[Fakultät 4] Beitrag zur Vorhersage von Betriebszuständen auf Walzenpressen durch Abgleich mit einem Digitalen Zwilling

  • Herr Dipl.-Ing. Johannes Müller
  • Montag, 12. Januar 2026, 14:00 Uhr
  • Hörsaal Maschinenbau, WEI-1051, Julius-Weisbach-Bau, Lampadiusstraße 4, 1. OG

Kalisalze dienen als zentraler Rohstoff für Düngemittel und weitere Produkte. Ein Kernprozess zur Aufbereitung von Kalisalzen ist die Kompaktier-Granulierung, welche aus den Makroprozessen Pressagglomeration mit Walzenpressen, Zerkleinerung, Klassieren und Mischen besteht. In diesem Prozess ist die Optimierung hinsichtlich des Produktdurchsatzes und der Energieeffizienz von hoher Relevanz. Störzustände wie materialbedingte Anhaftungen („Aufschmelzungen“) an den Walzenoberflächen beeinträchtigen die Anlagenverfügbarkeit und -leistung. In dieser Arbeit wurden diese Anhaftungen kleintechnisch, halbtechnisch und im industriellen Maßstab untersucht. Wesentliche Einflussgrößen sind Pressdruck, Temperatur, Materialmischung und der Zustand der Walzenoberfläche. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen wurde mittels einer KI-gestützten Signifikanzanalyse eine Regelstrategie entwickelt, die erfolgreich in einer Industrieanlage zur Reduktion der Anhaftungen eingesetzt wird und in einem Patent festgehalten wurde.

[Fakultät 2] Methodische Beiträge zur dreidimensionalen Mikro-Röntgenfluoreszenzanalyse

  • Herr Korbinian Heimler, M.Sc.
  • Donnerstag, 15. Januar 2026, 14:30 Uhr
  • Raum LES-1001 (Aula), Lessingstraße 45, 1. OG

Die Charakterisierung dreidimensionaler Elementverteilungen gewinnt in zahlreichen Disziplinen zunehmend an Relevanz. Die konfokale Mikro-Röntgenfluoreszenzspektroskopie hebt sich durch ihre Fähigkeit zur tiefensensitiven, zerstörungsfreien Elementanalyse hervor. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Aufbau und die Funktionsweise eines kommerziellen µRFA-Spektrometers vorgestellt, welches infolge gerätetechnischer Modifikationen Analysen in konfokaler Messgeometrie ermöglicht. Es wurden erfolgreich ortsaufgelöste Messprogramme etabliert, Kalibrierungs-Routinen zur analytischen Qualitätssicherung implementiert, charakteristische Spektrometer-Parameter bestimmt und Strategien zur Auswertung konfokaler Datensätze vorgestellt. Die vielversprechende Praxistauglichkeit und Leistungsfähigkeit des Tischspektrometers zur orts- sowie tiefenaufgelösten Elementanalyse konnte anhand von Probensystemen aus interdisziplinären Anwendungsfeldern, wie der Referenzmaterialentwicklung, Archäometrie sowie den Bio-, Geo- und Baustoffwissenschaften, aufgezeigt werden.

[Fakultät 3] The Hanging Edge Technique for Adaptive Mesh Refinement in 3D Transient Electromagnetic Modeling

Zur dreidimensionalen Simulation von transient-elektromagnetischen Messungen (TEM) am Vulkan wird ein mehrteiliges Computerprogramm (Workflow) entwickelt, das vektorwertige finite Elemente auf unstrukturierten Tetraedergittern mit dem impliziten Euler- und einem Krylow-Unterraum-Verfahren kombiniert. Vorgestellt werden dabei u. a. ein neuer Magnetfeldansatz im Zeitbereich sowie ein direktes Verfahren zur adaptiven Gitterverfeinerung (AMR), das auf sog. hängenden Kanten basiert und deren linear abhängige Freiheitsgrade interpoliert. Nach Validierung aller Programmbausteine in mehreren numerischen Experimenten werden Feldmessungen auf dem Vulkan Stromboli simuliert. Die durch AMR-basierte Konvergenzstudien verifizierten Ergebnisse deuten darauf hin, dass der magmatische Schlot mithilfe von TEM abgebildet werden kann, wenn Sender und Empfänger in der Gipfelregion positioniert werden. Insgesamt zeigt sich der vorgestellte Workflow als zuverlässiges und vielseitiges Werkzeug zur Planung zukünftiger Feldmessungen in komplexen geologischen Verhältnissen.

[Fakultät 5] Mehrachsige und anisotherme Hochtemperaturermüdung der Nickelbasis-Superlegierung Inconel 718

  • Herr Dipl.-Ing. Marco Böcker
  • Freitag, 23. Januar 2026, 14:00 Uhr
  • Hörsaal Metallkunde, MET-2065, Haus Metallkunde, Gustav-Zeuner-Straße 5, 2. OG

In dieser Arbeit wurde ein experimentelles Verfahren zur Ermittlung des planar-biaxialen Hochtemperatur-Ermüdungsverhaltens der Nickelbasis-Superlegierung IN718 erfolgreich angewendet. Hierzu wurden erstmals systematisch planar-biaxiale LCF- und TMF-Versuche in einem Temperaturbereich von 400°C bis 630°C an zwei Chargen durchgeführt und durch einachsige Versuche ergänzt. Zusätzlich wurden Warmzugversuche sowie Mikrostrukturuntersuchungen durchgeführt. Das Deformationsverhalten zeigte eine ausgeprägte zyklische Entfestigung, verstärkt bei höheren Temperaturen und Beanspruchungsamplituden. Die zyklischen Spannungs-Dehnungs-Kurven wurden durch den Ramberg-Osgood-Ansatz beschrieben. Die Lebensdauer unter einachsiger Beanspruchung wurde mittels Manson-Coffin- und Basquin-Beziehungen modelliert, wobei je nach Temperatur und Versuchsart unterschiedliche Parametersätze verwendet wurden. Für TMF-Versuche zeigte sich eine Lebensdauerkreuzung zwischen In-Phase (IP)- und Out-of-Phase (OP)-Beanspruchung in Abhängigkeit der mechanischen Dehnungsamplitude. Ein deutlicher Einfluss des Biaxialitätsverhältnisses auf die Lebensdauer wurde in proportionalen Versuchen nachgewiesen und mit einem modifizierten Vergleichsdehnungsansatz nach Itoh et al. abgebildet. Nicht-proportionale Versuche zeigten eine beschleunigte Schädigungsentwicklung. Mikroskopisch wurden Rissinitiationen an oxidierten Primärcarbiden nahe der Oberfläche festgestellt. Das Risswachstumsverhalten war abhängig von der Temperatur und dem Beanspruchungsmodus: Bei 400 °C dominierten transkristalline, bei 630 °C interkristalline Risspfade. Unter IP trat überwiegend interkristallines, unter OP transkristallines Wachstum auf. Ferner konnte die temperatur- und beanspruchungsabhängige Bildung von δ-Phase nachgewiesen werden – auch unter LCF-Beanspruchung bei 400 °C.

[Fakultät 2] Möglichkeiten der Einflussnahme auf die elektronische Struktur in Übergangsmetalloxiden - Modellierung und Anwendung

  • Herr Christian Ludt, M.Sc.
  • Freitag, 30. Januar 2026, 14:00 Uhr
  • Hörsaal Gellert-Bau, GEL-0001, Leipziger Straße 23, EG

Die elektronische Struktur bestimmt wesentliche Materialeigenschaften und lässt sich gezielt modifizieren. Verfahren wie Dotierungen, Defekt-Engineering oder die Variation von Druck und Temperatur sind etabliert. Ein vertieftes Verständnis dieser Struktur treibt technologische Entwicklungen maßgeblich voran. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen für die ausgewählten Beispiele funktioneller Oxide (SrTiO3, BaTiO3, LiTaO3, LiNbO3 & TeO2), wie spezifische Defekte und Stapelfehler die Elektronenbeweglichkeit und den Bandlückencharakter beeinflussen, wie ferroelektrische Phasenübergänge mittels AIMD auf atomischer Skala umfassend beschrieben werden können, wie kombinierte ab-initio- und experimentelle Methoden zur Bestimmung der pyroelektrischen Koeffizienten eingesetzt werden können und wie akustische stehende Wellen lokale Eigenschaftsmodifikationen in kristallinen Materialien hervorrufen können. Die detaillierte Beschreibung der zu Grunde liegenden physikalischen Kopplungsphänomene stärkt das Materialverständnis und zeigt Wege zu neuen Anwendungen auf.

[Fakultät 3] Hydrogeological assessment and modelling of the Siguatepeque Aquifer System, Honduras

  • Herr Nelson Geovanny Mejia Pineda, M.Sc.
  • Dienstag, 3. Februar 2026, 15:00 Uhr
  • Hörsaal Geophysik, MEI-0080, Otto-Meißer-Bau, Gustav-Zeuner-Straße 12, EG

This thesis develops a hydrogeological characterization in Siguatepeque, Honduras. A complete well inventory was registered and mapped, total well abstraction was estimated, and average recharge was calculated. Potential recharge zones were determined through a multicriteria analysis. With this information, a numerical groundwater flow model was developed, and future scenarios were simulated to assess the joint impact of population growth and climate change on groundwater availability. The semiconfined aquifer (228 km2) was classified with an intermediate to low yield for groundwater supply. Average recharge was calculated as 10.7 million m3/year and total well extraction as 4.5 million m3/year, although confirming a historical decrease in the water table under the urban area. By 2050 the model predicts a decline of groundwater levels, with signigicant impacts on most public wells, expecting a 19 % deficit of groundwater supply. Ongoing practical applications of thesis results and policy impacts are discussed. The thesis provides important insights and tools for the sustainable management of the Siguatepeque aquifer system, and potentially beyond in similar contexts in developing regions.

[Fakultät 3] Development of a simulation tool for numerical simulation of longwall mining based on automatically generated Universal Distinct Element Code

  • Frau Dipl.-Geoinf. Evelyn Bennewitz
  • Dienstag, 24. Februar 2026, 14:30 Uhr
  • Hörsaal Helmut-Härtig-Bau, HHB-1035, Gustav-Zeuner-Straße 1, 1. OG

Current energy demand cannot yet be fully met by natural energy sources. There is a world-wide increase in new coal mine developments. Efficient and sustainable ground control for coal mining is based on numerical modeling and monitoring to prevent mining disasters and ensure continued mining operations. Current studies often use continuum-based modeling, although this is limited to continuity laws that are unable to adequately represent nonlinear and anisotropic behavior, such as that found in coal. Research shows that they are generally limited to stable mining conditions of a single mining step and are not applicable to varying mining conditions that occur during a multi-step mining process. The doctoral thesis provides a new simulation tool RIS2 and its automatically gererated UDEC simulation code for discontinuum-based modeling of rock strata responses on static-dynamic loading of a multi-step longwall mining process with shield and face advance. Other RIS2 application fields like room-and-pillar-mining are also presented.