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Found 128 results.

Erfassung und Beschreibung von Mikrotrennflächen in Festgestein

Mikrotrennflächen spielen eine zentrale Rolle in der Ingenieurgeologie, Gesteinsphysik und Felsmechanik. Um die Entwicklung von Mikrorissen und Risssystemen in Gesteinen besser vorhersagen zu können, soll in Fortsetzung der bisherigen Arbeiten am GeoForschungsZentrum Potsdam das Mikrorisswachstum unter Modus I und II Belastung untersucht werden. Hierzu sollen fortgeschrittene Verfahren zur Analyse der bei der Rissbildung abgestrahlten akustischen Emissionen (AE) eingesetzt werden, um den Anteil unterschiedlicher Mikrorisstypen bei Rissbildung unter Modus I und II Belastung zu bestimmen. Diese Untersuchungen sollen dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen Mikrorissverteilung in der Prozesszone und Bruchzähigkeit für unterschiedliche Belastungsarten zu erfassen. Im ersten Teil der Studie wurde ein Verfahren zur Bestimmung der Modus II Bruchzähigkeit (PTS-Test) entwickelt. Dies soll nun weiterentwickelt werden, um es in der Anwendung als Standardverfahren (International Society of Rock Mechanics (ISRM) Suggested Method) einsetzen zu können. Hierzu sollen der Einfluss der Probengröße und der Belastungsgeschwindigkeit auf die Bruchzähigkeit untersucht werden.

Gebrauchsverhalten von Betonfahrbahnen mit Recyclingzuschlag

In enger Zusammenarbeit mit dem BMVBW und den Autobahnämtern der jeweiligen Bundesländer sollen alle wichtigen Daten bezüglich Herstellung und der dabei verwendeten Baustoffe von ein- und zweischichtigen Betonfahrbahndecken, bei denen RC-Betonzuschlag verwendet wurde, zusammengetragen und systematisch ausgewertet werden. Anschließend sollen die Betonfahrbahndecken augenscheinlich (Zustand der Oberflächen, Abwitterung bzw. Frost-Tausalz-Widerstand einschichtiger Decken, Dokumentation von Rissen, Fugenöffnungen und Unregelmäßigkeiten) in regelmäßigen Abständen untersucht werden. Um die in der Praxis auftretenden Verformungen (Aufwölben, Aufschüsseln) der Betonfahrbahndecken erfassen und mit Labormessungen vergleichen zu können, sollen orientierend Messungen mit einem am Baustoffinstitut entwickelten Lasermessgerät durchgeführt werden. In Laboruntersuchungen sollen darüber hinaus an Bohrkernen Materialkenndaten wie Feuchtigkeitsgehalt, Luftporengehalt und Verbundfestigkeit bestimmt werden.

Mechanisches Fügen von Materialien mit begrenzter Duktilität

Ziel des Projektes ist die Vorhersage von Rissen beim mechanischen Fügen von Materialien mit begrenzter Duktilität und die Bewertung der Risse unter Betriebslasten.

Digitale Modellierungsprozesse in der wiederkehrenden Prüfung von Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Automatisierte Schadensdetektion mittels Risslumineszenz

Berücksichtigung spezieller Effekte für die Anwendung eines optimierten Bruchmechanikkonzepts für den RDB-Sicherheitsnachweis

Wissensbasiertes Design von verschleißbeständigen Lagerstählen durch Charakterisierung auf atomarer Ebene - Ein Ausweg aus der 'White Etching Crack' Problematik von Windkraftanlagen

Materialversagen durch 'White Etching Cracks' (Weiß anätzende Risse, WECs) betrifft insbesondere die Lager von Windturbinengetrieben. Dieser Schadensmechanismus erhöht die Kosten für Windkraft erheblich und behindert somit weltweit den Ausbau der erneuerbaren Energien. WECs verursachen schon seit über 20 Jahren zunehmend Probleme in der industriellen Anwendung, der zugrunde liegende Mechanismus wird aber immer noch kontrovers diskutiert, was hauptsächlich auf das Fehlen geeigneter Untersuchungsmethoden zurückzuführen ist. Ziel des Vorhabens ist, durch die Anwendung neuer Charakterisierungsmethoden im Rahmen einer Nachwuchsforschergruppe, einen Durchbruch beim Finden von Maßnahmen gegen WECs zu erzielen. Der Projektleiter ist Entwickler einer neuartigen Charakterisierungsmethode mit atomarer Auflösung, mit der sich die für die Bildung von WECs verantwortlichen Werkstoffveränderungen erstmals detailliert untersuchen lassen. Das fünfjährige Forschungsvorhaben mit drei Mitarbeitern wird am Max-Planck-Institut für Eisenforschung, einem der weltweit renommiertesten Institute auf dem Gebiet der Stahlforschung, durchgeführt werden. Für das Vorhaben werden WECs unter kontrollierten Bedingungen im Labor in verschiedenen Legierungen generiert und so ein detailliertes Verständnis für den Schadensmechanismus erarbeitet. Darauf aufbauend werden Lagerstähle mit signifikant verbesserter Resistenz gegenüber WECs entwickelt. Die aus dem Vorhaben gewonnen Erkenntnisse sollen im Rahmen von drei durch den Antragssteller organisierten Workshops direkt der deutschen Industrie zu Gute kommen. Bei Projekterfolg stünde ein neuer, günstiger und verschleißbeständiger Lagerstahl nicht nur der Windkraftbranche, sondern auch allen anderen Lageranwendungen (Man bedenke, Lager werden in fast allen Maschinen mit beweglichen Elementen verbaut!), zur Verfügung.

MS-Store - Flüssigsalzspeicher-Testanlage und neue Fluide (SALSA), Teilvorhaben: Korrosionsverhalten

Ziel des Vorhabens ist die Aufklärung der Mechanismen der Korrosion ausgewählter metallischer Werkstoffe in unterschiedlichen als Wärmeträgerfluid nutzbaren Salzschmelzen und die Ermittlung von Abtragsraten bei unterschiedlichen Temperaturen der Schmelze. Zu untersuchende Systeme Werkstoff/Medium werden in dem Hauptprojekt vorgeschlagen. Einflüsse aus Temperaturänderungen (thermische Dehnung), Verunreinigungen der Salze und Aspekte selektiver Korrosion, lokaler Korrosion und rissbildender Prozesse werden dabei mit berücksichtigt. Die Arbeitsplanung sieht folgende Einzelschritte vor: Einrichtung eines Messplatzes zur Durchführung von elektrochemischen Messungen in Salzschmelzen / Aktualisierung der Literaturstudie zur Korrosion in Salzschmelzen / Herstellung von Proben aus den im Projekt vorgesehenen Werkstoffen (einschließlich Proben mit Schweißnaht und vorgespannte Proben) / Durchführung von Versuchen (Langzeitauslagerung) und Messungen zur Aufklärung des Korrosionsmechanismus (Ruhepotential, Stromdichte-Potential-Kurven, Polarisationswiderstand in Abhängigkeit der Werkstoff/Medium-Paarung, der Temperatur, Einfluss zyklischer Temperaturänderungen, Einfluss der Gasatmosphäre) / Auswertung der Proben aus Versuchen des Hauptprojekts (Untersuchung von Deckschichten mittels REM, EDX und Röntgendiffraktometrie, Schliffuntersuchungen).

Analyse und Bewertung lokaler Arrestereignisse bei Komponenten unter dynamischer Belastung (KEK)

UG: GeomInt: Geomechanische Integrität von Wirts- und Barrieregesteinen - Experiment, Modellierung und Analyse von Diskontinuitäten, Vorhaben: Wegsamkeiten im Tongestein durch Quell- und Schrumpfungsprozesse sowie druckgetriebene Perkolation: Entwicklung, Validierung und Verifizierung von neuen Modellierungsansätzen in OpenGeoSys unter Einbeziehung von Ergebnissen aus in situ Experimenten

Ziel des Verbundprojekts GeomInt ist die realitätsnahe experimentell-numerische Analyse der Entstehung und Entwicklung von Diskontinuitäten in untertägigen Gesteinen am Beispiel von Salz-, Ton- und Kristallingesteinen. Als Forschungsschwerpunkte sollen typische Prozesse betrachtet werden, die zur Entstehung spezifischer Diskontinuitäten führen. Hierzu gehören Quell- und Schrumpfungsprozesse, druckgetriebene Perkolation und Spannungsumlagerungen. Das Projekt GeomInt gliedert sich in insgesamt drei Arbeitspakete. Im Rahmen des ersten Arbeitspaketes sollen Wegsamkeiten untersucht werden, die durch Quell- und Schrumpfungsprozesse hervorgerufen werden. Hierfür sind verschiedene Laborexperimente an Tongesteinen geplant, um Materialparameter zu bestimmen und die Entstehung von Diskontinuitäten zu beobachten. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen ist auf Selbstheilungsprozesse des Tongesteins ausgerichtet. Das zweite Arbeitspaket befasst sich mit der Entstehung von Wegsamkeiten in Salz- und Tongesteinen infolge druckgetriebener Perkolation. Mit Hilfe von Laborexperimenten soll u. a. geklärt werden, inwieweit die Höhe der Perkolationsschwelle vom Spannungszustand und von der Temperatur des Gesteins abhängig ist. Im Zentrum des dritten Arbeitspaketes stehen Wegsamkeiten, die infolge von Spannungsumlagerungen im Kristallin gebildet werden. Dabei richtet sich das Hauptaugenmerk der Laborexperimente auf die Rissausbreitung und das Verhalten von Klüften. Die Ergebnisse der Experimente dienen in allen Arbeitspaketen numerischen Simulationen zur Nachbildung der grundlegenden Prozesse. Während mit den Laborexperimenten insbesondere das spezifische Prozessverständnis für Bildung und Entwicklung der betrachteten Diskontinuitäten verbessert werden soll, dienen die numerischen Analysen u. a. auch einem Progress im Methodenverständnis. Dazu werden unterschiedliche numerische Verfahren (netzgebundene Kontinuumsansätze, netzfreie Diskontinuums-Methoden, hybride Verfahren) systematisch bezüglich ihrer Potenziale und Limitierungen untersucht sowie in geeigneter Weise erweitert. Um die dabei entwickelten Modelle zu überprüfen, sollen Feldexperimente in den Untertagelaboren Mont Terri (Schweiz), Springen und Reiche Zeche (beide Deutschland) durchgeführt werden. Damit ist auch eine Verbesserung des Systemverständnisses der Auswirkungen von Diskontinuitäten auf untertägige Geosysteme verbunden. Im Ergebnis soll das Projekt ein verbessertes Prozessverständnis für die Entstehung von Diskontinuitäten auf verschiedenen Zeit- und Längenskalen erbringen sowie numerische Werkzeuge bereitstellen, um die geotechnologische Nutzung des Untergrundes sicherer und effizienter zu gestalten. Die Aufgaben der BGR in dem Verbundvorhaben konzentrieren sich auf zwei Arbeitsgebiete: 1) Numerik: Methodenentwicklung, Begleitung der Implementierung in die Software OpenGeoSys und Testen (Benchmarking); 2) In-situ-Experimente: Anwendung und Evaluierung der neu implementierten ... (Text gekürzt)

Vorhaben: Wegsamkeiten durch Spannungsumlagerungen - Numerik^Vorhaben: Wegsamkeiten im Tongestein durch Quell- und Schrumpfungsprozesse sowie druckgetriebene Perkolation: Entwicklung, Validierung und Verifizierung von neuen Modellierungsansätzen in OpenGeoSys unter Einbeziehung von Ergebnissen aus in situ Experimenten^UG: GeomInt: Geomechanische Integrität von Wirts- und Barrieregesteinen - Experiment, Modellierung und Analyse von Diskontinuitäten^Vorhaben: Wegsamkeiten durch Spannungsumlagerungen, Vorhaben: Experimentelle Untersuchungen zur druckgetriebenen Perkolation in Barrieregesteinen (Salz, Ton) und numerische Simulation mit diskontinuums-mechanischen Berechnungsmodellen

Das Vorhaben leistet wesentliche Beiträge für die realitätsnahe experimentell-numerische Analyse der Entstehung und Entwicklung von Diskontinuitäten in den Gesteinen Salz, Ton und Kristallin. Dabei stehen das Verständnis und die Quantifizierung von Wechselwirkungen mit sich dynamisch entwickelnden Gesteinseigenschaften (z.B. Permeabilität) im Mittelpunkt, die geomechanische Integrität und Dichtheit geologischer Reservoir-Barriere-Schichten bestimmen. Es werden Diskontinuitäten von volumetrisch verteilten Schädigungen, wie sie in der Auflockerungszone von Festgesteinen auftreten, Diskontinuitäten, die sich an Phasengrenzflächen unkontrolliert oder kontrolliert neu bilden können sowie diskrete Riss- und Kluftnetzwerke, wie sie durch druckgetriebene Perkolation entstehen können, betrachtet. Die Arbeitspakete AP1-AP3 sind jeweils in die identischen Bereiche Laborexperiment, Numerik sowie in-situ-Experiment (Untertagelabor) strukturiert und bilden jeweils einen typischen Effekt ab, der zur Entstehung und Entwicklung spezifischer Diskontinuitäten führt. AP 4 dient der Projektkoordination. AP 1: Wegsamkeiten durch Quell- und Schrumpfungsprozesse AP 2: Wegsamkeiten durch druckgetriebene Perkolation AP 3: Wegsamkeiten durch Spannungsumlagerungen AP 4: Projektkoordination

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