bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Vergleich des zeitlichen Ablaufs der Werkstoffzerstörung durch interkristalline Spannungsrißkorrosion (SpRK) im Labor und unter betrieblichen Bedingungen
Authors: Kalfa H. , Bühler H.‐E.
Published: December 2004

Simulation des Spannungsrißkorrosionsangriffs von Baustählen in nitrathaltigen Elektrolyten unter praxisgerechten Prüfbedingungen. Beschreibung des Verlaufs der Werkstoffschädigung und Definition der unterschiedlichen Zerstörungsgeschwindigkeiten, die sich daraus ableiten lassen. Die Laborergebnisse erlauben die Angabe einer minimalen und maximalen Zerstörungsgeschwindigkeit durch Spannungsrißkorrosion.

Die Ergebnisse von Betriebsmessungen bestätigen die im Labor ermittelten Befunde, wobei die vergleichbaren Schadensbilder bei der Laborprüfung und im Betriebseinsatz zum Verständnis von nicht geklärten Phänomenen des Schadensablaufs im Betrieb beitragen.
Einfache Stoffgleichungen für mehrachsiges Kriechen nichtlinearviskoelastischer Werkstoffe
Authors: Schlimmer M.
Published: December 2004

Isochrone Kriechergebnisse aus einachsigen Zug‐, Druck‐ und Schubversuchen werden zur Formulierung und Untersuchung von Stoffgleichungen für nichtlinearviskoelastische Werkstoffe mit unterschiedlichem Kriechverhalten bei Zug‐ und Druckbeanspruchung verwendet.
Oberflächenbehandlung von Kohlenstoffasern und mechanische Eigenschaften von Laminaten
Authors: Fitzer E. , Jäger H.
Published: December 2004

In neuester Zeit finden Kohlenstoffasern zunehmend Verwendung als Verstärkungsfasern in Verbundkörpern mit thermoduren und thermoplastischen Matrixsystemen. Aufgrund des strukturellen Feinaufbaus unterscheiden sich deren mechanischen Eigenschaften. Um die Fasereigenschaften jedoch im Verbund gezielt ausnutzen zu können, müssen spezielle Methoden der Oberflächenaktivierung angewandt werden. Im vorliegenden Fall werden naßchemische, thermische und elektrochemische Oxidation von Kohlenstoffasern vorgestellt, die Auswirkungen auf Faser‐ und Verbundeigenschaften untersucht und vergleichend diskutiert. Weiterführende Studien durch Matrixvariation verdeutlichen deren Bedeutung bei der Verbundkörperherstellung. Endlich wird gezeigt, daß bei schneller Lastaufgabe die Eigenschaft der Verstärkungsfaser völlig die Verbundeigenschaft kontrolliert.
Zur Aussagefähigkeit der Härtemessung von Thermoplasten
Authors: Kratschmann K. , Dengel D.
Published: December 2004

In der vorliegenden Arbeit wurden an 10 verschiedenen Thermoplasten mittels eines automatisierten Prüfstandes Eindringmessungen vorgenommen. Bei zwischen Raumtemperatur und 100°C variierter Prüflingstemperatur wurden die Eindringtiefen in Abhängigkeit von der Belastungsdauer aufgenommen und daraus die entsprechenden Härteverlaufskurven H(t) abgeleitet.

Die gefundenen Zusammenhänge machen deutlich, daß mit Hilfe dieser Konzeption eine deutlich bessere (aussagefähigere) Werkstoffbeurteilung möglich ist als über die konventionelle ‐ derzeit normgerechte ‐ Einpunkt‐Härtemessung. Es erscheint naheliegend, diese Konzeption im Bereich der technischen Regelwerke zu berücksichtigen.
MOCH‐Methode – ein Beitrag zur Haftungsbestimmung von Schichten
Authors: Vincent W.
Published: December 2004

Es wird eine Methode zur Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte am Beispiel von PVD‐Cr‐Schichten vorgestellt. Durch partielle Kontamination wird in einem definitiven Bereich ein „Anriß”︁ erzeugt. Mit Hilfe der Compliance‐Methode werden K‐ und G‐Faktoren errechnet. Die Bruchflächen werden untersucht.
Festigkeit und Spannungsabbau bei der dynamischen Belastung von Stahl‐ und Aluminiumproben mit bekannten Eigenspannungen
Authors: Thomas K. , Ruge J. , Sundaresan S.
Published: December 2004

In mehrfach zusammenhängenden Körpern lassen sich Eigenspannungen I. Art ohne begleitende Werkstoffveränderungen erzeugen. Die Kreisringscheibe ist der einfachste Körper dieser Gruppe. Hierfür können die im Schwingversuch einwirkenden Lastspannungen und auch die Eigenspannungen nach Beziehungen der Elastizitätstheorie genau berechnet werden.

Eigenspannungsfreie und eigenspannungsbehaftete Kreisringscheiben wurden im Schwingversuch belastet. Dabei zeigte sich, daß Zugeigenspannungen die Lebensdauer herabsetzen und Druckeigenspannungen umgekehrt wirken, wenn sie an der Rißausgangsstelle vorliegen. Die ertragbaren Lastspielzahlen werden bereits durch kleine Eigenspannungen merklich verändert. Es ist für die Lebensdauer gleichgültig, ob an der Rißausgangstelle eine Eigenspannung oder eine Mittelspannung gleicher Größe und Richtung auftritt.

Der Spannungsabbau hängt insbesondere vom Abstand zwischen dem Maximum der Gesamtspannung und der Streckgrenze oder 0,2%‐Dehngrenze ab. Die Abbaurate ist besonders groß, wenn die Streckgrenze erreicht wird. Die ersten Lastwechsel eines Schwingversuchs sind entscheidend für den Spannungsabbau. Anschließend verändert sich der Eigenspannungszustand nur wenig. Erst bei sehr hohen Lastwechselzahlen steigt der Spannungsabbau noch einmal etwas an.

Die Änderungen lassen sich, wenn die Summe aus Eigenspannung und Lastspannung die Streckgrenze nicht erreicht, durch kleine plastische Verformungen in günstig orientierten Kristalliten erklären.
Fraktographie an faserverstärkten Kunststoffen
Authors: Franz H. E.
Published: December 2004

Treten an Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (z.B. CFK, GFK), Materialschäden wie Brüche, Risse usw. auf, so ist die Fraktographie, d.h. die Untersuchung der Bruchflächen, ein wesentlicher Teil der Schadensanalytik. Wird letzteres im Rasterelektronenmikroskop (REM) vorgenommen, so spricht man von Mikrofraktographie. Die Mikrofraktographie wird an Metallen seit etwa 20 Jahren erfolgreich zur Aufklärung von Materialschäden eingesetzt, so daß kaum noch Bruchuntersuchungen ohne REM durchgeführt werden.

Auf dem Gebiet der Mikrofraktographie an faserverstärkten Kunststoffen sind bereits Grundkenntnisse vorhanden, allerdings lediglich bei wenigen Spezialisten. Das Wissensgebiet ist im Aufbau begriffen, was für die USA und Westeuropa gilt.

Einen „endgültigen”︁ Bruchatlas, wie er für Metalle vorhanden ist, gibt es noch nicht. Die Fertigstellung eines solchen wird mindestens noch 5 bis 10 Jahre in Anspruch nehmen. Andererseits hat sich die „Air Force”︁ in den USA zur Aufgabe gesetzt ein Handbuch „Fractography of Composite Structures”︁ in einem kürzeren Zeitraum zu erstellen. Die in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Ergebnisse sind im Zeitraum 1973 bis 1984 erarbeitet worden. Ausgehend von definierten Brüchen unter statischer und schwingender Beanspruchung sind die beanspruchungsspezifischen mikrofraktografischen Charakteristikas herausgearbeitet und durch Bilder dokumentiert worden. Die Ergebnisse werden mit den relativ wenigen Literaturergebnissen verglichen.
Maßnahmen gegen Schwingungsrißkorrosion an nichtrostenden Stählen
Authors: Risch K.
Published: December 2004

Im Chemiebetrieb entstehen an bewegten Bauteilen aus nichtrostenden Stählen häufig Brüche durch Schwingungsrißkorrosion. Die hierzu schon ausreichenden, sehr schwachen Angriffsbedingungen sowie das Erscheinungsbild an den Bruchflächen führen dazu, daß solche Schäden oft auf eine rein mechanische Ursache zurückgeführt und folglich mit unwirksamen Maßnahmen bekämpft werden. Für eine Reihe typischer Beispiele werden die Schadensanalyse und geeignete Abhilfemaßnahmen besprochen. Aus Umlaufbiegeversuchen folgt, daß die Schwingungsrißkorrosion im passiven Zustand der Stähle durch eine Erhöhung des Chromgehaltes zurückgedrängt werden kann. Dabei zeigten Chloridionen‐Gehalte bis 0,1% keine einschneidende Auswirkung. Abschließend werden Maßnahmen gegen Schwingungsrißkorrosion erörtert.
Kunststoffe in der Gelenkendoprothetik
Authors: Eyerer P.
Published: December 2004

Kunststoffe als Werkstoffe für Gelenkendoprothesenkomponenten wie beispielsweise Hüftpfannen, Tibiaplateaus, Femurschäfte sowie zur Befestigung solcher Komponenten im Knochen sind heute ein fester Bestandteil von Endoprothesen. Obwohl ohne Zweifel ein sehr hoher technischer Stand erreicht ist, sind aufgrund der extremen biologisch‐medizinischen, konstruktiven und werkstofflichen Anforderungen viele Wünsche noch offen.

Ausgehend vom natürlichen Gelenk und einigen Eigenschaften des natürlichen Knochens wird der heutige Stand in der Anwendung von Kunststoffen in der Gelenkendoprothetik beschrieben und bewertet. Für das ultrahochmolekulare Polyethylen (UHMWPE) und die Knochenzemente auf Basis Polymethlymethacrylat (PMMA) werden Vorschläge zu deren Weiterentwicklung – sowohl hinsichtlich der Werkstoffe als auch ihrer Verarbeitung – gemacht.

Laufende Entwicklungen wie bioaktive und poröse Beschichtungen sowie Verstärkungen des Grundwerkstoffs werden kurzgefaßt erläutert.

Nach Meinung des Autors ist beim UHMWPE ein ganzes Bündel von verbessernden Teilschritten möglich. Die bisherigen Entwicklungen auf dem Gebiet der kohlenstoffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) und ihrer endoprothetischen Anwendungen sind ermutigend und aussichtsreich.

Trotz intensivster Entwicklungsarbeiten zur Verbesserung von Knochenzementen ist ein wirklicher Durchbruch zu neuen Systemen nicht erfolgt. Allerdings ist bei optimaler Operationstechnik eine hohe Zuverlässigkeit der Fixation gegeben.

Dies gilt in gleicher Weise auch für zementfreie Befestigung von Endoprothesen. Hier zeichnet sich eine vorteilhafte Anwendung von porösen Beschichtungen und Oberflächen ab, sofern Werkstoffragen, Konstruktion und Operationstechnik optimal aufeinander abgestimmt sind.
Fließkurven metallischer Werkstoffe im Bereich hoher Formänderungsgeschwindigkeiten
Authors: El‐Magd E. , Dackweiler G. , Hellwig K. , Paffrath W.
Published: December 2004

Fließkurven von Aluminium, Kupfer und Stählen werden im Dehngeschwindigkeitsbereich von 103 bis 104 s−1 im indirekten Schlagzugversuch und im Schlagtorsionsversuch ermittelt. Zur Berücksichtigung der Einflüsse des Wellencharakters der Beanspruchung werden die Versuche numerisch simuliert und die ermittelten Fließkurven überprüft.

Die Abhängigkeit der Fließspannung von der Dehngeschwindigkeit läßt sich bei ε < 103 s−1 durch die Gesetzmäßigkeiten der thermisch aktivierten Gleitprozesse beschreiben, während bei ε > 2000 s−1 eine lineare Zunahme der Fließspannung von der Dehngeschwindigkeit ermittelt wird, was auf die dominierenden Dämpfungsvorgänge zurückgeführt wird.
Plasma‐CVD
Authors: Eisenberg Stephan
Published: December 2004

CVD Beschichtungsprozesse Können durch eine Plasmaaktivierung zu niedrigeren Temperaturen verschoben werden. Die Plasma CVD Verfahren werden mit ihren spezifischen Vorteilen zukünftig für den allgemeinen Maschinenbau eine wachsende Bedeutung erlangen. Im vorliegenden Beitrag werden die Grundzüge des Prozesses, der Einfluß der Prozeßparameter und die Möglichkeiten des Verfahrens am Beispiel der titanhaltigen Beschichtungen vorgestellt. Die daraus resultierenden notwendigen Forschungsaktivitäten geben einen Hinweis auf zukünftige Entwicklungen.
Energiedissipationshypothese zur Festigkeitsrechnung bei mehrachsiger Schwingbeanspruchung
Authors: El‐Magd E. , Wahlen V.
Published: December 2004

Mit Ziel auf die Erstellung eines Rechenverfahrens zur Lebensdauerabschätzung bei mehrachsiger, stochastischer Schwingbeanspruchung wird eine Energiedissipationshypothese vorgestellt. Für jedes Schwingspiel der einzelnen deviatorischen Spannungen sowie der hydrostatischen Spannung wird die Energiedissipation berechnet. Zur Vereinfachung der Rechenvorgänge wird zur Berücksichtigung der Einflüsse der Mittelspannungskomponenten auf die Werkstoffanstrengung eine geschlossene Lösung eingeführt, bei der weder eine Integration über unterschiedliche Richtungen, noch eine Bestimmung einer kritischen Richtung erforderlich ist. Die Hypothese wird hier zunächst anhand periodischer Belastungsfälle überprüft und mit Versuchsdaten verglichen.
Umwandlungsverhalten und Härtbarkeit von Gußeisen mit Lamellengraphit. Teil I: Grundsätzliche Betrachtungen
Authors: Schreyer G. W.
Published: December 2004

Im vorliegender I. Teil dieses Beitrages werden die theoretischen Grundlagen des Umwandlungsverhaltens und der Kohlenstofflöslichkeit im Austenit von Gußeisen an Hand dafür relevanter Zustandsdiagramme behandelt. Härtbarkeitsuntersuchungen an unlegierten und niedridglegierten Gußeisenwerkstoffen mittels des JOMINY‐Tests werden im Teil II des Beitrages vorgestellt und im III. Teil Möglichkeiten zur Charakterisierung des Umwandlungsverhaltens aufgezeigt und diskutiert.
Abscheidung von Hartstoffschichten des Typs (B,C,N) bei niedrigen Beschichtungstemperaturen im PACVD‐Prozeß
Authors: Rie K.‐T. , Gebauer A. , Wöhle J. , Erker G. , Mohr R. , Sarter C.
Published: December 2004

In dieser Studie wurde die Abscheidung von (B,C,N)‐Schichten unter Verwendung der auf einem, neuen Syntheseweg dargestellten metallorganischen Verbindung C8H18BN im DC‐Puls‐PACVD‐Prozeß bei niedrigen Beschichtungstermperaturen (250°C) unter‐sucht. Es konnte gezeigt werden, daß doe Herstellung von (B,C,N)‐Schichten mit guter Härte und Haftfestigkeit im betrachteten Parameterraum möglich ist.
Umwandlungsverhalten und Härtbarkeit von Gußeisen mit Lamellengraphit. Teil III: Charakterisierung des Umwandlungsverhaltens
Authors: Schreyer G. W.
Published: December 2004

In den Teilen I und II des Beitrages wurden die theoretischen Grundlagen der Härtbarkeit von Gußeisen mit Lamellengraphit und die darauf aufbauenden Härtbarkeitsuntersuchungen an repräsentativen Gußeisenwerkstoffen erörtert.

Im III. Teil dieses Berichtes wird das Umwandlungsverhalten von Gußeisen mit Lamellengraphit charakterisiert und Möglichkeiten seiner graphischen Darstellung an Hand von kontinuierlichen Stirnabschreckproben‐Diagrammen (KSA) diskutiert.
Schwingfestigkeitsbeurteilung randschichtverfestigter Proben auf der Grundlage örtlicher elastisch‐plastischer Beanspruchungen
Authors: Bruder T. , Seeger T.
Published: December 2004

Es werden Modelle für eine ingenieurmäßige Lebensdauerberechnung randschichtverfestigter Bauteile beschrieben. Totaldehnungskontrollierte Einstufenversuche an unbehandelten Proben, Härte und Eigenspannungsmessungen sowie in bestimmten Fällen auch FE‐Analysen dienen zur Bestimmung der Eingabedaten für die Rechenmodelle. Für zwei verschiedene Kombinationen von Randschichtverfestigungsverfahren und Grundwerkstoff wurden Schwingfestigkeitsversuche an ungekerbten und gekerbten axial belasteten Proben durchgeführt. Berechnungs‐ und Versuchsergebnisse werden gegenübergestellt.
Herstellung diamanthaltiger, enkonturnaher Metallmatrix‐Verbundwerkstoffe durch Laserstrahlbeschichten
Authors: Lang A. , Bergmann H. W.
Published: December 2004

Die vorliegende Arbeit berichtet über die kontinuierliche, endkonturnahe Herstellung von Metall‐Matrix‐Compositeschichten. Hier zu werden Pulvergemische in einem einstufigen Prozeß durch Laserstrahlbeschichten in einer Kokille auf ein Substrat aufgebracht. Bei dem Verfahren gelingt es, thermisch instabile Harstoffe, wie z. B. Diamanten, zunächst gleichmäßig in einer schmelzflüssigen Matrix zu verteilen und nach anschileßender Erstarrung eine gute Bindung zwischen Metallmatrix und Hartstoff zu erreichen. Eine thermische Schädigung der Diamanten ist weder durch rönt‐genographische noch durch mechanische Tests nachzuweisen. Durch Anpassung von Pulverförderrate, Vorschubgeschwindigkeit und mittlerer Laserleistung lassen sich mehrere Millimeter hohe, technisch verwendbare Schneidbeläge (z. B. Honleistenbeläge) mit einstellbarem Aufmischungsgrad zwischen Metallmatrix und Substrat erzeugen. Der „overspray”︁ des Prozesses liegt deutlich unter 10%. Durch die Ausbildung der Kokille (Kühlwirkung) kann man die Korngröße der Matallmatrix beeinflussen. Bei vergleichbarer Diamantkonzentration weisen laserstrahlbeschichtete Honleisten vergleichbare Schneidleistungen auf wie konventionell gesinterte bei ähnlichen Werkzeugstandzeiten und Rauheiten des geschonten Werkstücks. Die Beschichtungsgeschwindigkeiten lie gen bei Verwendung eines gepulsten l kW Nd:YAG‐Lasers beica. 2 cm3/min. Stichversuche haben gezeigt, daß sich die beschriebene Technik auch auf andere Schichtsysteme übertragen läßt.
Auswirkungen der Schädigungsanisotropie auf die Lebensdauer von Stählen bei Zeitstandbeanspruchung
Authors: El‐Magd E. , Betten J. , Palmen P.
Published: December 2004

Ziel der Untersuchung ist die Bestimmung des Einflusses von Kriechschädigung und Belastungsvorgeschichte auf das weitere Kriechverhalten nach einer Änderung der Belastungsrichtung. Die Änderung der Beanspruchungsrichtung hat einen starken Einfluß auf die Kriechbruchzeiten. Es wird ein Modell vorgestellt, mit dem dieser Einfluß beschrieben werden kann.
Influence of Topical Fluorides on corrosion behaviour of silver amalgam alloys
Authors: Khamis E. , Seddik M.
Published: December 2004

Potentiodynamic polarization and cyclic voltametry measurements were employed to study the effect of topical fluoride preparations on corrosion of silver amalgam alloy in synthetic saliva and aqueous fluoride solutions. Results support that small amounts of copper and indium alloyed to silver – tin amalgam enhance corrosion resistance considerably. Indiloy shifts both the open circuit potential and the anodic polarization curve to more positive potential values, this lead to a decreases in the current density. The weak activity of Indiloy as compared with Spheraloy is attributed to the fact that the amount of γ2 phase (tin–mercury) present in the former is much lesser than that present in the latter. Findings also show that fluoride solutions (NaF, SnF and SnF + HCI) enhance the dissolution rate of the investigasted alloys and the polarization curves illustrate the appearance of an active – passive transitions. This behaviour was discussed on the basis of complex formation. Cyclic voltammograms confirm the results obtained from the potentiodynamic polarization measurements and elucidate the anodic oxidation peaks of silver oxide and copper verifying the proposed mechanism.
Einfluß der Wärmeermüdung im Tieftemperaturbereich (77 K ⇔︁ 373 K) auf mechanische Eigenschaften der (α + β)‐Ti‐Legierung
Authors: Ziaja Jerzy
Published: December 2004

Untersucht wurde der Einfluß der Wärmeermüdung im Tieftemperaturbereich (77 K ⇔︁ 373 K) (WETT) auf einige mechanische Eigenschaften wie auch auf die Kristallgitter‐Parameter der α und β‐Phasen der (WT3‐1)‐Titan‐Legierung bei Temperaturen von 295 K und 77 K.

Die Ermüdungsuntersuchungen waren beim Biegen unter einem zweiachsigen Spannungszustand durchgeführt worden. Es wurde festgestellt, daß die Wirkung der WETT auf die Eigenschaften von der Anzahl der WETT‐Zyklen abhängig ist: Während nach 100 Zyklen eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften festzustellen war, wurde dagegen nach 500 Zyklen eine eindeutige Verschlechterung der Eigenschaften ermittelt.

Die mikroskopischen und röntgenographischen Untersuchungen haben es ermöglicht, den Einfluß der Zwillingsbildung auf die WETT‐ und den Ermüdungsverlauf zu bestätigen: der Verlauf der Verformungsprozesse ist von den Eigenspannungen, die während der WETT entstehen und als Stimulus‐Faktoren anzusehen sind, beeinflußt worden.
Mikrostrukturelle Erscheinungen in der Randschicht einsatzgehärteter Bauteile
Authors: Lerche W. , Lohrmann M. , Edenhofer B. , Gräfen W. , Bouwman J. W.
Published: December 2004

Eine mehr oder minder ausgeprägte negative Beeinflussung des Randbereiches von Bauteilen während des Einsatzhärtens, durch die Aufnahme von Nicht‐Metall‐Elementen aus der Atmosphäre, ist seit langem bekannt. Diese am häufigsten durch Sauerstoff hervorgerufene Erscheinung ist die Randoxidation, welche insbesondere eine Verminderung der gelösten härtbarkeitsbeeinflussenden Legierungselemente Mangan, Chrom und Silizium durch Oxidbildung bewirkt. Die vorliegende Arbeit stellt mikroskopische und spektroskopische Möglichkeiten zur Kennzeichnung der Erscheinungsformen der Randoxidation sowie kritische Überlegungen zu deren Bewertung dar. Zusätzlich wird auf eine weniger bekannte mögliche negative Beeinflussung des Randbereiches durch die Abwanderung von härtbarkeitsbestimmenden Legierungselementen hingewiesen, welche insbesondere bei Einsatzhärtungen im Unterdruck bzw. mit Plasmaunterstützung auftreten kann.
Efficacy of antibodies against a chimeric synthetic peptide encompassing epitopes of bonnet monkey (Macaca radiata) zona pellucida‐1 and zona pellucida‐3 glycoproteins to inhibit in vitro human sperm‐egg binding
Authors: Sivapurapu Neela , Hasegawa Akiko , Gahlay Gagandeep K. , Koyama Koji , Gupta Satish K.
Published: December 2004

Immunocontraception achieved by immunization with zona pellucida (ZP) glycoproteins is invariably associated with ovarian dysfunction. Use of ZP glycoprotein‐based synthetic peptides as immunogens has been proposed to overcome adverse side effects on ovaries. In the present study, a chimeric peptide encompassing the epitopes of bonnet monkey (Macaca radiata) ZP glycoprotein‐1 (bmZP1; amino acid residues 251–273) and ZP glycoprotein‐3 (bmZP3; amino acid residues 324–347), separated by a tri‐glycine spacer, was synthesized and conjugated to diphtheria toxoid (DT). Immunization of female BALB/cJ mice and bonnet monkeys with the chimeric peptide led to generation of antibodies that reacted with the chimeric peptide, individual bmZP1 & bmZP3 peptides, and also recombinant bmZP1 and bmZP3 proteins expressed by E. coli in an ELISA. Indirect immunofluorescence studies revealed that the immune serum also recognized human as well as bonnet monkey ZP. A significant inhibition of human sperm binding to ZP was observed with antibodies generated against the chimeric peptide in mice (P = 0.0001) as well as monkeys (P = 0.0002) in a hemizona assay (HZA). The inhibition efficacy was significantly higher than that observed by using antibodies against the individual bmZP1 and bmZP3 peptides. Interestingly, no ovarian pathology was observed in female bonnet monkeys immunized with the chimeric peptide. These studies have demonstrated that the chimeric peptide encompassing peptides of multiple ZP glycoproteins may be a promising candidate antigen for designing immunocontraceptive vaccines. Mol. Reprod. Dev. 70: 247–254, 2005. © 2005 Wiley‐Liss, Inc.
Nurses, smoking, and the workplace
Authors: Sarna Linda , Bialous Stella Aguinaga , Wewers Mary Ellen , Froelicher Erika Sivarajan , Danao Leda
Published: December 2004

The purpose of this study was to examine attitudes and experiences of nurses regarding smoking and smoking cessation in the workplace. Eight focus groups were conducted with current or former smokers (n = 60). A questionnaire provided information about smoking history. Content analysis revealed six themes: taking breaks, stress and smoking, social support from colleagues, hiding smoking from patients and their families, impact of workplace smoking restrictions, and challenges to smoking cessation in the workplace. Nurses who smoke were perceived as taking more breaks and spending less time with patients than those who do not smoke. These findings document the impact of smoking among nurses in the workplace. Strategies are needed to support smoking cessation efforts of nurses as an important occupational health issue. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Res Nurs Health 28:79–90, 2005
Computations of Eigenvalue Avoidance in Planar Domains
Authors: Betcke T. , Trefethen L. N.
Published: December 2004

The phenomenon of eigenvalue avoidance is of growing interest in applications ranging from quantum mechanics to the theory of the Riemann zeta function. Until now the computation of eigenvalues of the Laplace operator in planar domains has been a difficult problem, making it hard to compute eigenvalue avoidance. Based on a new method this paper presents the computation of eigenvalue avoidance for such problems to almost machine precision. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Efficient numerical solution of the LQR‐problem for the heat equation
Authors: Saak Jens , Benner Peter
Published: December 2004

We discuss how the theory developed by Banks and Kunisch can be applied to a modified version of a controlled heat transfer model introduced by Tröltzsch and Unger. In the numerical implementation we use ALBERT(A) to establish the required FEM–semidiscretisation in space. The resulting algebraic Riccati equation (ARE) is of large dimension (n > 1000). It is shown how the LyaPack software package can be used to compute the optimal feedback without solving the ARE directly. In the closing section we present numerical results comparing different implementational approaches and cost functions. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Numerical modeling of the equilibrium shapes of a ferrofluid drop in an external magnetic field
Authors: Lavrova O. , Matthies G. , Polevikov V. , Tobiska L.
Published: December 2004

A numerical solution strategy for calculating equilibrium free surfaces of a magnetic fluid under the action of a magnetic field is proposed and applied to determine shapes of a linear magnetisable ferrofluid drop in a uniform magnetic field. Hysteresis phenomena for the drop deformation and the drop shapes with ends, close to conical, were observed numerically. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
The Taylor method in the field of Mikusiński operators
Authors: Takači Djurdjica
Published: December 2004

The approximate solution of a class of differential equations, in the field of Mikusiński operators is constructed by using the Taylor method. The obtained results are applied to a class of partial integro–differential equations. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Flow of short‐glass‐fiber‐filled thermoplastics in channels of circular of thin rectangular cross‐section
Authors: Chan W. W. , Charrier J. , Vadnais P.
Published: December 2004

A pressure‐flow‐type modular rheonmeter was developed specifically for the stuidy of the flow of unfilled thermoplastic melts and for the same melts with particles of relatively large dimensions in channels of shapes and dimensions encompassing those encountered in the injections molding of commercial parts. Experimental results are reported here for the case of polypropylene with 20 and 40 percent by weight of short glass fibers. The handling of the wide range of data, suing the concept of an end correctuion(Bagley plot), led to a reasonably unique viscosity vs. Shear‐rate relationship for each material and confirmed that fibers have little effect on such a relationship for the range of shear rates involved in commercial processing. End effects were examined systematically for the wide range of shear rates and geometries, and the data, although difficult to correlate at present, should prove useful to rheologists trying to elucidate the flow in such areas.
Mechanical behavior of reinforced polyurethane foams
Authors: Siegmann A. , Kenig S. , Alperstein D. , Narkis M.
Published: December 2004

The mechanical behavior of three‐phase reinforced polyurethane (PU) foam composites was investigated. Chopped‐glass fibers, glass beads, and graphite powder were used as reinforcing materials. Emperimental results indicated that chopped‐glass fibers enhance the foam mechanical properties in tension, while glass beads and graphite powder tend to improve the mechanical properties in compression. Microscopical observations revealed that the reinforcing filler location is within the cell walls acting as a matrix reinforcement. A modified Kerner equation, based on a model that assumes the superposition of a porous matrix and a rigid particulate filler, was compared with measured elastic moduli of the three‐phase composite foams.
Acoustic cavitation and its effect on flow in polymers and filled systems
Authors: Peshkovskii S. L. , Friedman M. L. , Tukachinskii A. I. , Vinogradov G. V. , Enikolopian N. S.
Published: December 2004

We have studied the phenomenon of acoustic cavitation under the action of volume ultrasonic oscillations on polymer melts and filled compositions. This phenomenon and the stress state of the material have been studied by means of a device for the visualization of flow in polarized light. It has been shown that the process of cavity formation in high‐viscosity systems has a certain threshold and that the critical amplitude of oscillations depends on the duration of ultrasonics action. The effect of acoustic field on the melts of commercial polymers and filled compositions results in structural changes. In addition, a sharp increase of the melt flow is observed. Model experiments have shown that the size of particles and filler distribution can also be changed by utrasonic oscillation.
Mechanical characterization of sheet molding compound composites
Authors: Chaturvedi S. K. , Sun C. T. , Sierakowski R. L.
Published: December 2004

The present work was aimed at providing basic mechanical property characterization of five different sheet molding compound (SMC) materials with glass content varying from 30 to 65 percent by weight. In particular, the objectives were to find variation in their tensile, flexural, and shear properties along with some information on fabrication‐induced anisotropy that may be present in these materials. The flexural properties were measured using three‐point bend tests, and double‐rail shear tests were conducted for in‐plane shear properties. A significant scatter was observed in all the properties, and no conclusive evidence about the fabrication‐induced anisotropy was found, Flexural strength of each material was found to be significantly greater than the tensile strength. Finally, some interesting features associated with their tensile and flexural failure modes have also been discussed.
Variability in static strengths of sheet molding compounds (SMC)
Authors: Shirrell C. David
Published: December 2004

In this paper, the variability in static strengths of six glass fiber‐reinforced sheet molding compounds (SMC) is reported. This variability was shown not to be caused by macroscopic variations in fiber, resin, filler, or void content nor gross fiber anisotropy. Weibull statistics were used to accurately characterize this variability, Random flaw models with the flaws being distributed in the volume, surface, or edge were shown not to predict the observed static strength variability in SMC.
High strength continuous glass strand—polyurethane composites by the reaction injection molding process
Authors: Dominguez Richard J. G. , Rice D. Marvin
Published: December 2004

Considerable work has been published on the subject of filling reaction injection molded (RIM) polyurethane elastomers with discontinuous particulate fillers such as milled glass fibers, flake glass and wollastonite, RIM polyurethane elastomers are filled for three reasons: (1) to increase stiffness, (2) to decrease the linear coefficient of thermal expansion, and (3) to improve thermal dimensional stability. Discontinuous particulate fillers either do not appreciably change strength properties, e.g., tensile strength or they cause dramatic reduction in strength properties, e.g., impact resistance. To overcome these deficiencies, new fillers are necessary. Once such material is continuous glass strand mat. In order to make continuous glass strand‐polyurethane composites by the RIM process, a particular balance of ingredients to produce the RIM polyurethane must be used. We will discuss the properties of these composites and suggest possible applications and future directions in which this research might proceed.
Properties of mat reinforced reaction injection molded materials
Authors: Gonzalez V. M. , Macosko C. W.
Published: December 2004

Reinforced reaction injection molding, RRIM, using preplaced glass‐fiber mats is an attractive method for production of composite materials. The effect of the glass‐fiber mat on the properties of a styrene‐dimethacrylate copolymer (SDM) is analyzed. Thermal conductivity as a function of porosity was measured. A simple method to obtain the thermal coefficient of linear expansion using the Rheometrics System Four is presented. Dynamic mechanical properties were measured using torsion and three‐point bending of rectangular bars. Adding the glass‐fiber mat increased the storage modulus (G′) by a factor of 5 below Tg and 100 above it. Empirical correlations for the composite modulus as a function of glass‐fiber content below and above Tg are presented. The increase in glass‐transition temperature with increasing glass‐fiber content is discussed.
Dynamic and steady state flow of polypropylene/mica systems
Authors: Utracki L. A. , Favis B. D. , Fisa B.
Published: December 2004

Six compositions containing commercial polypropylene, PP, and monodispersed, untreated phlogopite mica were prepared. Their rheological properties were determined at 180°C in dynamic and capillary flows. The results are discussed in terms of strain‐induced orientation of mica flakes. Two critical volume fractions were found to affect the flow: ψc defined as a concentration of flakes overlap and ψm as a concentration of maximum packing of freely sedimenting particles. At ψ > ψc yield stress and at ψ > ψm non‐linearity in dynamic response were observed.
Factors affecting the surface texture in extruded mica‐polypropylene composites
Authors: Favis B. D. , Fisa B. , Sanschagrin B.
Published: December 2004

A Taylor‐Hobson Talysurf instrument was used to quantify the surface roughness of phlogopite mica‐polypropylene extrudates. The rate of feeding and the speed of rotation of the screw were found to have a significant effect on the surface texture. Under the appropriate conditions of extrusion the roughness of 40 percent (by weight) mica‐filled polypropylene extrudates could be reduced by a factor of three. This effect was found to be independent of the extrusion rate.
Fiber composites with internal stresses under control
Authors: Piggott M. R. , Woo M. S.
Published: December 2004

Recently it has become possible to control the internal stresses in fiber composites by the use of special expanding monomers. Carbon fiber‐reinforced epoxy pultrusions have been made in which the epoxy was copolymerized with spiro ortho carbonates. The resulting composites had as little as one third of the usual internal stresses and were tougher than the equivalent carbon‐epoxies made without the spiro. Their tensile strengths and shear strengths suffered no reduction, and there was a slight increase in compression strength in some cases. Water resistance of the composites was increased slightly, and durability in fatigue was much increased by the use of the spiro, probably due to improved adhesion between the fibers and the matrix. Theoretical considerations indicate that the internal shrinkage stress must be controlled at a low value, and not eliminated entirely, for best effects. These controlled shrinkage composites bear the trade name COMACO composites in Canada.
Design and construction of a reinforced plastic oar for use in competitive and recreational rowing
Authors: Prinsen John H. , Wilkins Graham
Published: December 2004

In 1982 Paluski Boats with the assistance of the National Research Council of Canada, embarked on a project to design a reinforced plastic oar. The problems to be solved involved not only the construction of a shaft of sufficient strength, but also the development of a light and durable F.R.P. blade, as well as fixing to the pole a suitable strong and adjustable pivot point. The shaft was manufactured, borrowing techniques developed for ski poles and windsurfing masts, in the form of a tapered epoxy and carbon‐fiber pole. The blade was formed with an outer shell of epoxy and fiberglass laminate which was then filled with a two‐part structural foam. The pivot point, or ‘collar/sleeve assembly’ was made by molding around the shaft a solid section of polyurethane. The new plastic oars are lighter, less‐expensive, need no regular maintenance and are practically impossible to break.
Crack tip damage analysis in fatigue fracture of epoxy resin
Authors: Wang X. , Sehanobish K. , Moet A.
Published: December 2004

The application of the crack layer theory to fatigue crack propagation (FCP) in epoxy is discussed. A crack tip damage evolution coefficient μ is introduced to assess the extent of damage as a fraction of the damage associated with critical crack propagation. The results can be expressed in the form

where dl/dN is the rate of FCP, G1 is the energy release rate whose critical value is G1c, and β is a phenomenological constant. Although no damage was detected from microscopic analyses, μ increases fivefold during stable crack propagation. Fractal analysis of fracture surface profiles provides a quantitative measure of the roughness associated with crack advance. The fractural measure d is found to evolve in a similar fashion as μ, suggesting the applicability of d to quantify crack tip damage evolution.
Some effects of surface‐controlled reactions of Kevlar 29 on the interface in epoxy composites
Authors: Penn L. S. , Tesoro G. C. , Zhou H. X.
Published: December 2004

Surface energetics and adhesion to epoxy resin were investigated in the laboratory for Kevlar 29 fiber modified by a surface‐controlled nitration reaction and by a nitration/reduction sequence. Results show that at the level of modification studied, the presence of functional groups on the fiber surface does not alter surface energy. On the other hand, interfacial adhesion is significantly increased for the modified as compared with untreated fiber.
The contribution of thermal stresses to the failure of Kevlar fabric composites
Authors: Deteresa S. J. , Nicolais L.
Published: December 2004

The mismatch in thermoelastic properties between fiber and matrix in Kevlar 49 fabric‐epoxy composites is shown to result in significant thermal stresses with cool down from processing temperatures. Cooling generates local transverse tensile stresses that can potentially initiate microcracking at ambient conditions. A temperature reduction also places the curved fiber in the fabric composite in axial compression. This compression adds to the bending strain in the fiber, resulting in significant local reduction of its inherently low compressive load‐bearing capability. The combination of thermal stresses and external compressive loads that are below ultimate values can cause local compressive failure of the fiber. The kink bands formed as a result of compressive failure of Kevlar fiber are expected to cause debonding between fiber and matrix and, therefore, are also potential sites for crack initiation. Thus, thermal stresses can contribute to the initiation of at least two damage mechanisms that may severely limit the compressive and flexural fatigue strength of Kevlar fabric composites at and below ambient temperature.
Measuring spatial orientation of short fiber reinforced thermoplastics by image analysis
Authors: Fischer Günther , Eyerer Peter
Published: December 2004

A computer based measuring strategy to determine spatial orientation of short glass fibers from the cross‐section of single fibers is presented. A practicable way of correcting the inclination‐dependent probability of hitting a fiber is shown as well as the correction of fiber‐end intersections. The latter is done by pattern recognition and application of a set of FORTRAN subroutines. A simple model allows the approximate calculation of thermal expansion as a function of volume content and fiber orientation. This serves as an applicability test for the measuring system.
Scanning electron microscopy and X‐ray fluorescence analysis of a polymer blend, glass fiber composite
Authors: Saini D. R. , Schultz J. M.
Published: December 2004

This paper explores the possibility of using X‐ray micro‐analysis for studying the morphology of the polymer blend composite PPS(GF)/HDPE (glass‐filled poly(phenylene sulfide)/high density polyethylene) system and the characterization of filler and polymer dispersion in the system.
Stamping of thermoplastic matrix composites
Authors: Bigg D. M. , Preston J. R.
Published: December 2004

The recent growth in the use of polymer composites has resulted in the need for higher productivity manufacturing processes than are currently used in most thermoset composite production. One of the ways to provide increased productivity in composite manufacturing is to use thermoplastic matrix sheet composites. In this investigation the part forming characteristics of several thermopolastic composites were investigated. Glass fiber reinforced composites based on polypropylene, nylon 12, poly(butylene terephthalate), poly(ethylene terephthalate), poly(phenylene sulfide), and poly(etheretherketone) were examined. The processing conditions required for solid‐state stamping of these composites were determined. A temperature process window for stamping each of these composites was determined, and found to correlate with the melting and re‐crystallization peaks from differential scanning calorimetry (DSC) scans.
Thermoforming of advanced thermoplastic composites. I: Single curvature parts
Authors: Dutta A. , Niemeyer M. , Cakmak M.
Published: December 2004

Thermoforming has been studied for a single curvature part made from various advanced thermoplastic matrix composite prepregs. For parts with acceptable shape conformity, preheating of the composite laminates to a processing temperature of 350 to 400°C is necessary prior to forming with molds maintained at 200°C. However, only PEEK/carbon fiber prepreg tapes yielded parts with acceptable microstructural integrity and a matrix crystallinity level of about 30 percent. Amorphous matrix based PXM 8505/T500 fabric prepregs also result in lamination and void free parts, but fiber matrix distribution in this case was rather poor. Parts thermoformed from other prepreg laminates contained voids and/or were delaminated, thereby indicating the need for higher mold temperature and forming pressure than that afforded by the present study, in which a standard lab‐scale thermoforming machine was used.
The electrical conductivity of polypropylene and nickel‐coated carbon fiber composite
Authors: Ahmad M. S. , Zihilif A. M. , Martuscelli E. , Ragosta G. , Scafora E.
Published: December 2004

The effect of filler content, temperature, and frequency of the applied electric field on DC and AC electrical conductivities of composites of nickel‐coated carbon fibers and polypropylene are considered. The impedance behavior and the dielectric properties of these composites were studied in the low frequency range 10 Hz–30 kHz. It was found that the volume electrical resistivity shows filler content and temperature dependence. The calculated activation energy of the thermal rate‐process decreases with the filler concentration, while the shielding effectiveness increases. The overall observed permittivity of the composites increases with the filler concentration, and the dielectric behavior is discussed in terms of the space charge, electronic and interfacial polarization within the covered frequency range. It was observed that the AC conductivity is nearly independent of the frequency below 100 Hz and increases with frequency above this range. Finally, it was concluded that addition of nickel‐coated carbon fibers could alter the electrical conduction mechanism and the polarization process of the polymeric matrix.
The large deformation elastic response of woven kevlar fabric
Authors: Warren William E.
Published: December 2004

The large deformation elastic response of a plane woven Kevlar fabric is investigated analytically and experimentally. The analysis assumes the undeformed geometry to be a sequence of interlaced arcs of circles that reverse at each yarn midpoint, and each yarn is modeled as an extensible elastica subject to certain compatibility conditions. Deflection‐force relations for the fabric are determined in terms of the initial weave geometry and the elastic properties of the individual yarns. The theoretical results agree well with the results of experiments performed on a fabric woven from 400 denier Kevlar yarns under conditions of uniaxial loading in both warp and fill directions.
Tin‐Lead flake poly (ether sulfone) composite formed by in‐situ melt processing of tin‐lead particles
Authors: Li Lin , Chung D. D. L.
Published: December 2004

Tin‐lead (60Sn‐40Pb) flake poly(ether sulfone) (PES) composites in which the flakes were partially interconnected and of average thickness 2 μm were prepared by hot pressing molten Sn‐Pb particles in a matrix of PES at a temperature above the melting temperature of Sn‐Pb and above the glass transition temperature of PES. Hot pressing at 240°C and 6.51 Mpa resulted in a 15 vol% Sn‐Pb composite of lower electrical resistivity and higher electromagnetic interference shielding effectiveness than a PES composite containing 15 vol% aluminum flakes that were not formed in‐situ. The electrical properties of the in‐situ PES/Sn‐Pb flake composites were much better than those of PES/Sn‐Pb flake composites were fabricated by hot pressing at 310°C (the manufacturer‐suggested fabrication temperature), though the mechanical properties were not as good.
Fiber orientation and mechanical properties of short‐fiber‐reinforced injection‐molded composites: Simulated and experimental results
Authors: Gupta Mahesh , Wang K. K.
Published: December 2004

A numerical simulation is presented that combines the flow simulation during injection molding with an efficient algorithm for predicting the orientation of short fibers in thin composite parts. Fiber‐orientation state is represented in terms of a second‐order orientation tensor. Fiber‐fiber interactions are modeled by means of an isotropic rotary diffusion. The simulation predicts flow‐aligned fiber orientation (shell region)near the surface with transversely aligned (core region) fibers in the vicinity of the mid‐plane. The effects of part thickness and injection speed on fiber orientation are analyzed. Experimental measurements of fiber orientation in plaque‐shaped parts for three different combinations of cavity thickness and injection speed are reported. It is found that gapwise‐converging flow due to the growing layer of solidified polymer near the walls tends to flow‐align the fibers near the entrance, whereas near the melt front, gapwise‐diverging flow due to the diminishing solid layer tends to lign the fibers transverse to the flow. The effect of this gapwise‐converging‐diverging flow is found to be especially significant for thin parts molded at slower injection speeds, which have a proportionately thicker layer of solidified polymer during the filling process. If the fiber orientation is known, predictions of the anisotropic tensile moduli and thermal‐expansion coefficients of the composite are obtained by using the equations for unidirectional composites and taking an orientation average. These predictions are found to agree reasonably well with corresponding experimental measurements.
Application of dynamic mechanical analysis for the study of the interfacial region in carbon fiber/epoxy composite materials
Authors: Dong S. , Gauvin R.
Published: December 2004

The application of dynamic mechanical analysis (DMA) for quantifying interfacial interactions in composites is briefly reviewed. Carbon fiber/epoxy composites with fiber volume fractions of 12, 17, 38 and 61 vol% were subjected to flexural deformation on a Dupont DMA 983 instrument. The dependencies of dynamic mechanical properties of the composites on experimental parameters such as oscillation mode, amplitude, frequency, and temperature were investigate. As opposed to the storage modulus, the loss modulus is found to be sensitive to all parameters. In a fixed multiple frequency mode, the loss modulus of the composites increases with oscillation amplitude and decreases with frequency and the number of tests. The information produced in the resonant mode is more reproducible. An additional damping at the interfaces, apart from those of the constituents, suggests a poor interface adhesion in these composites. A linear relationship between the excess damping at the interfaces and the fiber volume fraction shows a similar interface quality for these composites having different fiber volume fractions. The detection of interfacial properities was found to be more sensitive in the flexural deformation mode than in the torsional mode. At temperatures higher than the glass transition temperature of the matrix, the effective volume fraction of the matrix is reduced. Such a reduction can be interpreted from the mismatch of thermal expansion of the matrix and the fibers.