[Fakultät 3] Joint Degradation, Energy Balance, and Frictional Heating of Rocks under Cyclic Shear: Laboratory investigations and numerical simulations
- Herr Tian Huang, M.Sc.
- Dienstag, 20. Januar 2026, 14:30 Uhr
- Hörsaal Helmut-Härtig-Bau, HHB-1035, Gustav-Zeuner-Straße 1, 1. OG
Fractured rock masses under cyclic shear exhibit progressive stiffness and strength loss and roughness evolution. This thesis integrates laboratory tests, UDEC simulations, and machine learning. A novel cyclic-shear add-on enables adjustable angles, reversible loading, and access for infrared thermography, digital image correlation, and acoustic emission. High-resolution scanning with atomated digitalization tracks Joint Roughness Coefficient evolution, and a new slope-plus-amplitude relation improves JRC-JCS calibration. Parametric UDEC studies, including Local, Rayleigh, and Combined damping, quantify effects on stress-displacement response, energy balance, and kinetic-energy dissipation. An integrated mechanical-energy-thermal model treats frictional work as a heat source and reproduces temperature fields validated by thermography, linking degradation with frictional heating. Finally, meta-models identify CatBoost as surrogate, predicting strength parameters and energy partitions under conservation constraints. This framework couples degradation, energy, and heating, advancing methods and predictive modeling of sheared rock joints.tal methodology and predictive modeling of cyclically sheared rock joints.
[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] Untersuchung zweier heterogener Synthesewege zur nachhaltigen Methylformiatherstellung aus grünem Methanol
- Frau Luise Beckmann, M.Sc.
- Mittwoch, 28. Januar 2026, 11:00 Uhr
- Raum LES-1001 (Aula), Lessingstraße 45, 1. OG
Die vorliegende Arbeit widmet sich der Entwicklung zweier heterogen katalysierter Synthesewege zur nachhaltigen Herstellung von Methylformiat (MF) aus grünem Methanol. Untersucht wurden die Carbonylierung von Methanol mit Kohlenmonoxid sowie die Dehydrierung von Methanol unter Freisetzung von Wasserstoff. Mit dem stark basischen Ionenaustauscher Amberlyst A26 konnte ein metallfreier, regenerierbarer und energieeffizienter Katalysator für die Carbonylierung identifiziert werden, der selbst bei der Nutzung regenerativ erzeugten Kohlenmonoxids hohe MF-Ausbeuten ermöglicht. Für die Dehydrierung erwies sich der Cu/SiO2-MgO-Katalysator als besonders effizient. Die gezielte Kombination von sauren und basischen Oberflächenzentren führte zu synergetischen Effekten, die sowohl die Aktivität als auch die Selektivität deutlich verbesserten. Die Ergebnisse belegen das hohe Potenzial beider Prozesse für eine nachhaltige Methylformiatsynthese und unterstreichen ihren Beitrag zu einer energieeffizienten, klimaneutralen Kraftstoff- und Chemikalienproduktion.
[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 6] Relevanz von M&A für die Bankenkonzentration unter besonderer Berücksichtigung des Genossenschaftssektors
- Herr Heinz Dreesen, M.A.
- Mittwoch, 4. Februar 2026, 10:00 Uhr
- Raum 3.105, Schlossplatz 1, 3. OG
Ziel dieser Ausarbeitung ist es, einen Beitrag zur Konzentrationsentwicklung mit Fokus im genossenschaftlichen Bankensektor über insgesamt 5 Fachartikel zu leisten. Dafür wird zunächst die Regulierung als Treiber und die hiermit verbundene Motivation für Fusionen herausgearbeitet (Artikel 1). Hierauf aufbauend erfolgt eine Literaturanalyse mit dem Ziel, den Erfolg von M&A in der internationalen Bankenwelt zu analysieren und wesentliche Erfolgsfaktoren abzuleiten (Artikel 2). Hieran anknüpfend wird auf Grundlage bisheriger Forschungserkenntnisse die Konzentration im deutschen Genossenschaftsbankensektor (Artikel 3), im deutschen Sparkassensektor (Artikel 4) sowie im europäischen Genossenschaftsbankensektor (Artikel 5) untersucht. Es zeigt sich, dass der Konzentrationsprozess für deutsche Genossenschaftsbanken überwiegend von Fusionen geprägt ist, wohingegen für die deutschen Sparkassen und die europäischen Genossenschaftsbanken das organische Wachstum dominiert. Während für die Genossenschaftsbanken und Sparkassen in Deutschland eine gestiegene absolute Konzentration festzustellen ist, ist für die europäischen Genossenschaftsbanken auf Ebene der jeweiligen cooperaive networks eine Dekonzentration festzuhalten. Weitere wesentliche Erkenntnis ist, dass für die deutschen Keditgenossenschaften eine gestiegene relative Konzentration zu konstatieren ist, während für die deutschen Sparkassen und die Genossenschaftsbanken in Europa hingegen eine gesunkene relative Konzentration zu beobachten ist.
[Fakultät 4] Untersuchungen zur Beeinflussung der Faserlängenverteilung durch die Zerkleinerung beim CFK-Recycling
- Herr Dipl.-Ing. Philipp Karsten Niebel
- Freitag, 20. Februar 2026, 14:00 Uhr
- Hörsaal Maschinenbau, WEI-1051 Julius-Weisbach-Bau, Lampadiusstraße 4, 1. OG
Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) werden zunehmend im Leichtbausektor eingesetzt. Das Recycling dieses Verbundwerkstoffs bzw. der Wiedereinsatz recycelter Kohlenstofffasern (rCF) ist technisch möglich, in der Industrie jedoch kaum etabliert. Die Qualität der rCF schwankt aufgrund der Inhomogenität des CFK-Abfalls z. T. stark und ist schwer standardisierbar. Diese Arbeit behandelt die Einstellung einer engen Faserlängenverteilung (FLV), einem Qualitätsmerkmal von rCF, mithilfe eines angepassten Zerkleinerungsprozesses. Anhand von Versuchen werden konstruktive Parameter einer Rotorschere systematisch optimiert, sodass damit CFK-Partikel hergestellt werden können, deren Größe und Form eng mit der Geometrie der Zerkleinerungswerkzeuge korrelieren. Ein Modell bestätigt, dass ein Zusammenhang zwischen den somit einstellbaren Partikelabmessungen und der FLV besteht, wodurch diese im Zerkleinerungsprozess gezielt beeinflusst werden kann.
[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.