Universiẗat, Diss., 2004--Freiburg (Breisgau).

Magisterarbeit--Bamberg--Otto-Friedrich-Universität. / Contient un choix de documents. Bibliogr. p. 220-226.

Epithelial folding is an important morphogenetic process that is essential in transforming simple sheets of cells into complex three-dimensional tissues and organs during animal development (Davidson, 2012). Epithelial folding has been shown to rely on constriction forces generated by the apical actomyosin network (Martin et al., 2009; Roh-Johnson et al., 2012; Sawyer et al., 2010). However, the contributions of mechanical forces acting along lateral and basal cell surfaces to epithelial folding remain poorly understood. Here we combine live imaging with force measurements of epithelial mechanics to analyze the formation of two epithelial folds in the Drosophila larval wing imaginal disc. We show that these two neighboring folds form via two distinct mechanisms. These two folds are driven either by decrease of basal tension or increase of lateral tension, none of them depends on apical constriction. In the first fold, a local decrease in extracellular matrix (ECM) density in prefold cells results in a reduction of mechanical tension on the basal cell surface, leading to basal expansion and fold formation. Consistent with that, a local reduction of ECM by overexpression of Matrix metalloproteinase II is sufficient to induce ectopic folding. In the second fold a different mechanism is at place. Here basal tension is not different with neighboring cells, but pulsed dynamic F-actin accumulations along the lateral interface of prefold cells lead to increased lateral tension, which drives cell shortening along the apical-basal axis and fold formation. In this thesis I described two distinct mechanisms driving epithelial folding, both basal decrease and lateral increase in tension can generate similar morphological changes and promote epithelial folding in the Drosophila wing discs. / Die Faltung von Epithelien ist ein wichtiger morphogenetischer Prozess, der die Entstehung komplexer, dreidimensionaler Gewebe und Organe aus einfachen Zellschichten ermöglicht (Davidson, 2012). Es ist bekannt, dass Kräfte erzeugt durch das apikale Aktomyosin-Netzwerk wichtig sind für die erfolgreiche Faltung von Epithelien (Martin et al., 2009; Roh-Johnson et al., 2012; Sawyer et al., 2010). Die Rolle von mechanischen Kräften, die entlang der lateralen und basalen Seite wirken, ist jedoch kaum verstanden. Wir verbinden Lebendmikroskopie mit der Messung von mechanischen Eigenschaften, um die Entstehung von 2 Epithelfalten in den Imaginalscheiben von Drosophila zu verstehen. Wir können dadurch zeigen, dass die beiden Falten durch unterschiedliche Mechanismen entstehen. Sie entstehen entweder durch eine Verringerung der Spannung auf der basalen Seite oder durch eine Erhöhung der Spannung auf der lateralen Seite, aber keine von beiden entsteht durch zusammenziehende Kräfte auf der apikalen Seite. Die erste Falte entsteht durch eine lokale Verringerung der extrazellulären Matrix in den Vorläuferzellen, was zu einer Reduktion der Spannung auf der basalen Seite und zur Ausbildung der Falte führt. Die zweite Falte wird durch einen anderen Mechanismus ausgebildet. Hier ist nicht die Spannung auf der basalen Seite reduziert sondern dynamische Anreicherungen von F-Aktin auf der lateralen Seite resultieren in einer erhöhten lateralen Spannung, die zu einer Verkürzung der Zellen und damit zur Ausbildung einer Falte führt. In meiner Arbeit zeige ich 2 neue Mechanismen zur Entstehung von Epithelfalten auf, durch Absenken der Spannung auf der basalen oder Erhöhen auf der lateralen Seite.

This research was undertaken for studying the bond behaviour of Lightweight Fibre-reinforced Concrete (LWFC). Lightweight concrete is inherently weak in tension and has higher brittleness than the conventional concrete. To improve these and other properties, it is generally reinforced with deformed bars and fibres. There are number of studies that favour the use of Steel fibres, however such studies are mainly focused either on normal weight concrete or on the mechanical properties of different concretes. There are also different committee reports and in some cases specific sections of codes that specifically deal with the normal weight fibre-reinforced concrete. However, such is not the case with lightweight fibre-reinforced concrete; there is limited literature available especially on the Bond of lightweight fibre-reinforced concrete. In current research work effect of fibres is studied on the bond behaviour of the lightweight reinforced concrete. Since most of code provisions for bond are based on experimental work originally carried out on conventional concrete, effect of fibres on bond of conventional concrete was therefore also included in present research domain. Main bond tests were carried out using Pull-out test methodology. Test results indicate that the ultimate bond strength of conventional concrete when reinforced with steel fibres increased by 29%. However due to very low density and high porosity of lightweight aggregates, no significant improvement on bond strength of LWFC, as a result of fibres’ addition could be observed. Nevertheless, there is noteworthy improvement in the post-cracking bond strength of LWFC. Besides this, current bond-stress slip law as defined by Model Code 2010 does not reflect the positive effect of fibres, hence some modifications are suggested. It is also found that among the existing code expressions for estimation of bond strength, expression proposed by Model Code 2010 presents better results and its effectiveness can be further increased if fibre factor and factor for lightweight concrete are considered.

Die steigende Nachfrage nach mechanischen Kleinuhren und deren monopolhafte, meist in Schweizer Unternehmen erfolgte Fertigung der Uhrenkomponenten, führten zu einem stetig zunehmenden Interesse, historisch gewachsene handwerkliche Vorgaben und Vorschriften zu hinterfragen. Genauere Fertigungstechnologien, die Verwendung neuerer Materialien und die Möglichkeit des Einsatzes heutiger Rechentechnik bei der Auslegung und Qualitätssicherung, welche beispielsweise in der Feinwerktechnik, dem Maschinenbau oder der Fahrzeugtechnik seit Jahren Stand der Technik sind, führen zu Forschungsaufgaben mit der Möglichkeit, ermittelte theoretische Ergebnisse mit reichlich handwerklichen Erfahrungen der Uhrmacher zu stützen. Das Interesse, die Funktionsweise der einzelnen Teilsysteme im Uhrwerk genau zu analysieren, Möglichkeiten der Anpassung sowohl fertigungsbedingt als auch wirkungsgrad- und genauigkeitssteigernd aufzuzeigen und zu definieren führte zur Anfertigung dieser Arbeit. Mit dieser Arbeit wird ein Beitrag geschaffen, welcher das systematische Vorgehen bei der Analyse und der Berechnung der Uhrwerkskomponenten Räderwerk und Schweizer Ankerhemmung beschreibt. Es werden theoretische Untersuchungen aufgeführt, Optimierungsparameter herausgestellt und Messungen an realen Uhrwerken durchgeführt, insbesondere zur Validierung der theoretischen Untersuchungen. Mit der Auswertung der Messergebnisse werden Möglichkeiten gezeigt, geometrische und kinematische Problemstellungen zu identifizieren und gezielt anzupassen.

Eisen-Palladium-Legierungen sind besonders interessante Funktionsmaterialien, die vielfältige physikalische Eigenschaften besitzen, wie z. B. einen thermischen und magnetischen Formgedächtniseffekt sowie pseudoelastisches und pseudoplastisches Verhalten. In der Zusammensetzung Fe7Pd3 weist dieses Materialsystem zudem Biokompatibilität und eine hohe Duktilität auf, weshalb sich diese Legierung als Material für Implantate oder Aktuatoren im medizinischen Bereich eignet. Der magnetfeldinduzierte Formgedächtniseffekt wird in Fe7Pd3 ausschließlich in einer verzwillingten, kubisch-tetragonalen, martensitischen Struktur beobachtet und hängt von der Beweglichkeit der Zwillingsgrenzen im Material und der magnetischen Anisotropieenergie ab. Mit dem Ziel, Informationen über die Entstehung und das Verhalten von Zwillingsstrukturen an der Probenoberfläche und im Probeninneren zu gewinnen, befasst sich diese Arbeit mit den mechanischen Eigenschaften von freistehenden einkristallinartigen Fe7Pd3-Dünnschichten mit 500 nm Dicke. Bei Dehnungsexperimenten kann der spannungsinduzierte martensitische Phasenübergang in freistehenden Fe7Pd3-Dünnschichten in-situ mit Elektronenmikroskopie beobachtet werden. Während der Dehnung der Proben kann bei diesen Messungen außerdem die spannungsinduzierte Bewegung von Zwillingsstrukturen nachgewiesen werden. Die Beweglichkeit der Zwillingsgrenzen in den Proben wird zudem mit einem Aufbau zur Detektion akustischer Emissionen während Nanoindentations-Messungen untersucht. Bei diesen Messungen kann die spannungsinduzierte abrupte Bewegung von Zwillingsgrenzen festgehalten werden. Hierbei zeigt sich, dass diese in polykristallinen Fe7Pd3-Volumenproben unter Spannung in Bewegung versetzt werden, wohingegen dieses Verhalten in freistehenden Dünnschichten nicht nachgewiesen werden kann. Mit Dehnungsexperimenten und Nanoindentations-Messungen wird zusätzlich der Elastizitätsmodul der Proben bestimmt, der stark von der globalen bzw. lokalen Probenmorphologie beeinflusst wird und 2,2-8,3 GPa bzw. 3,5-10,2 GPa beträgt. Des Weiteren wird die mit Stoßwellen induzierte martensitische Umwandlung untersucht, indem die Ergebnissen von Molekulardynamik-Simulationen ausgewertet werden. Hierbei wird festgestellt, dass diese Behandlung, je nach Oberflächenmorphologie der Probe, eine Transformation zu einzelvariantem oder multivariantem Martensit induziert. Um die Qualität der Probenoberflächen zu verbessern, erfolgt zudem eine systematische Untersuchung des verwendeten Herstellungsverfahrens von Fe7Pd3-Dünnschichten.

Während die Verfahren Schweißen und Kleben für Magnesiumwerkstoffe bereits vielfältig untersucht worden sind, standen bisher zur Frage der Lötmöglichkeit nur ansatzweise Ergebnisse zur Verfügung. Das Ziel dieser Dissertation besteht darin, einen Beitrag zur Erweiterung der geeigneten Fügeverfahren zu leisten. Als Randbedingungen werden folgende Punkte als wesentlich erachtet: Das Verfahren soll einfach in den Produktionszyklus zu integrieren sein. Die Lötverbindung darf aus der Sicht der Korrosionseigenschaften keinen Schwachpunkt bilden. Es werden geeignete Lote hergestellt und hinsichtlich ihrer Gefügeausbildung und ihres Schmelzverhaltens charakterisiert. Für Lötverbindungen mit den Grundwerkstoffen AZ31 und AZ91 werden die sich ausbildenden Gefüge beschrieben. Die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften erfolgt durch Zugversuche in Stumpfstoß- und Überlappgeometrie, durch Schwingversuche sowie durch Härtemessungen. Korrosionseigenschaften der Lötverbindungen werden in unterschiedlichen Elektrolyten und Umgebungsmedien bewertet. Ursachen der Entstehung von Lötfehlern werden diskutiert.

In der vorliegenden Arbeit wird ein Überblick über aktuelle Entwicklungen beim Einsatz von Leichtmetallen im Leichtbau gegeben und dabei vor allem die Bedeutung der Werkstoffe Aluminium, Magnesium und Titan herausgestrichen. Dabei wird ersichtlich, welche Bedeutung Guss- und Knetlegierungen im Einzelnen zukommt und wie sich durch neue Erkenntnisse bei der Werkstoffbehandlung neue Strategien für Konstruktion und Fertigung ergeben. Eine sehr wesentliche Rolle für die optimale Nutzung der Werkstoffeigenschaften spielen die Fügeverfahren. Optimierte Werkstoffe mit neuen Eigenschaftsprofilen erfordern angepasste Fügeverfahren, um mit den Fügestellen keine Schwachpunkte in der Konstruktion zu schaffen. Nicht zuletzt soll die Arbeit durch die Zusammenfassung und Gegenüberstellung aktueller Forschungsergebnisse und des Standes von Forschung und Technik zu neuen Ideen im Sinne des Leichtbaus anregen.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, mit Hilfe einer neu entwickelten Methode zur getrennten Bestimmung des Feststoffausbringens durch Trübemitführung und Heterokoagulation die Wirkung einiger wichtiger Prozessparameter zu bewerten. Darüber hinaus ist der Einfluss der Modifizierung des Suspensionszustandes (Änderung der Turbulenzintensität) bzw. des Flockungszustandes hydrophiler Teilchen auf die Trübemitführung feiner hydrophiler Teilchen in mechanischen Flotationsapparaten aufzuklären. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sind ein Beitrag zur Erweiterung der Kenntnisse über die Mechanismen der Trübemitführung in mechanischen Flotationsapparaten. Sie liefern wesentliche neue Hinweise zur Steuerung und Reduzierung der Trübemitführung. Aus den Schlussfolgerungen der Arbeit können wichtige Maßnahmen und Kriterien zur Optimierung der Feinstteilchenflotation bei der Aufbereitung komplex zusammensetzter, wertstoffarmer Rohstoffe und für das Recycling von festen Abfällen abgeleitet werden.

Ziel dieser Arbeit war es, durch verschiedene physikalische Schmelzebehandlungsverfahren eine Kornfeinung und eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Magnesiumlegierungen zu bewirken. Vibrationsversuche mit furanharzgebundenen Formen zeigten sehr uneinheitliche Ergebnisse über die untersuchten Legierungen. Eindeutige funktionale Zusammenhänge zwischen den Parametern und den mechanischen Eigenschaften konnten nicht gefunden werden. Untersuchungen zum Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit während einer Vibrationsbehandlung zeigten eine geringe Kornfeinung in Folge der Vibration. Die Ultraschallbehandlung verschiedener Magnesiumlegierungen im Kokillenguss lieferte ein wellenförmiges Verhalten der einzelnen Ergebnisse. Magnetohydrodynamikversuche an geschlichteten, zylindrischen Proben, die in Furanharzformen abgegossen wurden, führten zu zirkulationsrichtungsabhängigen Ergebnissen. Es konnten homogenere Korngrößen und erhöhte Festigkeitswerte erreicht werden.