Stahlbetonbauteile unter kombinierten statischen und detonativen Belastungen in Experiment, Simulation und Bemessung.

Stahlbetonbauteile unter kombinierten statischen und detonativen Belastungen in Experiment, Simulation und Bemessung. von Bach,  Andreas, Hiermaier,  Stefan, Thoma,  Klaus
Die Arbeit studiert die Auswirkung einer statischen Belastung auf das Verhalten von Stahlbetonbauteilen unter Detonationsbelastungen für den Nah- und Fernbereich in Experiment und Simulation. Die Ergebnisse zeigen, dass diese üblicherweise vernachlässigte Kombination beider Belastungen in der Praxis berücksichtigt werden sollte. Auf den Ergebnissen aufbauend werden Vorschläge für die Bemessung von Stahlbetonbauteilen ausgearbeitet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Eingangsdatenspezifische Artefaktreduktion für algebraische Rekonstruktionsverfahren in der Computertomographie am Beispiel von Halbleiterdetektoren.

Eingangsdatenspezifische Artefaktreduktion für algebraische Rekonstruktionsverfahren in der Computertomographie am Beispiel von Halbleiterdetektoren. von Heusinger,  Victoria, Hiermaier,  Stefan
Die Arbeit adressiert die Reduktion von Strukturartefakten in der CT-Rekonstruktion. Dafür werden artefaktverursachende Bildpunkte automatisiert identifiziert und ihr Einfluss im Rekonstruktionsprozess über eine entsprechende Gewichtung vermindert, wodurch die zugehörigen Artefakte im Prozess nicht mehr entstehen können. Mit diesem Verfahren lassen sich Metallartefakte, Kanteneffekte, Strahlaufhärtungs- und Ringartefakte reduzieren.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ein kontinuumsmechanisches Materialmodell für das Verformungs- und Schädigungsverhalten textiler Gewebestrukturen bei dynamischen Lasten.

Ein kontinuumsmechanisches Materialmodell für das Verformungs- und Schädigungsverhalten textiler Gewebestrukturen bei dynamischen Lasten. von Boljen,  Matthias, Hiermaier,  Stefan, Thoma,  Klaus
Textile Gewebe sind aufgrund ihrer niedrigen Dichte, ihrer großen Flexibilität und ihrer hohen Zugfestigkeit hervorragend geeignete Materialien für Leichtbaukonstruktionen. Aufgrund der charakteristischen Fadenstruktur ist ihr Verhalten üblicherweise stark durch nichtlineare Merkmale geprägt, welche durch kontinuumsmechanische Materialmodelle bislang nur rudimentär erfasst werden können. In der vorliegenden Arbeit wird ein Materialmodell entwickelt, welches die Spannungsberechnung auf der Makroebene aus der Betrachtung einer repräsentativen Volumenzelle auf der Mesoebene herleitet. Der skalenübergreifende Ansatz ermöglicht die wirkungsvolle Kombination effizienter Modellierungstechniken mit der Detailgenauigkeit hochauflösender numerischer Modelle. Im vorliegenden Fall können wichtige Fadenwechselwirkungen mit geeigneten konstitutiven Beziehungen bei mehreren Verzerrungsraten gleichermaßen erfasst werden. Das Modell wurde als benutzerdefinierte Materialroutine in den expliziten Finite-Elemente-Code LS-DYNA implementiert und mittels einer umfangreichen Charakterisierung von realen Geweben validiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Zur Methodenentwicklung im Entwurf automobiler Strukturkonzepte in FVK-Metall-Hybridbauweise unter Crashbelastung.

Zur Methodenentwicklung im Entwurf automobiler Strukturkonzepte in FVK-Metall-Hybridbauweise unter Crashbelastung. von Dlugosch,  Michael, Hiermaier,  Stefan
Eine neue, multidisziplinäre Gesamtmethodik verfolgt erstmals einen übergreifend-integrativen Ansatz über die experimentelle Analyse sowie die Methodenentwicklung zur objektiven Materialauswahl und zur numerischen Crashsimulation von FVK-Metall-Hybridsystemen für den gewichtsoptimierten Einsatz in crashbelasteten Fahrzeugstrukturen in der Konzeptphase.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Verbundprojekt „Schutz kritischer Brücken und Tunnel“ (SKRIBT Plus) – Teilvorhaben: Bewertung terroristischer Bedrohungen. Abschlussbericht.

Verbundprojekt „Schutz kritischer Brücken und Tunnel“ (SKRIBT Plus) – Teilvorhaben: Bewertung terroristischer Bedrohungen. Abschlussbericht. von Ruiz Ripoll,  M. L., Stolz,  A.
Im Rahmen des Projekts SKRIBTPlus wurden Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen mit einem "all-hazard"-Ansatz bewertet. Aufgabe des Fraunhofer EMI war es, terroristische Bedrohungen zu bewerten. Im Rahmen der Untersuchungen konnte vom Fraunhofer EMI der Einfluss der statischen Vorlast auf die Schädigung infolge einer Explosion für Nah- und Fernfeldereignisse ausgearbeitet werden. Zudem wurde für Tunnel ein Bewertungsmodell hergeleitet, welches es erlaubt, die Auswirkungen auf die Tunnelstruktur unter Berücksichtigung der Bodenbettung zu erfassen. Diese Information stellen essentielle Eingangsparameter zur Durchführung einer weitergehenden Risikoanalyse dar.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Systematik eines Beschleunigungssensor-Designkonzepts auf MEMS-Basis.

Systematik eines Beschleunigungssensor-Designkonzepts auf MEMS-Basis. von Hiermaier,  Stefan, Külls,  Robert, Thoma,  Klaus
In dieser Dissertation wird eine Methodik zur Entwicklung von Beschleunigungssensoren, die speziell hochfrequente Belastungen hoher Amplitude messen sollen, vorgestellt. Mithilfe der Methodik, welche gleichzeitig Sensitivität und Bandbreite des Sensors optimiert, wird ein piezoresistives Design entwickelt und gefertigt, das höhere Leistungsdaten aufweist als existierende Lösungen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Einfluss von Adhäsivstoffen auf das ballistische Verhalten geklebter Keramik-Metall-Verbunde.

Einfluss von Adhäsivstoffen auf das ballistische Verhalten geklebter Keramik-Metall-Verbunde. von Hiermaier,  Stefan, Seifert,  Wolfgang
Stand der Technik im Bereich des leichten ballistischen Schutzes sind Verbunde aus Keramiken mit deformierbaren Backingwerkstoffen. Zur Fertigung der Keramikschutzplatten hat sich die Verwendung von Klebeprozessen etabliert. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass durch den Einsatz von Klebstoffen mit gezielt ausgewählten mechanischen Eigenschaften die Leistungsfähigkeit geklebter ballistischer Verbunde signifikant erhöht werden kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Impaktinduzierte Effekte auf Solargeneratoren im geostationären Orbit.

Impaktinduzierte Effekte auf Solargeneratoren im geostationären Orbit. von Hiermaier,  Stefan, Schimmerohn,  Martin, Thoma,  Klaus
Es wird ein Modell zur Beschreibung der zeitlichen und räumlichen Entwicklung von Plasmawolken, die beim Hypervelocity Impakt von Mikrometeoroiden und Weltraummüll entstehen, vorgestellt. Der Einfluss des Impaktplasmas auf die Funktion von Solargeneratoren von Satelliten im geostationären Orbit wird durch Impakt-Experimente untersucht. Der grundlegende Prozess impaktinduzierter Entladungen und dessen Fehlerbedingungen werden evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Identifikation und Analyse von sicherheitsbezogenen Komponenten in semi-formalen Modellen.

Identifikation und Analyse von sicherheitsbezogenen Komponenten in semi-formalen Modellen. von Hiermaier,  Stefan, Siebold,  Uli, Thoma,  Klaus
In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Identifikation sicherheitsbezogener Systeme in semi-formalen Modellen entwickelt. Anforderungen an das System werden mittels Zustandsdiagrammen, basierend auf weiteren Diagrammen der SysML, formuliert und mit modelliertem Verhalten verglichen. Maßzahlen bewerten die Bedeutsamkeit einzelner Komponenten. Die Eignung des Verfahrens wird u. a. anhand eines Batteriesystems für Elektrofahrzeuge gezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Analyse und Beschreibung des dynamischen Zugtragverhaltens von ultra-hochfestem Beton.

Analyse und Beschreibung des dynamischen Zugtragverhaltens von ultra-hochfestem Beton. von Hiermaier,  Stefan, Millon,  Oliver, Thoma,  Klaus
Ein Ziel der Materialforschung ist die Erhöhung der Widerstandfähigkeit von Werkstoffen, auch bei extremen Einwirkungen. Für stahlfaserbewehrten ultra-hochfesten Beton wird ein mesomechanischer Modellansatz entwickelt, der ausgehend von quasi-statischer Zugbelastung auch das hochdynamische Zugtragverhalten berechnen kann. Dabei werden die Faserwirkung und die Betonentfestigung separat analysiert und beschrieben und dann im Modell zusammengeführt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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7. Workshop Bau-Protect.

7. Workshop Bau-Protect. von Gebbeken,  Norbert, Hiermaier,  Stefan, Klaus,  Michael, Stolz,  Alexander
Der moderne bauliche Schutz dient dem Schutz der Bevölkerung. Während technische Lösungen vieler Problemstellungen erzielt werden konnten, stellen die Sensibilisierung gegenüber den Gefährdungen, Akzeptanz der Lösungen und die Bewertung der Effizienzsteigerung weiterhin eine Herausforderung dar. Hier setzt die Bau-Protect an und greift die Implementierung einer physikalischen Resilienz als Erweiterung der etablierten Sicherheitsarchitekturen auf.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Einfluss von Adhäsivstoffen auf das ballistische Verhalten geklebter Keramik-Metall-Verbunde.

Einfluss von Adhäsivstoffen auf das ballistische Verhalten geklebter Keramik-Metall-Verbunde. von Hiermaier,  Stefan, Seifert,  Wolfgang
Stand der Technik im Bereich des leichten ballistischen Schutzes sind Verbunde aus Keramiken mit deformierbaren Backingwerkstoffen. Zur Fertigung der Keramikschutzplatten hat sich die Verwendung von Klebeprozessen etabliert. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass durch den Einsatz von Klebstoffen mit gezielt ausgewählten mechanischen Eigenschaften die Leistungsfähigkeit geklebter ballistischer Verbunde signifikant erhöht werden kann.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Eingangsdatenspezifische Artefaktreduktion für algebraische Rekonstruktionsverfahren in der Computertomographie am Beispiel von Halbleiterdetektoren.

Eingangsdatenspezifische Artefaktreduktion für algebraische Rekonstruktionsverfahren in der Computertomographie am Beispiel von Halbleiterdetektoren. von Heusinger,  Victoria, Hiermaier,  Stefan
Die Arbeit adressiert die Reduktion von Strukturartefakten in der CT-Rekonstruktion. Dafür werden artefaktverursachende Bildpunkte automatisiert identifiziert und ihr Einfluss im Rekonstruktionsprozess über eine entsprechende Gewichtung vermindert, wodurch die zugehörigen Artefakte im Prozess nicht mehr entstehen können. Mit diesem Verfahren lassen sich Metallartefakte, Kanteneffekte, Strahlaufhärtungs- und Ringartefakte reduzieren.
Aktualisiert: 2023-03-31
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7. Workshop Bau-Protect.

7. Workshop Bau-Protect. von Gebbeken,  Norbert, Hiermaier,  Stefan, Klaus,  Michael, Stolz,  Alexander
Der moderne bauliche Schutz dient dem Schutz der Bevölkerung. Während technische Lösungen vieler Problemstellungen erzielt werden konnten, stellen die Sensibilisierung gegenüber den Gefährdungen, Akzeptanz der Lösungen und die Bewertung der Effizienzsteigerung weiterhin eine Herausforderung dar. Hier setzt die Bau-Protect an und greift die Implementierung einer physikalischen Resilienz als Erweiterung der etablierten Sicherheitsarchitekturen auf.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Zur Methodenentwicklung im Entwurf automobiler Strukturkonzepte in FVK-Metall-Hybridbauweise unter Crashbelastung.

Zur Methodenentwicklung im Entwurf automobiler Strukturkonzepte in FVK-Metall-Hybridbauweise unter Crashbelastung. von Dlugosch,  Michael, Hiermaier,  Stefan
Eine neue, multidisziplinäre Gesamtmethodik verfolgt erstmals einen übergreifend-integrativen Ansatz über die experimentelle Analyse sowie die Methodenentwicklung zur objektiven Materialauswahl und zur numerischen Crashsimulation von FVK-Metall-Hybridsystemen für den gewichtsoptimierten Einsatz in crashbelasteten Fahrzeugstrukturen in der Konzeptphase.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Beschreibung des Reaktionsablaufs energetischer Materialien bei Laserbestrahlung.

Beschreibung des Reaktionsablaufs energetischer Materialien bei Laserbestrahlung. von Hiermaier,  Stefan, Lück,  Martin
Für die Sicherheitsforschung ist die Untersuchung der Wirkung intensiver Laserstrahlung auf energetische Materialien ein Thema mit großer Relevanz, sie findet Anwendung bei der Entwicklung neuartiger Verfahren zur sicheren Entschärfung von Sprengsätzen. Die dabei auftretenden Prozesse konnten in der Vergangenheit noch nicht adäquat beschrieben werden und wurden in der vorliegenden Arbeit sowohl experimentell als auch numerisch untersucht.
Aktualisiert: 2022-09-07
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Einfluss des Pressdrucks auf UHMW-PE-Verbundmaterialien unter Impaktbelastung.

Einfluss des Pressdrucks auf UHMW-PE-Verbundmaterialien unter Impaktbelastung. von Hiermaier,  Stefan, Lässig,  Torsten
Es wurde zum ersten Mal der Einfluss des Pressdrucks auf das hochdynamische Materialverhalten unter Impaktbelastung experimentell nachgewiesen und mittels analytischer Formulierung beschrieben. Als Resultat wurde erstmalig der experimentelle Nachweis erbracht, dass der Herstellungsdruck Einfluss auf das Stoßwellenverhalten in UHMWPE-Verbunden hat. Es wurde erstmals ein wissenschaftlicher Nachweis erbracht, dass durch eine Erhöhung des Herstellungsdrucks die ballistische Resistenz erhöht werden kann. Erstmalige semi-analytische Beschreibung der Abhängigkeit der Zustandsgleichung von einem Herstellungs-parameter (Pressdruck). Erstmals wird zudem ein UHMWPE-Verbund mit einem Hydrocode (Ansys Autodyn) beschrieben. Das verwendete Materialmodell beschreibt in orthotroper Formulierung das elastische und plastische Deformations- und Versagensverhalten und wurde anhand von Experimenten kalibriert. Erstmalig wurde in diesem Zusammenhang ein UHMWPE-Verbund bezüglich seiner orthotroper, mechanischen Eigenschaften experimentell untersucht. Der abgeleitete Parametersatz für das numerische Materialmodell wurde in die Ansys-Autodyn-Datenbank aufgenommen.
Aktualisiert: 2022-09-07
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Computertomographie mit stark unterbestimmten Datensätzen für komplexe Anwendungen.

Computertomographie mit stark unterbestimmten Datensätzen für komplexe Anwendungen. von Hiermaier,  Stefan, Moser,  Stefan, Thoma,  Klaus
Ein für stark unterbestimmte Datensätze ausgelegtes algebraisches CT-Rekonstruktionsverfahren wurde um Methoden der Datenaufnahme, -verarbeitung und -analyse sowie Artefaktreduktion erweitert, theoretisch und experimentell charakterisiert und auf neue, komplexe Problemstellungen angewandt (Entwicklung unüblicher CT-Geometrien, experimentelle 3D-Untersuchung eines dynamischen Vorgangs und großvolumiger Objekte am Beispiel von Frachtcontainern).
Aktualisiert: 2022-09-07
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