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Numerical crack path prediction under mixed-mode loading in 1D quasicrystals
(2017-03)
Quasicrystals are being implemented in industry since this new class of materials appears to have some peculiar properties. However, the fracture behavior of quasicrystals is not yet clear, which could be a hindrance to its wide usage. This work adopts the generalized linear elastic framework of fracture theory in quasicrystals and develops numerical tools in a finite element environment to compute the fracture quantities. Crack growth is simulated in diverse specimens undergoing an intrinsic mixed-mode loading and ...
Aufsatz
Weak and strong bi-material interfaces and their influence on propagating cracks in plane elastic structures
(2017-09-06)
The developing crack paths in heterogeneous structures are the result of the inhomogeneous state of stress. The latter stems from e.g. voids or inclusions in an elastic matrix, which are bonded either by strong or weak interfaces. Besides the stiffness of an inclusion, the kind of interface has a decisive influence on the state of stress and therefore on propagating cracks. It is experimentally proven that cracks tend to grow towards regions with lower stiffness (Tilbrook et al., 2006; Judt et al., 2015), therefore ...
Aufsatz
Process and utility systems integration and optimisation for ultra-low energy milk powder production
(2017-04-26)
This study applies a Total Site Heat Integration approach in conjunction with a detailed process and utility model, to develop an innovative ultra-low energy milk powder plant design. The basis for the analysis is a state-of-the-art modern milk powder plant that requires 5265 MJ/tp of fuel and 210.5 kWh/tp (58.5 MJe/tp) of electricity. The model of the modern milk powder plant was validated against industrial data and changes to process and/or utility systems are targeted and implemented into the model to understand ...
Aufsatz
Assessment of probabilistic distributed factors influencing renewable energy supply for hotels using Monte-Carlo methods
(2017-04-05)
This paper investigates the use of renewable energies to supply hotels in island regions. The aim is to evaluate the effect of weather and occupancy fluctuations on the sensitivity of investment criteria. The sensitivity of the chosen energy system is examined using a Monte Carlo simulation considering stochastic weather data, occupancy rates and energy needs. For this purpose, algorithms based on measured data are developed and applied to a case study on the Canary Islands.
The results underline that electricity ...
Dissertation
Experimental investigations of water filled drainback systems
(2017-08-16)
Selbstentleerende- bzw. Drainback-Anlagen (DBA) bieten einen einfachen Schutz vor Stagnation und Einfrieren des Wärmeträgerfluids und des gesamten Solarthermiesystems. Im Vergleich zu konventionell betriebenen Solaranlagen beinhalten DBA zudem weniger hydraulische Komponenten im Solarkreis. Dies führt zur Reduzierung sowohl der Investitions- als auch der Wartungskosten. Trotz der vielen Vorteile sind DBA bisher nur selten wissenschaftlich untersucht.
Im Fokus der vorliegenden Dissertation liegen die grundlegenden ...
Dissertation
Construction and Analysis of Heat-and Mass Exchangers for Liquid Desiccant Systems
(2017-08-21)
Construction and Analysis of Heat-and Mass Exchangers for Liquid Desiccant Systems
Novel flat plate and tube-bundle heat and mass exchangers were designed, built, and experimentally examined in combination with an aqueous solution of lithium chloride as a desiccant. Prior to the construction of the components, two test rigs were built for the evaluation of several textiles and liquid desiccant distributors.
The first test rig was used for the evaluation of liquid desiccant wicking performance of different fabrics. ...
Dissertation
Einfluss mesoskopischer und mikroskopischer Phasenverteilungen auf das Wachstumsverhalten physikalisch kurzer Risse
(2017-09-28)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der meso- und mikroskopischen Phasenverteilung auf das Wachstumsverhalten physikalisch kurzer Risse unter Ermüdungsbelastung in metallischen Werkstoffen untersucht. Dazu werden physikalisch kurze Risse in einem Stahl und einer Aluminiumlegierung gezielt initiiert und bei einer definierten Belastung wachsen gelassen,
um die Interaktion des Risses mit den unterschiedlichen Phasenverteilungen analysieren zu können.
Zur Analyse des mesoskopischen Phaseneinflusses ...
Dissertation
Bruchmechanische Charakterisierung physikalisch kleiner Ermüdungsrisse
(2017-05-05)
Im Rahmen dieser Arbeit wurden das Wachstumsverhalten und der Belastungszustand physikalisch kleiner Ermüdungsrisse bei mechanisch monotoner und zyklischer Belastung unter Berücksichtigung der Mikrostruktur in-situ untersucht.
Das Wachstumsverhalten kleiner Risse hat im Bereich der bruchmechanischen Rissanalyse in der jüngsten Vergangenheit ein besonderes Interesse erfahren, vor allem weil diese Risse einen wesentlichen Anteil der Lebensdauer ausmachen. Kleine Risse in der Größenordnung der Mikrostruktur (Korngrößen, ...