that stretches up to hω = 2s on the imaginary axis where h is the stepsize, ω the largest frequency in the system, and s the stage number. Some numerical examples show the competitiveness of the proposed methods. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Solving Diffusion Problems on Rough Surfaces with a Hierarchical Multiscale FEM
Authors: Abdulle Assyr
Published: December 2004

Diffusion on rough surfaces is a basic problem for many applications in engineering and the sciences. Solving these problems with a standard finite element method is often difficult or even impossible, due to the computational work and the amount of memory needed to triangulate the whole surface with a mesh which resolves its oscillations. We discuss in this paper a hierarchical Finite Element Method of “heterogeneous multiscale” type, which only needs to resolve the surface's fine scale on small sampling domains within a macro triangulation of the underlying smooth surface. This method converges, for periodic surface roughness and sufficiently small amplitude, at a robust (i.e. scale independent) rate, to the homogenized solution. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
A Posteriori Control of Dimension Reduction Errors on Long Domains
Authors: Repin Sergey , Sauter Stefan , Smolianski Anton
Published: December 2004

In this work, we consider linear elliptic problems posed in long domains, i.e. the domains whose size in one coordinate direction is much greater than the size in the other directions. If the variation of the coefficients and right‐hand side along the emphasized direction is small, the original problem can be reduced to a lower‐dimensional one that is supposed to be much easier to solve. The a‐posteriori estimation of the error stemming from the model reduction constitutes the goal of the present work. For general coefficient matrix and right‐hand side of the equation, the reliable and efficient error estimator is derived that provides a guaranteed upper bound for the modelling error, exhibits the optimal asymptotics as the size of the domain tends to infinity and correctly indicates the local error distribution. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Thermal conductivity, electrical resistivity, mechanical, and rheological properties of thermoplastic composites filled with boron nitride and carbon fiber
Authors: Ng Hsiao Yen , Lu Xuehong , Lau Soo Khim
Published: December 2004

Hybrid composites consisting of boron nitride (BN) platelets and carbon fibers (CF) in a polybutylene terephthalate (PBT) matrix were melt‐compounded, and their thermal and electrical conductivity, tensile, and rheological properties were investigated. While it does not lead to an enhancement in thermal conductivity with respect to PBT/BN composites, the results indicate that a combination of BN and CF in PBT can significantly reduce electrical conductivity of the composites compared to that of PBT/CF composites. The relative low thermal conductivity of the hybrid composites is attributed to CF breakage that occurred during the extrusion and alignment of CF in melt flow direction, which is normal to the heat flow encountered during the thermal conductivity tests induced by injection molding. The hybrid composites were, however, found to have better tensile properties and processibility than PBT/BN composites at the same total filler content. POLYM. COMPOS., 26:66–73, 2005. © 2004 Society of Plastics Engineers
Lower‐curing‐Temperature PMR polyimides
Authors: Delvigs Peter
Published: December 2004

Studies were performed to achieve lower‐curing temperature PMR (polymerization of monomer reactants) polyimides. Partial substitution of a p‐aminostyrene end‐cap for the monomethyl ester of 5‐norbornene‐2,3‐dicarboxylic acid lowered the final cure temperature of typical PMR resins from 600 to 500°F. The weight‐loss characteristics of neat resins and graphite fiber composites prepared by using the mixed end‐cap approach were determined at 600°F. The room temperature and short‐term elevated temperature mechanical properties of the composites at 550°F and 600°F were determined. The mechanical‐property‐retention characteristics of the composites at 550°F and 600°F are also discussed.
Dielectric relaxation spectroscopy of sheet molding compound
Authors: Venkataswamy K. , Stephens K. E. , Hughes H. , Beatty C. L.
Published: December 2004

Dielectric relaxation spectroscopic studies of sheet molding compound from 400 Hz to 100 kHz reveal the relaxation processes that exist in this material. The frequency dependence of SMC is presented and analyzed in terms of different relaxation process models. A transition map of SMC is presented.
Reinforced nylon 6 block copolymers
Authors: Gabbert J. D. , Garner A. Y. , Hedrick R. M.
Published: December 2004

Nylon block copolymers (NBC), a family of reaction injection molding (RIM) resins commercially introduced during the past year, offer new and valuable balances of properties. The polymers are comprised of alternating blocks of soft rubber segments and hard nylon 6 blocks which are chemically bound together and form discrete, incompatible phases. Glass reinforcement afforded increased resistance to expansion from moisture absorption and thermal changes, along with decreased temperature‐modulus response and increased heatsag resistance. Losses in impact strength from reinforcement addition were shown to be partially restored by moisture absorption and/or changes in resin matrix formulations.
A novel technique for the study of coupling agent phenomena
Authors: Garton Andrew
Published: December 2004

A modification of the Internal Reflection Spectroscopy (IRS) technique for infrared (IR) spectroscopy is described, where the surface of the IRS element is modified by a thin (100 to 1000 å) layer of metal oxides, silanes or Kevlar so as to model the surface of reinforcements in composite materials. The modified IRS element is then brought into contact with the matrix material and chemical changes in the first 2000 to 3000 å of matrix examined by IR spectroscopy. Examples of the technique include a study of the effect of various surfaces on the crosslinking of an anhydride‐cured epoxy resin. The kinetics of the crosslinking process and the final ester crosslink concentration are shown to be significantly affected by, for example, a silica or Kevlar surface. The advantages and limitations of this modified IRS technique are discussed relative to other surface characterization techniques.
Damping of composite materials
Authors: Hoa S. V. , Ouellette P.
Published: December 2004

A rule of mixture for the prediction of the loss factor of hybrid laminates of graphite/epoxy and kevlar/epoxy composite materials is developed. The theoretical values agree reasonably with the experimental values for ten samples. An optimal laminate having the modulus of aluminium and twice the loss factor of graphite/epoxy laminates is achieved.
The optimum property concept—part II the relative order in failure property maxima with increasing filler levels
Authors: Lautenschlaeger F. K.
Published: December 2004

Properties are identified which pass through a maximum when the filler loading in a polymer is increased; all are failure properties. Under standard test conditions of strain rate and temperature, the order of the failure property maxima with increasing filler loadings is identical in different polymers. The optimum level for maximum tear strength is higher than the optimum level for tensile strength. In general, the optimum level is even higher for abrasion resistance. The order in which these maxima develop is different when the degree of crosslinking is increased. The optimum level depends on characteristics of the polymer, e.g., the glass transition temperature. It can be shown that an increase in the pore volume of silica fillers, or an increase in the length of the crystalline segment in thermoplastic elastomers, leads to similar property trends as increased filler levels. Thus, the property trend which was established for increasing filler levels provides a scheme against which polymer or compound modifications can be assessed. The implications of the observed property trends on several generalizations in the literature are assessed.
Effect of compounding on the properties of short fiber reinforced injection moldable thermoplastic composites
Authors: Bigg D. M.
Published: December 2004

The mechanical properties of short‐fiber‐reinforced thermoplastic composites depend on the degree of interfacial bond strength between the fibers and polymer matrix. This interfacial bond strength can be increased by appropriate coupling agents. This study shows, for example, that an amino silane coupling agent improves the bond strength of nylon‐aluminum fiber composites, but not polycarbonate‐aluminum fiber composites. For cases where appropriate coupling agents are not available it is important to maintain as high a fiber aspect ratio as possible in a molded part. This study shows that a single screw compounder does less damage to glass or carbon fibers than a twin screw compounder under similar processing conditions when the polymer is in the form of pellets. When the polymer is supplied as a powder, satisfactory dry blends can be produced and the twin screw compounder does less damage to the fibers. In both cases, however, fibers initially 6 mm long are reduced to an average length less than 0.5 mm. The greatest degree of fiber size retention was observed when extrusion coated fiber pellets were used in the injection molding machine. The relationship between a fiber's tensile strength and the interfacial shear strength between a fiber and matrix yields a critical fiber aspect ratio below which the maximum reinforcing capability of the fibers are not being utilized. For the polymers investigated in this program, the critical aspect ratio for carbon fibers was found to be between 16 and 25 to 1. The polymers investigated include flame‐retardant grades of acrylonitrile‐butadiene‐styrene (ABS) and poly(phenylene oxide)/polystyrene blend, nylon 6/6 and poly(phenylene sulfide).
Theory of coalescence in immiscible polymer blends
Authors: Fortelný I. , Kovář J.
Published: December 2004

The theory of coalescence in melts of polymer blends was derived on the basis of the Smoluchowski theory for colloid systems. An approximation for a flux of particles used for solutions of colloids in water was analyzed. It is shown that this approximation cannot be used for polymer blends, and an approximation is suggested that could be justifiably used for them. A system of equations was derived for the time dependence of the number of individual i‐mers, using the relation suggested for the diffusion flux of particles. In an approximation of the uniform increase in particle size, equations were found for the time dependence of the number of particles, the average radius of the particle, and the interface area in the volume unit of the blend. The suggested theory predicts measurable coalescence in considerably more viscous systems than mechanically applied relations of the Smoluchowski theory for aqueous colloid solutions.
PEEK/carbon fiber composites: Experimental evaluation of unidirectional laminates and theoretical prediction of their properties
Authors: Cervenka A.
Published: December 2004

Comparison of tensile characteristics (modulus, strength) measured for bought‐in laminates and also laminates manufactured in‐house with published data has proved the testing procedure to be sound and compression molding to give composites of good quality. In the theoretical domain, the micromechanical approach was used to predict engineering constants such as the longitudinal, transverse and shear moduli that characterize the laminate in its principal directions. For the off‐axis loading, macro‐mechanical abstraction was applied and the angular dependencies of the above composite parameters were further supplemented by those for the Poisson ratio and the ultimate strength. Regardless of the theoretical approach used, the error of the predictions relative to the experimental data does not exceed 10 percent.
Mechanical properties and morphology of polypropylene composites. III. Short glass fiber reinforced elastomer modified polypropylene
Authors: Stamhuis J. E.
Published: December 2004

The impact strength and rigidity of polypropylene composites can be significantly improved by application of short glass fibers instead of mineral fillers in elastomer‐modified polypropylene. The properties of such composites are strongly dependent on the adhesive forces at the fiber‐matrix interface. Poor adhesion results in interfacial fracture solely by fiber‐matrix debonding, as evidenced by scanning electron microscopy on the fracture surfaces. This is accompanied by relatively low impact strengths. By contrast, increased adhesion leads to fracture not only by fiber‐matrix debonding, but also by crack propagation through the elastomeric phase at the fiber surface. This mechanism is thought to be responsible for a remarkable increase of the impact strength. Appropriate compositions of polypropylene, glass fiber, and elastomer resulted in composite properties similar to, or even better than, those of a typical acrylonitrile‐butadiene‐styrene copolymer. The lengths of the fibers recovered from the test specimens were somewhat smaller than the critical fiber lengths as calculated by simple shear lag theory. The properties of the present composites should thus be regarded as minima, rather than as potential maxima. This suggests that current composites may be suitable for engineering applications.