bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
2D-dynamische Rissanalyse in anisotropen Werkstoffen mit einer hypersingulären Zeitbereichs-Randelementmethode
Authors: Wünsche Michael , Beyer Stefanie , Zhang Chuanzeng , Kuna Meinhard 
Published: December 2013

KurzfassungIn diesem Beitrag wird eine neue Zeitbereichs-Randelementmethode für dynamische Rissprobleme in ebenen, linear-elastischen und anisotropen Werkstoffen vorgestellt. Dabei werden stationäre Risse unter Stoßbelastung betrachtet. Für den äußeren Rand werden die klassischen Verschiebungs-Randintegralgleichungen verwendet, während auf dem Riss hypersinguläre Spannungs-Randintegralgleichungen implementiert sind. Dabei werden die zeitabhängigen Fundamentallösungen für anisotropen Werkstoff verwendet. Für die räumliche Diskretisierung wird entweder eine Galerkin-Methode oder eine Kollokationsmethode implementiert. Die zeitliche Diskretisierung erfolgt über ein Kollokationsverfahren. Dies führt zu einem expliziten Zeitschrittverfahren für die unbekannten Randdaten und Rissöffnungen, aus denen die dynamischen Spannungsintensitätsfaktoren ermittelt werden können.
X-Ray Stress and Residual Stress Analysis of Charpy Steel Specimens
Authors: Hoffmann Joachim Ernst , Clemens Helmut 
Published: December 2013

Abstract
Carrying out the X-ray analysis on pronounced notches, on transitions of transverse sections or on components with small cylindrical profiles using the sin2ψ-method demands the appropriate experience, special testing equipment and attention to various circumstances. The choice of a suitable primary gate is significant. Glass capillaries with significantly higher intensity than conventional aperture gates are employed. The primary beam's diameter is derived from the gate type, gate diameter, distance of the primary gate from the diffractometer centre and the type of beam. The ratio of the primary beam's diameter to the notch radius should preferable not exceed ⅕ to ¼. However, the local irradiated measuring area must, in any case, be small enough such that a mainly homogeneous stress condition with a linear distribution of interference line locations is measured. Furthermore, owing to the grain size statistic, the variations of the measurement values along the notch root and the lower intensity, the primary gate's diameter must not turn out be too small. By using an X-ray beam with a high lateral resolution, one can partially resort to a translation along the notch. A precise and reproducibly adjustable X-ray beam, a diffractometer with both a high precision axis and a small error sphere and both a definite and a reproducibly locatable specimen are of equally substantial importance. Errors in adjusting the X-ray beam or the notched specimen become noticeable from the geometric ψ-separations. Verification of the measuring procedure is essential for reliable analyses. As the investigations here confirm, feasible results are attainable with the available X-ray analysis using the sin2ψ-method for the V-notch of a Charpy impact specimen. This is demonstrated by the measurements of the loading stresses on a V-notch specimen. The concentration factors determined here for the case of the X-ray method are in very good agreement with the FEM calculations. This contrasts with the concentration factors determined with strain gauges, which turn out to be significantly smaller. The residual stresses at the notch root, which were produced by manufacturing the steel V-notched specimens under different grinding conditions, by up-cut milling and after stress relieving, are largely comparable with the results for flat and for less pronounced notch geometries found in the scientific literature. Thus, specific and reproducibly different manufacturing states at the notch root of Charpy impact specimens can be produced to determine the implications for the behaviour of the Charpy impact test. An increasing practical demand for local residual stress analysis methods for examining even smaller geometries in the future, underlines the significance of reliable X-ray stress analyses with high lateral resolution.
Rissvermeidung bei der schmelzmetallurgischen Herstellung einer SiC-partikelverstärkten Aluminiumlegierung A6063
Authors: Karaaslan Ahmet , Lus Murat 
Published: December 2013

Kurzfassung
Leichtmetall-Verbundwerkstoffe gewinnen aufgrund ihrer mechanisch-technologisch verbesserten Eigenschaften gegenüber den unverstärkten Matrixwerkstoffen zunehmend an Bedeutung. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der pulvermetallurgischen Herstellung eines mit Siliziumkarbid verstärkten Aluminiumpulvers. Ein besonders gutes Ergebnis wurde durch den Zusatz von 12 Volumenprozent Siliziumkarbid beobachtet. Im Rahmen der Untersuchungen wurden neben dem Volumenanteil der SiC-Teilchen auch die Gieß- und Formtemperatur variiert, um bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen die Verteilung des SiC in der Metallmatrix zu optimieren.
Kirchenglocken — Kulturgut, Musikinstrumente und hochbeanspruchte Komponenten
Authors: Rupp Andreas , Fajdiga Matija , Atzori Bruno 
Published: December 2013

Kurzfassung
Glocken sind Kunsthandwerke und Musikinstrumente, die wie Maschinen mit den erforderlichen technischen Einrichtungen betrieben werden. Sie sind durch das Anschlagen des Klöppels hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Viele bedeutende Glocken wurden durch ihr Läuten über die Jahre stark geschädigt oder gar zerstört. Im Projekt PROBELL werden für 8 europäische Glockengießereien Verfahren entwickelt, die eine Know-how-basierte Wartung und Instandhaltung ermöglichen sollen, um den Glockengießern ein neues wirtschaftliches Standbein für die Zukunft zu schaffen. Modernste Werkzeuge der Mess- und Versuchstechnik sowie der Computersimulation ermöglichen eine systematische Erforschung der Einflussparameter auf die Schäden an Glocken. Als Ergebnis werden einfache Verfahren für das Wartungspersonal erarbeitet, die das Risiko einer Schädigung der Glocken beurteilen, Verbesserungsvorschläge ableiten und den musikalischen Fingerabdruck der Glocke als Indiz für erste Schäden heranziehen sollen. Der Beitrag stellt das Untersuchungskonzept und beispielartig Ergebnisse vor.
PHYBAL — Kurzzeitverfahren zur Berechnung der Lebensdauer metallischer Werkstoffe auf der Basis physikalischer Messgrößen
Authors: Walther Frank , Eifler Dietmar 
Published: December 2013

Kurzfassung
Zur mikrostrukturbasierten Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens und zur Berechnung der Lebensdauer metallischer Werkstoffe werden neben mechanischen Spannung-Dehnung-Hysteresismessungen, hochgenaue Temperatur- und elektrische Widerstandsmessverfahren eingesetzt. Im Rahmen eines am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der TU Kaiserslautern entwickelten Versuchskonzeptes werden in Betriebslastfolgen kurze einstufige Messsequenzen mit einer Spannungsamplitude deutlich unterhalb der Wechselfestigkeit eingefügt. Die erfassten Messgrößen werden äquivalent zu Einstufenversuchen in Wechselverformungskurven zur Bewertung verformungsinduzierter mikrostruktureller Veränderungen und fortschreitender Ermüdungsschädigung unter Betriebsbeanspruchung aufgetragen. Die in einem Laststeigerungsversuch und zwei Einstufenversuchen ermittelten Ermüdungsdaten dienen als Eingangsgrößen zur Lebensdauerberechnung auf der Basis allgemeiner Morrow- und Basquin-Gleichungen mit der physikalisch basierten Methode „PHYBAL‟. Mit nur drei Ermüdungsversuchen können Wöhlerkurven in sehr guter Übereinstimmung mit experimentellen Bruchlastspielzahlen berechnet werden. Gegenüber der konventionellen Ermittlung von Wöhlerkurven, die mit einem hohen experimentellen und zeitlichen Aufwand verbunden ist, führt die Anwendung von „PHYBAL‟ zu einer erheblichen Verkürzung der Versuchszeiten und damit zu einer deutlichen Absenkung der Kosten.
A Unified Model of Fatigue
Authors: Van Ky Dang , Bignonnet A. 
Published: December 2013

Abstract
The application of the shakedown theory to the analysis of the fatigue problems is presented. This point of view on the fatigue strength and the fatigue damage allows interpreting all types of industrial problems of fatigue in an efficient manner. The description of the stabilized mechanical state after shakedown at all scale, gives access to the engineering values which will drive the fatigue damage of the structure. The evolution of stress and strain tensors thus obtained for a cycle of fatigue, allows predicting the fatigue strength of structures. At high cycle fatigue, when elastic shakedown takes place, the fatigue strength can be described by a simple combination of shear amplitude and hydrostatic pressure at any point of the calculated structure, irrespective of the complexity of the structure and of the loading. At low cycle fatigue, from the stabilized state of the stress and strain, the fatigue strength is derived from a combination of the plastic, or the inelastic strain energy and the hydrostatic pressure. Numerous examples of fatigue analysis for different industrial areas are presented.
Optimal Structural Design of Vehicle Components Using Topology Design and Optimization
Authors: Yildiz Ali Riza 
Published: December 2013

Abstract
In order to meet today's vehicle design requirements and to improve the cost and fuel efficiency, there is an increasing interest to design light-weight and cost-effective vehicle components. In this study, a topology design approach, which aims at defining of an optimum model at design stage, is used to decrease product cost and lead time to markets. An example of a vehicle component design is presented to illustrate the application of the topology optimisation approach for the optimal design of vehicle components.
Properties and Behaviour of an Orthopedic Implant
Authors: Drǎgulescu + Doina , Demian Camelia , Rusu Lucian , Rǎduţǎ Aurel , Pepescu Mihaela , Cucuruz Laurenţiu Roland , Prejbeanu Radu , Simiti Ioan Vida 
Published: December 2013

Abstract
The aim of the paper is to analyze a very common orthopedic implant fractured during its use and removed from the human body. The implant was analyzed by using optical and electronical metallography. The results of this study revealed the existence of nonmetallic inclusions which could promote the fracture initiation. The microstructural aspect indicates significant plastic deformations near the holes and the presence in the same places of crevice corrosion. In order to develop new types of plate implants, a Finite Element Analysis was performed on a similar plate. The optimal conditions for fixture were established by studying the stresses and strains distributions in the modeled plate. The three dimensional design of the surgical implants and the mechanical behaviour simulation under the external load will be useful to avoid the implant fracture and to better solve any problem concerning long bones implantation.
Characterization of the Heat Affected Zone in Gas Tungsten Arc Welds of Unalloyed Austempered Ductile Iron
Authors: Karaaslan Ahmet , Akca Cem 
Published: December 2013

Abstract
Austempered ductile iron (ADI) exhibits a wide range of mechanical properties depending on the austempering conditions. It is thus extremely important to evaluate the different characteristics of ADI welds where joining is inevitable. In this study, unalloyed ferritic-pearlitic ductile iron specimens which contain 3.69% C, 2.47% Si and 0.2% Mn were austempered in different temperatures to obtain an upper and lower bainitic microstructure and then welded using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) without filler. The results showed that the lower and upper bainitic ADIs can be welded successfully without any crack formation in the heat affected zone (HAZ). It was also observed that the HAZ of the specimen which have been austempered at 275°C for 60 min exhibit a higher hardness than that austempered at 375°C. As the critical austempering time for a homogeneous HAZ characteristic 100 min has been identified.
Computertomographische Rekonstruktion mit DIRECTT
Authors: Lange Axel , Hentschel Manfred P. , Kupsch Andreas 
Published: December 2013

Kurzfassung
Das neuartige Rekonstruktionsverfahren DIRECTT (Direkte iterative Rekonstruktion computertomographischer Trajektorien) verarbeitet die Objektprojektionen im Unterschied zur bekannten gefilterten Rückprojektion als selektiv gefilterte inverse Radontransformation in einer iterativen Prozedur. Damit kann die Ortsauflösung des Detektors weit übertroffen werden, weil die Limitierungen des Abtasttheorems durch Überabtastung umgangen werden. Zweidimensionale Modellrechnungen demonstrieren auch die Vorzüge für lokale (ROI-) Rekonstruktionen und fehlende Projektionen (Limited-View-Problem) im Vergleich zur gefilterten Rückprojektion.
Characterization of Thermal Oxides on Austenitic Stainless Steel
Authors: Alar Vesna , Alar Željko , Rede Vera 
Published: December 2013

Abstract
In this paper, phases, chemical compositions and size of thermal oxides on an austenitic stainless steel AISI 316L were investigated. The steel specimens were subjected to isothermal heating at 200 °C up to 1000 °C in order to simulate production conditions and then compared with unheated specimens. X-ray diffraction analysis, Auger electron spectroscopy, Scanning electron microscopy and optical micrography have been used for characterization of the thermal oxides on the steel specimens.
Abrasive and Sliding Wear Characteristics of Al-Si Cast Alloys Before and After Coating by Plasma Electrolytic Oxidation Process
Authors: Aydin Hakan , Bayram Ali , Uguz Agah 
Published: December 2013

Abstract
The wear resistance of a series of Al-Si cast alloys with 5%, 8% and 11% silicon contents have been investigated after spheroidising heat treatments, and after coating these alloys by a plasma electrolytic oxidation (PEO) process for comparison. The alloys were subjected to wear tests by using SiC and steel counterfaces. The most remarkable observation is the increase in the wear resistance of the 5% Si containing alloy against SiC counterface, which is 70 times. However, the increase in the wear resistance is 5 times in the 11% Si containing alloy under same conditions, and only about 50% increase is observed when the counterface is steel. It is argued that, coating of these alloys by plasma electrolytic oxidation improves the wear resistance more effectively if the silicon content of the alloy is low, since the silicates (or aluminosilicates) in the coating layer has deleterious effect on wear resistance.
Chemical Stability of Alumina Ceramics in Sulphuric Acid
Authors: Ćurković Lidija , Fudurić Mirjana , Kurajica Stanislav 
Published: December 2013

Abstract
The study of chemical stability of ceramics in acid and alkalis makes it possible to predict their service properties in these media. For this reason, the chemical resistance of cold isostatically pressed (CIP) high-purity alumina ceramics (99.8% Al2O3) was studied in different concentration of sulphuric acid (2 wt. %, 10 wt. % and 20 wt. %) at room temperature. Chemical stability was monitored by the determination of the amount of Al3
%, Mg2
%, Ca2
%, Na% Si4
%, and Fe3
% ions eluted in different concentrations of sulphuric acid by means of atomic absorption spectrophotometry (AAS). The corrosion rate constants for CIP-alumina specimens after immersion in H2SO4 solution using different concentrations were determined. Increasing the concentration from 2 to 20 wt. % it was notified that the corrosion susceptibility in H2SO4 solutions for the CIP-alumina specimens at room temperature decreases.
Intelligenter Zünderprüfplatz
Authors: Teitge Jens , Krebs Holger 
Published: December 2013

Kurzfassung
Bei der Arbeit mit zivilen Sprengstoffen, wie etwa im Bergbau, in Steinbrüchen und bei Abbrucharbeiten, kommen elektrische Zünder zum Einsatz. Um deren Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, werden die Baumuster neuer oder veränderter Zünder bei der Bundesanstalt für Materialforschung und Prüfung (BAM) getestet. Zu diesem Zweck realisierte die Berliner Ingenieurgesellschaft Aucoteam für die BAM einen intelligenten Zünderprüfplatz, der die mess- und gerätetechnischen Norm-Anforderungen automatisch berücksichtigt. An der Prüfeinrichtung können bis zu fünf Zünder gleichzeitig getestet werden, was den Einrichtungs- und Testaufwand erheblich reduziert.
Vorschlag zur Lebensdauerabschätzung von Kehlnähten mit ebenen und volumenbasierten FEM-Modellen
Authors: Willen Johannes , Esderts Alfons 
Published: December 2013

Kurzfassung
Mit dem Kerbspannungskonzept mit einem fiktiven Ersatzradius von r = 0,05 mm werden die besten Berechnungsergebnisse erzielt. Es können dabei die Laser- wie auch die MSG-Nähte für fast alle Versuche unter schwellender Beanspruchung bei demselben Grundwerkstoff in eine Masterwöhlerlinie unter geringer Streuung vereint werden. Zusätzlich können auch Steppnähte und Durchgangsnähte mit ungleichmäßiger Beanspruchung als Volumenmodell berechnet werden und in die oben genannte Masterwöhlerlinie eingefügt werden.
Lastannahmen, Kollektivbeanspruchung, Dimensionierung und Bauteilprüfung
Authors: Fischer William 
Published: December 2013

Kurzfassung
Die Lastannahmen sind ein wesentlicher, wenn nicht der bedeutendste Teil der Vorarbeiten von Berechnung, Konstruktion, Fertigung, Prüfung und Überlegung zu Nutzungszeit und Lebensdauer von Komponenten, Maschinen und Anlagen. Die Ausgangslage bildet das „System‟ mit einer gedachten Funktion. Sein Verhalten ist Grundlage der Festigkeit unter Betriebsbedingungen. Lastannahmen haben viele Randbedingungen zu berücksichtigen und sollen auch besondere Ereignisse einbeziehen, die sich dem „schnellen‟ Denken gern entziehen. Beispiele für Annahmen bei auftretenden und ertragbaren Beanspruchungen werden bildhaft dargestellt. Über diese Thematik hat der Autor häufig mit H. Zenner diskutiert. Er und seine Mitarbeiter haben auch die FVA-Forschungsvorhaben „Sonderereignisse‟ bearbeitet. Jegliche Zusammenarbeit war fruchtbar und erfreulich, so dass der Dank auch an dieser Stelle zu Recht steht. Die nachstehenden Ausführungen sind insbesondere für Jüngere, Nachfolgende gedacht; Gespräche mit solchen haben gezeigt, dass einige Hinweise auf Zusammenhänge zwischen den Begriffen des Themas zweckdienlich sein können. Zum Thema ist auch der DVM-Bericht 134 des DVM-AK „Betriebsfestigkeit‟ zu „Lastannahmen und Betriebsfestigkeit‟ im Oktober 2007 in Wolfsburg zu empfehlen.
Festlegung von Inspektionsintervallen an Radsatzwellen auf der Grundlage bruchmechanischer Methoden
Authors: Lütkepohl Kai , Esderts Alfons , Luke Michael , Varfolomeyev Igor 
Published: December 2013

Kurzfassung
Um die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von Radsatzwellen bei gleichzeitig höchster Sicherheit zu ermöglichen, besteht die Anforderung, Inspektionsintervalle mithilfe der Bruchmechanik festzulegen. Dabei spielen sowohl Ergebnisse von Betriebsmessungen als auch die Werkstoffuntersuchungen an M(T)-Proben eine bedeutende Rolle. Ergänzt und validiert werden diese Untersuchungen mit Versuchen an bauteilähnlichen Proben im Maßstab 1:3 und 1:1. Die Untersuchungen zum Rissfortschrittsverhalten unter konstanter Beanspruchung sind abgeschlossen. Der Vergleich zwischen den berechneten Restlebensdauern für Radsatzwellen und den Versuchen zeigt bei einstufiger Beanspruchung eine gute Übereinstimmung.
Mittelspannungseinfluss bei Strukturen aus umgeformtem Blech
Authors: Masendorf Rainer , Marquardt Christoph , Nikkel Karsten 
Published: December 2013

Kurzfassung
Überlagerte Mittelspannungen können einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer von Bauteilen unter schwingender Beanspruchung haben. Im Verlauf einer Lebensdauerberechnung kann ihr Einfluss auf die ertragbare Spannungsamplitude mithilfe der Mittelspannungsempfindlichkeit berücksichtigt werden. Nach verschiedenen Ansätzen wird die Mittelspannungsempfindlichkeit als konstant angenommen oder in Abhängigkeit von Zug- oder Wechselfestigkeit abgeschätzt. Die Treffsicherheit dieser Ansätze bei Feinblechen wird anhand von Wöhlerversuchen untersucht. Ein neuer Ansatz zur Abschätzung der Mittelspannungsempfindlichkeit mithilfe künstlicher neuronaler Netze zeigt, dass die Mittelspannungsempfindlichkeit neben der Zugfestigkeit auch von der Formzahl bzw. vom Spannungsgradienten abhängt. Die Übertragbarkeit der Mittelspannungsempfindlichkeit vom Probestab auf eine Struktur aus umgeformtem Feinblech wird abschließend durch den Vergleich von Berechnung und Versuch überprüft.
Schwingfeste Bemessung von Schweißverbindungen nach dem Kerbspannungskonzept mit den Referenzradien rref = 1,00 und 0,05 mm
Authors: Sonsino C. M. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Zulässige Spannungen (FAT-Werte) für die schwingfeste Bemessung von Schweißverbindungen nach den Kerbspannungskonzepten mit den Referenzradien rref = 1,00 mm für dickwandige Bauteile (t ≥ 5 mm) bzw. 0,05 mm für dünnwandige Konstruktionen (t < 5mm) werden in der Literatur angegeben, ohne zu präzisieren, für die Anwendung welcher Vergleichsspannungshypothese sie gültig sind. Da die örtlichen Vergleichsspannungen sowohl nach der Hauptspannungs- als auch nach der Gestaltsänderungsenergiehypothese (von Mises) berechnet werden können, ist bei der Angabe der zulässigen Spannungen eine Differenzierung nach beiden Hypothesen erforderlich, um je nach angewendeter Hypothese die zutreffende Auswahl zu ermöglichen. Aufgrund bisher verfügbarer Ergebnisse werden FAT-Werte für Stahl, Aluminium und Magnesium für die o.g. Referenzradien nach der Hauptspannungs- und Gestaltsänderungsenergiehypothese sowohl ausgehend von Normal- als auch ausgehend von Schubspannungen zusammengestellt und vorgeschlagen. Die nach den verschiedenen Festigkeitshypothesen ermittelten Kennwerte sind nicht in allen Fällen miteinander kompatibel. Bezüglich der Bewertung von örtlichen mehrachsigen Spannungszuständen unter kombinierten Normal- und Schubbeanspruchungen wird die Anwendung der modifizierten Gough-Pollard-Beziehung empfohlen, um die festgestellte Inkompatibilität zu überwinden.
Untersuchung der wassergasgeschweißten Druckrohrleitung Kaprun
Authors: Enzinger Norbert , Heber Simon J. , Cerjak Horst , Gubeljak Nenad , Mayrhuber Josef 
Published: December 2013

Kurzfassung
Die Druckrohrleitung (DRL) des Kraftwerks Kaprun wurde während und nach dem 2. Weltkrieg unter teilweise sehr schwierigen Bedingungen hergestellt und nach über 60 Jahren 2004 außer Betrieb genommen. Zur Verschweißung der Rohrlängsnähte wurde unter anderem die Wassergasschweißung herangezogen, zu der es bislang keine vollständigen Untersuchungen gibt. Die Schweißverbindung wurde durch mechanische Bearbeitung (Hämmern oder Walzen) des knapp unter Schmelztemperatur erwärmten Grundmaterials hergestellt und ist durch eine sehr begrenzte WEZ gekennzeichnet. Die an über 80 Klein- und zwei Großproben durchgeführten Untersuchungen lassen eine Charakterisierung des Grundwerkstoffs und der Schweißverbindung zu. Weiter sind in dieser Arbeit bruchmechanische Kennwerte ermittelt worden, die anhand der Großprobenversuche validiert wurden und so die Eingangsgrößen für eine möglichst realistische Bewertung von Fehlern in solchen Verbindungen ermöglichen.
Visualisierung dreidimensionaler magnetischer Feldverteilungen mit spin-polarisierten Neutronen
Authors: Manke Ingo , Kardjilov Nikolay , Hilger André , Strobl Markus , Dawson Martin , Banhart John 
Published: December 2013

Kurzfassung
Röntgenstrahlen und Neutronen sind zueinander komplementäre Sonden, die sich in vielen Bereichen der Werkstoffforschung gegenseitig ergänzen. Neutronen zeichnen sich im Besonderen durch eine sehr hohe Sensitivität gegenüber Magnetfeldern aus. Vor kurzem konnte gezeigt werden, dass diese Eigenschaft auch für die Bildgebung genutzt werden kann. In Verbindung mit der teilweise hohen Eindringtiefe von Neutronen ist es dadurch möglich, magnetische Feldverteilungen im Inneren massiver Materialien (wie zum Beispiel in Metallen) zwei- und dreidimensional zu visualisieren und zu quantifizieren. Auch Stromdichteverteilungen in elektrischen Leitern können auf diese Weise indirekt über das Magnetfeld untersucht werden. Dies ermöglicht die Erschließung neuer Anwendungsbereiche in der Werkstoffforschung. Einige Beispiele hierfür werden in diesem Artikel vorgestellt.