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In this paper, the multiaxial formulation of a mechanism-based model for fatigue life prediction is presented whichcan be applied to low-cycle fatigue (LCF) and thermomechanical fatigue (TMF) problems in which high-cycle fa-tigue loadings are superimposed. The model assumes that crack growth is the lifetime limiting mechanism and thatthe crack advance in a loading cycleda/dNcorrelates with the cyclic crack-tip opening displacement ΔCTOD.The multiaxial formulation makes use of fracture mechanics solutions and thus, does not need additional modelparameters quantifying the effect of the multiaxiality. Furthermore, the model includes contributions of HCF on ΔCTODand assesses the effect of the direction of the HCF loadings with respect to LCF or TMF loadings inthe life prediction. The model is implemented into the finite-element program ABAQUS. It is applied to predictthe fatigue life of a thermomechanically loaded notched specimen that should represent the situation between theinlet and outlet bore holes of cylinder heads. A good correlation of the predicted and the measured fatigue lives isobtained.
The newly synthesized Zn4O-based MOF 3∞[Zn4(μ4-O){(Metrz-pba)2mPh}3]·8 DMF (1·8 DMF) of rare tungsten carbide (acs) topology exhibits a porosity of 43% and remarkably high thermal stability up to 430 °C. Single crystal X-ray structure analyses could be performed using as-synthesized as well as desolvated crystals. Besides the solvothermal synthesis of single crystals a scalable synthesis of microcrystalline material of the MOF is reported. Combined TG-MS and solid state NMR measurements reveal the presence of mobile DMF molecules in the pore system of the framework. Adsorption measurements confirm that the pore structure is fully accessible for nitrogen molecules at 77 K. The adsorptive pore volume of 0.41 cm3 g−1 correlates well with the pore volume of 0.43 cm3 g−1 estimated from the single crystal structure.
An isomorphous series of 10 microporous copper-based metal–organic frameworks (MOFs) with the general formulas ∞3[{Cu3(μ3-OH)(X)}4{Cu2(H2O)2}3(H-R-trz-ia)12] (R = H, CH3, Ph; X2– = SO42–, SeO42–, 2 NO32– (1–8)) and ∞3[{Cu3(μ3-OH)(X)}8{Cu2(H2O)2}6(H-3py-trz-ia)24Cu6]X3 (R = 3py; X2– = SO42–, SeO42– (9, 10)) is presented together with the closely related compounds ∞3[Cu6(μ4-O)(μ3-OH)2(H-Metrz-ia)4][Cu(H2O)6](NO3)2·10H2O (11) and ∞3[Cu2(H-3py-trz-ia)2(H2O)3] (12Cu), which are obtained under similar reaction conditions. The porosity of the series of cubic MOFs with twf-d topology reaches up to 66%. While the diameters of the spherical pores remain unaffected, adsorption measurements show that the pore volume can be fine-tuned by the substituents of the triazolyl isophthalate ligand and choice of the respective copper salt, that is, copper sulfate, selenate, or nitrate.
As a basis for the evaluation of hydrogen storage by physisorption, adsorption isotherms of H2 were experimentally determined for several porous materials at 77 K and 298 K at pressures up to 15 MPa. Activated carbons and MOFs were studied as the most promising materials for this purpose. A noble focus was given on how to determine whether a material is feasible for hydrogen storage or not, dealing with an assessment method and the pitfalls and problems of determining the viability. For a quantitative evaluation of the feasibility of sorptive hydrogen storage in a general analysis, it is suggested to compare the stored amount in a theoretical tank filled with adsorbents to the amount of hydrogen stored in the same tank without adsorbents. According to our results, an “ideal” sorbent for hydrogen storage at 77 K is calculated to exhibit a specific surface area of >2580 m2 g−1 and a micropore volume of >1.58 cm3 g−1.
Buildings that are cooled and, if applicable, heated by thermo-active building systems (TABS) in combination with environmental energy have been established in the market during the last years. Many successful and efficient examples prove, that these systems can achieve a good thermal room comfort with a high energy efficiency of the plant system using environmental energy (mainly surface-near geothermal energy). However, operating experience and a systematic evaluation of several building projects demonstrate that there is potential improvement in the design, implementation, and operation of TABS systems. The article presents operating experience and a detailed evaluation of the operation performance of several non-residential buildings with thermo-active building systems with respect to thermal comfort and energy efficiency.
Power systems are increasingly built from distributed generation units and smart consumers that are able to react to grid conditions. Managing this large number of decentralized electricity sources and flexible loads represent a very huge optimization problem. Both from the regulatory and the computational perspective, no one central coordinator can optimize this overall system. Decentralized control mechanisms can, however, distribute the optimization task through price signals or market-based mechanisms. This chapter presents the concepts that enable a decentralized control of demand and supply while enhancing overall efficiency of the electricity system. It highlights both technological and business challenges that result from the realization of these concepts, and presents the state-of-the-art in the respective domains.
Die Weltwirtschaftskrise 2008 hat mit ihrer zeitweisen Verknappung von Acetonitril eindringlich gezeigt, dass man nicht nur auf eine einzige chromatographische Methode setzten sollte. Genau dies wird aber im Augenblick getan, denn Industrie und Forschung setzen mehrheitlich auf die High Performance Liquid Chromatography (HPLC) als die Trennmethode ihrer Wahl. Für viele Anwendungen in der Pharmazie, in der Umweltanalytik, der Lebensmittelanalytik, aber auch in der Inprozesskontrolle gibt es mit der Dünnschichtchromatografie eine Alternative.
Unter dem europäischen Programm Intelligent Energy for Europe (IEE) fanden sich acht europäische Partner zusammen, um im Rahmen des Projektes ThermCo Lüftungs‐ und Kühlenergiekonzepte für Nichtwohngebäude mit niedrigem Energieeinsatz im Hinblick auf die Energieeffizienz und den thermischen Raumkomfort zu bewerten. Die Analyse erfolgte auf Basis von detaillierten Langzeitmessungen über ein Betriebsjahr in acht Demonstrationsgebäuden in unterschiedlichen klimatischen Zonen Europas und einer standardisierten Datenauswertung. Im Quervergleich aller acht Gebäude werden die Kühlkonzepte gleichermaßen nach dem thermischen Kühlenergiebezug, dem thermischen Raumkomfort und dem Primärenergieeinsatz für die technische Gebäudeausrüstung und die Beleuchtung bewertet. Ein Energiekonzept ist erst dann zufriedenstellend, wenn mit möglichst geringem Energieeinsatz und bei hoher Anlageneffizienz ein guter thermischer Raumkomfort zur Verfügung gestellt werden kann. Mit entsprechenden Gebäudesignaturen werden diese Parameter in einen Zusammenhang gebracht und die Zielstellung überprüft. Detaillierte Komfortuntersuchungen nach der europäischen Komfortnorm DIN EN 15251:2007‐08 geben Hinweise auf die Wirksamkeit der eingesetzten Kühltechnologien in den jeweiligen Klimazonen. Daraus lassen sich Handlungsempfehlungen ableiten.
Im ersten Teil der vorliegenden Master-Thesis geht es um die Entwicklung einer Low-Power Wireless-Lichtschranke. Der Hardware-Aufbau wird ausführlich beschrieben und Besonderheiten für die Low-Power-Auslegung, wie beispielsweise Power-Management, werden vorgestellt. Optische Einheiten, Power-Management-Einheiten, System-On-Chip und Funkstufe werden ausführlich angesprochen. Die interrupt-gesteuerte und zeitlich optimierte Programmierung wird im Anschluss an den Hardware-Aufbau vorgestellt. Auch hier werden Low-Power-Eigenschaften diskutiert. Die Anbindung der Lichtschranke an einen Hub im 868 MHz ISM Band (engl.: Industrial, Scientific and Medical Band) und die Datenübertragung mittels Bluetooth an einen Computer, sowie die Programmierung einer Anzeige-GUI zur Visualisierung der Funkdaten mit LabVIEW werden weiterführend behandelt. Ergänzend hierzu wird die entwickelte Hardware vermessen und charakterisiert. Die Messergebnisse werden ausgewertet und vorgestellt.
Im zweiten Teil der Master-Thesis geht es um die Entwicklung eines Schulungskonzepts. In der Sick AG halten sich alle Abteilungen (Divisions) beim Entwickeln eines Produktes an einen vorgegebenen Produktentstehungsprozess. Division 1 hat im Rahmen dieses Produktentstehungsprozesses eine Konkretisierung vorgenommen: den Masterplan. Für die Einführung des Masterplans wurde ein teilnehmerorientiertes Schulungskonzept entwickelt. Es wird zuerst auf die Inhalte eingegangen. Im Anschluss werden die Teilnehmer untersucht und Motive und Lernvoraussetzungen charakterisiert. Nachdem diese und weitere Rahmenbedingungen geklärt sind, wird ein didaktisch durchdachtes Schulungskonzept entwickelt, ausführlich vorgestellt und diskutiert.
Die hohen Anforderungen vor allem an Drehmoment übertragende und mehrfachgekerbte Profilwellen im konstruktiven Umfeld moderner Maschinen zwingen uns, der Frage der Kerbwirkungen sowie Maßnahmen zu deren Milderung erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen. Während die Kerbwirkung der geometrischen Einzelkerben bereits recht eingehend erforscht ist, liegen wesentlich komplexere Verhältnisse bei Mehrfachkerben vor, die durch die gegenseitige Beeinflussung mehrerer benachbarter Kerben entstehen. Der hier vorliegende Beitrag beschreibt erste Untersuchungsergebnisse mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) zur gegenseitigen Wechselwirkung zweier Kerbformen "Sicherungsringnut und Zahnfußrundung" bei Zahnwellen mit Evolventenflanken nach DIN 5480. Diese Kerbkombination tritt in der Praxis häufig auf. Entsprechende Formzahldiagramme und Gestaltungshinweise werden angegeben und Näherungsformeln für die genauere Formzahlbestimmung je nach Belastungsart aufgestellt.
Ziel und Tempo der Energiewende sind gesetzt. Der Ausstieg aus der Stromproduktion in Kernkraftwerken soll bis 2022 geschafft sein. Eine Elektrizitätserzeugung, die auf erneuerbaren Energien beruht, soll die bisherige Erzeugung auf der Grundlage von Kohle, Kernbrennstoffen und Erdgas bis 2050 stufenweise weitgehend ablösen und damit maßgeblich zu den Klimaschutzzielen der Bundesregierung beitragen. Der Weg zu diesen Zielen ist für die Beteiligten hingegen noch nicht deutlich einsehbar. Viele offene Fragestellungen technischer, ökonomischer, legislativer und gesellschaftlicher Natur verstellen den Blick auf eine klare Strategie zur Erreichung der energiepolitischen Ziele. Vielschichtige Aufgaben und immense Herausforderungen kommen mit der Mammutaufgabe „Energiewende“ auf Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Bevölkerung zu. Ein wichtiger Enabler für die erfolgreiche Integration von Wind- und Sonnenenergie sowie für neue Prozesse, Marktrollen und Technologien ist die Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT). An diesem Punkt setzt die hier vorliegende Studie an.
Im Eurocode 3 wird im Gegensatz zu DIN 18800 die Bemessung von Verbindungen nicht in der Grundnorm DIN EN 1993‐1‐1, sondern in anderen Normenteilen geregelt. Dieser Beitrag behandelt die Bemessung geschweißter Verbindungen nach DIN EN 1993‐1‐8, die auch Hohlprofile, aber weder dünnwandige Bauteile noch Stähle höherer Festigkeit als S460 einschließt, vergleicht diese Bemessung mit der nach DIN 18800‐1, erläutert sie an Beispielen und hebt die wesentlichen Änderungen hervor. Da diese Änderungen auch die im Vergleich zu DIN 18800 viel stärkere Verknüpfung der in der Tragwerksplanung ansetzbaren Beanspruchbarkeiten mit dem Aufwand der Prüfung und Qualitätsüberwachung bei der Herstellung betreffen, werden abschließend wichtige Regelungen der DIN EN 1090‐2 zur Ausführung und Prüfung von Schweißnähten beschrieben, die auch der Tragwerksplaner kennen muss.
Für die Werkstoffe EN GJS700, EN GJV450 und EN GJL250 werden die Lebensdauern unter kombinierter thermomechanischer und hochfrequenter Belastung vorhergesagt. Hierzu wird ein mechanismenbasiertes Lebensdauermodell verwendet, das auf dem Wachstum von Mikrorissen beruht. Das Modell berücksichtigt das Wachstum von Rissen durch nieder- und überlagerte hochfrequente Belastungszyklen. Anhand von einachsigen Ermüdungsversuchen wurden die Parameter des Lebensdauermodells angepasst, sodass eine bestmögliche Lebensdauervorhersage erzielt wird. Dabei stimmen die vorhergesagten Lebensdauern gut mit den experimentell ermittelten Zyklenzahlen zum Versagen überein.
Limits of quantification of some neonicotinoid insecticides measured by thin-layer chromatography
(2012)
A simple method to quantify the neonicotinoid insecticides nitenpyram, thiamethoxam, acetamiprid, imidacloprid, thiacloprid and clothianidin directly on an HPTLC-plate is presented. As stationary phase silica gel 60 RP-18WF254 s plates were used and a mixture of methyl-t-butyl ether, 2-butanone, NH3 (25%) (5 + 2+0.1, v/v) was used as solvent. All neonicotinoid insecticides show light absorptions below 300 nm. The calculated limits of quantification (LOQ) by UV-detection are in the range from 12 ng to 26 ng on plate depending on the different insecticides.Nitenpyram can be stained using fast blue salt B, forming red zones. The observed LOQ is 25 ng on plate. Acetamiprid can be specifically stained using phenylglyoxylic acid forming a yellow/green fluorescent compound. The LOQ is 52 ng per spot.The compounds thiamethoxam, acetamiprid, thiacloprid and clothianidin can be transformed into blue fluorescing zones, using a relatively new staining solution. This consists of tetraphenylborate and HCl. This is the first publication mentioning that neonicotinoids undergo this reaction. The calculated limits of quantification are in the range from 10 ng to 27 ng on plate.A simple pre-treatment procedure using an acetonitrile extraction and a Chromabond SiOH clean up procedure leads to overall LOQs for bee samples of 48 to 108 µg/Kg. The method can be used to measure neonicotinoid contaminations of bees.