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Batterie-Bildungsnetzwerk Bayern

Einfluss der Fugendicke und der Verbandsregeln auf die Druckfestigkeit von Kalksandsteinmauerwerk

Kalksandsteinmauerwerk ist ein Wandbaustoff mit hervorragenden Eigenschaften, der eine Kombination aus Mauerstein und Mauermoertel darstellt. Die wichtigste Eigenschaft des Mauerwerks ist dessen Druckfestigkeit. Das Ziel der Forschungsarbeit ist es, den Einfluss der Fugendicke und der Verbandsart auf die Druckfestigkeit von Kalksandsteinmauerwerk zu untersuchen. In einem weiteren Ansatz sollte ein Mittelbettmoertel mit einer Fugendicke von d = 5 mm entwickelt und die Eigenschaften von KS-Mittelbettmauerwerk beschrieben werden. Dazu wurden zunaechst die Steineigenschaften von verschiedenen auf dem Markt verwendeten Kalksandsteinen bestimmt. Eine repraesentative Auswahl dieser Steine wurde fuer weitergehende Untersuchungen herangezogen. Die Moertelindustrie lieferte zusaetzlich zu dem im Labor hergestellten Normalmoertel einen Duennbettmoertel und nach einem vorgegebenen Anforderungsprofil entsprechende Mittelbettmoertel. Mit einer Reihe von Mauerstein-/Mauermoertelkombinationen wurden Mauerwerkswaende, zum Teil geschosshoch, hergestellt und hinsichtlich ihrer Druckfestigkeit geprueft. Fuer die Pruefungen wurden KS-Voll-, Loch- sowie Hohlblocksteine verwendet. Als Moertel wurde ein Normalmoertel mit einer Fugendicke von d = 12 mm, ein Mittelbettmoertel mit einer Fugendicke von d = 5 mm Fuge und ein Duennbettmoertel mit einer Fugendicke von d = 2 mm eingesetzt. Als Einsteinmauerwerk wurden die Waende im Laeufer- und Binderverband aufgemauert, als Verbandsmauerwerk wurden sie im Blockverband ausgefuehrt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass durch eine Verringerung der Fugendicke bis zu 30 Prozent hoehere Mauerwerksdruckfestigkeiten erreicht werden koennen. Es entspricht auch dem Erkenntnisstand anderer Untersuchungen, dass die Fugendicke einen entscheidenden Einfluss auf die Mauerwerksdruckfestigkeit hat. Durch eine dickere Lagerfuge und den damit einhergenden groesseren Querverformungen des Moertels erhoehen sich die Zugspannungen im Mauerstein, was zu einem fruehen Versagen des Mauerwerks fuehrt. Der Unterschied bei den Mauerwerksdruckfestigkeiten ist bei Reduzierung der Fugendicke von d = 5 mm auf d = 2 mm geringer als bei einer Reduzierung der Fugendicke von d = 12 mm auf d = 5 mm. Die von der Moertelindustrie entwickelten Mittelbettmoertel fuehren bei einer Fugendicke von d = 5 mm zu aehnlichen Mauerwerksdruckfestigkeiten wie bei Verwendung von Duennbettmoertel mit einer Fugendicke von d= 2 mm. Die Untersuchungsergebnisse bestaetigen damit die guenstige Wirkung einer Mittelbettfuge auf die Mauerwerksdurckfestigkeit. Ein Einfluss der Verbandsart auf die Mauerwerksdruckfestigkeit ist aus den Untersuchungsergebnissen nicht eindeutig ableitbar. Ein geringer Festigkeitsunterschied zwischen Laeufer-, Binder- und Blockverband ergibt sich lediglich bei Verwendung von KS-Lochsteinen. Hier fuehren die als Verbandsmauerwerk im Blockverband erstellten Pruefwaende zu etwas geringeren Mauerwerksdruckfestigkeiten. Di

Modellvorhaben: Erhaltung von umweltgeschaedigten Naturstein-Grabmalen auf der Grundlage neuester naturwissenschaftlicher Erkenntnisse im national wertvollen juedischen Friedhof An der Strangriede in Hannover

Die juedische Friedhof 'An der Strangriede' in Hannover stellt ein bedeutendes Kulturdenkmal dar. Er wurde im Stil der deutschen Neoromanik durch den juedischen Baustadtrat Edwin Oppler angelegt und in der Zeit von 1864 bis 1922 belegt. Der Friedhof 'An der Strangriede' gilt heute als wichtiges nationales Zeugnis aus der Bluetezeit des Deutschen Judentums. Die Grabmale aus der Reihe 93 werden im Rahmen des Projektes saniert. Sie waren akut gefaehrdet. Zahlreiche Grabmale waren bereits eingestuerzt oder es bestand Einsturzgefahr. Neben Schaeden durch Vandalismus waren vor allem schwarze Krusten und Salzablagerungen festzustellen, die auf Luftverschmutzungen und aufsteigende Grundfeuchte zurueckzufuehren sind. Ziel des Foerderprojektes unter fachlicher Begleitung und Organisation des Norddeutschen Zentrums fuer Materialkunde von Kulturgut und des Niedersaechsischen Landesamtes fuer Denkmalpflege ist der Erhalt der 64 besonders gefaehrdeten Grabmale der Reihe 93 auf Grundlage neuester naturwissenschaftlicher und restauratorischer Erkenntnisse. Grundlage fuer die Sanierung ist die Analyse und Dokumentation der Schadensbilder nach modernsten zerstoerungsfreien Verfahren der Zustandserfassung. Zum Einsatz kamen beispielsweise Ultraschalluntersuchungen und Mikrowellenmessungen zur Feuchteaufnahme. Die Moeglichkeiten und Grenzen der Verfahren wurden untersucht sowie Aufwand und Nutzen abgeschaetzt. Die Bestimmung der Wasseraufnahme mit Karstenschen Pruefroehrchen und die Ultraschall-Messungen waren besonders aufschlussreich. Auf Grundlage der Untersuchungen wurde ein differenzierter Massnahmenplan entwickelt und kontrolliert umgesetzt. Die Sanierung erfolgte durch mittelstaendische Unternehmen. Die Schmalstieg GmbH aus Grossburgwedel fuehrte die wesentlichen Arbeiten aus. Weitere spezialisierte Unternehmen wurden bei speziellen Aufgaben beteiligt. So wurde beispielsweise das extrem geschaedigte Relief mit einer Darstellung der von Edwin Oppler gebauten Synagoge aus dem Grabmal Oppler durch Laserverfahren gereinigt. Die anschliessende Konservierung des Kalksteinreliefs erfolgte durch eine Acrylharz-Volltraenkung. Am Grabmal Bertha Koenigswarter erfolgte die Reinigung in besonders schwierigen Teilbereichen durch die Bauhuette Naumburg GmbH ebenfalls mit moderner Lasertechnik. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens liegt auch in den - im Vergleich zu chemischen Reinigungsmitteln - geringeren Umweltbelastungen in der Anwendung. Durch die systematische Vorgehensweise erfolgt eine optimale Restaurierung der Grabmale. Die gefaehrdete Substanz wird erhalten und nach modernsten Verfahren konserviert und restauriert. Auf dem juedischen Friedhof 'An der Strangriede' werden national bedeutende Grabmale aus der Bluetezeit des deutschen Judentums nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen restauriert. Durch die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Handwerksbetrieben auf Grundlage von detaillierten Voruntersuchungen kommen optimierte Technologien und ...

Vielfältige bilaterale Forschungsprojekte mit der Industrie

Neben öffentlich geförderten Projekten werden am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden auch vielfältige bilaterale Forschungsprojekte/Industrieaufträge, die unmittelbar von der Industrie finanziert werden. Dazu gehören u. a. - Textile Verfahrensentwicklung und maschinenbautechnische Umsetzung in Prototypen - Maschinenbautechnische Lösungen für Technische Textilien, insbesondere Schutztextilien, Medizintextilen, Verstärkungstextilien für den Leichtbau und die Betonbewehrung sowie Mobiltextilien - Prozessinnovation und neue Maschinenkonzepte sowie mechatronische Lösungen für Textil- und Konfektionsmaschinen - Beanspruchungsgerechte Auslegung von Textil- und Konfektionsmaschinen sowie -- Modellierung und Simulation von Prozessen - Experimentelle Maschinenuntersuchungen und Entwicklung von anwendungsspezifischen Sensoren und Messsystemen - Modellierung und Simulation von Textilhalbzeugen und Textilprodukten - Entwicklung und Fertigung von innovativen Textilprodukten (Kleinserie) - Durchführung von Trend- und Machbarkeitsanalysen - CAE-Lehrgänge für Anwendungen in der Textil- und Konfektionstechnik - Weiterbildungslehrgänge in der gesamten Wertschöpfungskette textiler Produkte - Durchführung von Textilprüfungen - Anfertigung von Gutachten.

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.

Design hochfester TWIP Stähle für die Wasserstoffinfrastruktur der Zukunft

EcoForge - Leittechnologie für Morgen: Ressourceneffiziente Prozessketten für Hochleistungsbauteile, Teilprojekt 2: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur kontrollierten Wärmebehandlung hochbeanspruchter Stahlschmiedebauteile aus der Schmiedewärme

Motivation: Die konventionelle Herstellung hochbelasteter Bauteile ist durch eine relativ lange Prozesskette gekennzeichnet. Mittels einer prozessintegrierten Wärmebehandlung aus der Schmiedewärme können sowohl die Wirtschaftlichkeit produzierender Unternehmen als auch die Energieeffizienz erhöht werden. Das Zwischenstufengefüge Bainit kombiniert hohe Festigkeit mit verbesserter Zähigkeit. - Verbesserung der mechanischen Bauteileigenschaften - Verkürzung der Prozesskette - Berücksichtigung der umformbedingten Korngrößenänderung und abkühlungsbedingten Gefügeentwicklung im Schmiedebauteil bereits während der Prozessauslegung - FE-basierte Vorhersage des durch die Wärmebehandlung hervorgerufenen Verzugs im Bauteil. Zielsetzung und Vorgehensweise: - Programmtechnische Erweiterung kommerzieller FE-Systeme durch Einbindung von Unterroutinen - Die Unterprogramme basieren auf physikalischen empirischen Modellen zur Berechnung des Umformverhaltens, der zeitlich und lokal ausbildenden Gefüge- und Kornstruktur sowie des Aufkohlungsverhaltens - Numerische und experimentelle Untersuchungen an den zwei Modellgeometrien 'Abgesetzte Welle' und 'Railbauteil' - Untersuchung von Stählen mit unterschiedlichem Ausgangs- und Zielgefüge - Einsatzstahl - AFP-Stahl - HDB-Stahl. Experimentelle Untersuchungen: FE-gestützte Prozessentwicklung und Werkzeugauslegung - Reproduzierbare Versuchsergebnisse durch automatisierten Schmiedeprozess - Gezielte Prozessführung mit thermischer Überwachung zur Einstellung der Zielgefüge - Beurteilung der Bauteilqualität hinsichtlich Maßhaltigkeit mittels einer 3D-Koordinatenmessmaschine - Metallographische Untersuchungen der Fertigteile zur Beurteilung der umformtechnisch eingebrachten Kornfeinung - Untersuchung des Verzugverhaltens. Numerische Untersuchungen. Berechnung der diffusionsgesteuerten und diffusionslosen Gefügeumwandlung während des Abkühlvorgangs - Berechnung des abkühlvorgangsbedingten Bauteilverzugs durch Berücksichtigung umwandlungsplastischer und umwandlungsbedingter Dehnungsanteile - Bestimmung der Korngrößenverteilung infolge statischer und dynamischer Rekristallisation - Lückenlose numerische Abbildung von Schmiedeprozessketten (Erwärmen, Schmieden, Abkühlen) unter Berücksichtigung gefügeevolutionsbedingter Veränderungen der Bauteileigenschaften.

EcoForge - Leittechnologie für Morgen: Ressourceneffiziente Prozessketten für Hochleistungsbauteile, Teilprojekt 1: Tieftemperatur-Umwandlungsvorgänge in hochfesten Schmiedestählen

Entwicklung und Etablierung einer Methodik zur exakten Beschreibung mehrphasiger bainitischer Gefüge, da die Lichtmikroskopie aufgrund zu hoher Komplexität und zu geringer möglicher Auflösung versagt - Entwicklung einer Bildanalyseroutine zur automatisierten Auswertung von REM-Aufnahmen bainitischer Mikrostrukturen - Anwendung der Routine auf die Stähle HDB, 38MnVS6, 18CrNiMo7-6 und exakte Beschreibung der entstehenden Mikrostrukturen - Identifikation relevanter Gefügeparameter und Verknüpfung mit mechanisch-technologischen Eigenschaften (TP 2, TP 3, TP 4, TP5). Lösungswege: Einstellung definierter Mikrostrukturen der Stähle 38MnVS6, HDB, 18CrNiMo7-6 mittels Dilatometrie - Charakterisierung der Proben mittels LOM, REM und EBSD, sowie Anwendung eines neuen Klassifizierungssystems - Entwicklung einer Bildanalyseroutine für bainitische Gefüge - Anwendung der Bildanalyseroutine auf gesteuert abgekühlte Proben (Kerbschlagbiege-, Zugproben) und Korrelation der mechanischen Eigenschaften mit der Mikrostruktur - Charakterisierung der Mikrostrukturen in Modellbauteilen (Rail-Bauteil und abgesetzte Welle) und Korrelation mit den mechanisch-technologischen Eigenschaften - Ableitung von eigenschafts- bzw. anwendungsbezogenen Richtlinien für kritische Mikrostrukturcharakteristika (Phasenanteile, -verteilungen, -morphologien etc.). Projektstruktur: Arbeitspaket 1: Werkstoffbereitstellung - Bereitstellung des HDB-Stahls für alle Projektpartner. Arbeitspaket 2: Basischarakterisierung : - Charakterisierung des Umwandlungsverhaltens anhand von ZTU- und UZTU-Diagrammen - Vorgaben für die Prozessführung in TP 2, TP 3, TP 4 - Erster Abgleich mit Ergebnissen aus TP 5. Arbeitspaket 3: Rasterelektronenmikroskopie : Ausführliche Charakterisierung kontrolliert abgekühlter Dilatomterproben mittel LOM, REM und EBSD - Entwicklung eines Klassifizierungssystems für bainitische Mikrostrukturen. Arbeitspaket 4: Entwicklung der Bildanalyseroutine : Entwicklung einer Strukturerkennungsroutine für REM-Aufnahmen - Entwicklung einer Klassifizierungsroutine auf Basis der Strukturerkennungsroutine. Arbeitspaket 5: Korrelation von Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften : Untersuchung der mechanischen Eigenschaften kontrolliert abgekühlter Proben mit bainitischen Mikrostrukturen - Identifikation maßgeblicher mikrostruktureller Einflussgrößen auf die mechanischen Eigenschaften und ggf. Quantifizierung des Einflusses. Arbeitspaket 6: Anwendung der Bildanalyseroutine auf die Modellbauteile : Anwendbarkeit der Analyseroutine auf die Mikrostrukturen der Modellbauteile (Rail-Bauteil und abgesetzte Welle) - Verknüpfung der mechanischen Eigenschaften mit Mikrostruktureigenschaften und Abgleich mit AP 5 - Verknüpfung der technologischen Eigenschaften mit Mikrostrukturparametern (aus TP 2 - 5). Arbeitspaket 7: Entwicklung einer Richtreihe für bainitische Mikrostrukturen. Arbeitspaket 8: Dokumentation.

Brandverhalten von Holzkonstruktionen für den Hoch- und Industriebau

Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist es, das Brandverhalten von Holzkonstruktionen wie Wand- und Deckenbauteile in Skelett- und Block-Tafelbauweise und Fassadenelementen experimentell zu ermitteln. In weiterer Folge soll eine numerische Berechnungsmethode entwickelt werden. Zukünftig sollte auf Basis der experimentellen Untersuchung für den Hoch- und Industriebau das Brandverhalten von Holzbauteilen, aber auch von Holzbauwerken rechnerisch beurteilt werden können. Für die Beurteilung des Brandverhaltens eines Gebäudes ist neben der Kenntnis des Brandverhaltens der Haupttragkonstruktion auch die Temperatur- und Rauchausbreitung in Abhängigkeit der vorhandenen Brandbelastung und vorhandenen Öffnungsflächen, die Wirkung aktiver Brandmaßnahmen (z.B. Rauchmelder), die Gebäudekonzeption (Fluchtwege) aber auch das menschliche Verhalten im Brandfall von Bedeutung. Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem unterschiedlichen Verhalten und damit der Bewertung der verschiedenen Werkstoffe unter Brandeinwirkung im Bauwesen zu. Die Interaktion der verschiedenen Baustoffe mit Holz sollen experimentell und numerisch erforscht werden. Auch sollen die verschiedenen Bauweisen mit den unterschiedlichen Werkstoffen insbesondere unter Brandeinwirkung analysiert und vergleichend dargestellt werden. Hier gibt es auf internationaler Ebene noch großen Forschungsbedarf, da ein Vergleich des Brandverhaltens von gesamten Konstruktionen mit unterschiedlichen Werkstoffen fehlt. Die Ergebnisse des Projektes sollen anwenderorientiert dargestellt und den Tragwerksplanern, Architekten, Behörden, etc. zur Verfügung gestellt werden.

Prozesskettenentwicklung zur energieeffizienten, hochgenauen Herstellung von Hohlrädern für Planetengetriebe, Teilvorhaben: Prozessentwicklung Wälzschälen

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