TY - JOUR A1 - Raffeis, Iris A1 - Adjei-Kyeremeh, Frank A1 - Vroomen, Uwe A1 - Westhoff, Elmar A1 - Bremen, Sebastian A1 - Hohoi, Alexandru A1 - Bührig-Polaczek, Andreas T1 - Qualification of a Ni-Cu alloy for the laser powder bed fusion process (LPBF): Its microstructure and mechanical properties JF - Applied Sciences N2 - As researchers continue to seek the expansion of the material base for additive manufacturing, there is a need to focus attention on the Ni–Cu group of alloys which conventionally has wide industrial applications. In this work, the G-NiCu30Nb casting alloy, a variant of the Monel family of alloys with Nb and high Si content is, for the first time, processed via the laser powder bed fusion process (LPBF). Being novel to the LPBF processes, optimum LPBF parameters were determined, and hardness and tensile tests were performed in as-built conditions and after heat treatment at 1000 °C. Microstructures of the as-cast and the as-built condition were compared. Highly dense samples (99.8% density) were achieved after varying hatch distance (80 µm and 140 µm) with scanning speed (550 mm/s–1500 mm/s). There was no significant difference in microhardness between varied hatch distance print sets. Microhardness of the as-built condition (247 HV0.2) exceeded the as-cast microhardness (179 HV0.2.). Tensile specimens built in vertical (V) and horizontal (H) orientations revealed degrees of anisotropy and were superior to conventionally reported figures. Post heat treatment increased ductility from 20% to 31% (V), as well as from 16% to 25% (H), while ultimate tensile strength (UTS) and yield strength (YS) were considerably reduced. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3390/app10103401 SN - 2076-3417 N1 - Special Issue Materials Development by Additive Manufacturing Techniques VL - 10 IS - Art. 3401 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Bayer, Robin A1 - Temiz Artmann, Aysegül A1 - Digel, Ilya A1 - Falkenstein, Julia A1 - Artmann, Gerhard A1 - Creutz, Till A1 - Hescheler, Jürgen T1 - Mechano-pharmacological testing of L-Type Ca²⁺ channel modulators via human vascular celldrum model JF - Cellular Physiology and Biochemistry N2 - Background/Aims: This study aimed to establish a precise and well-defined working model, assessing pharmaceutical effects on vascular smooth muscle cell monolayer in-vitro. It describes various analysis techniques to determine the most suitable to measure the biomechanical impact of vasoactive agents by using CellDrum technology. Methods: The so-called CellDrum technology was applied to analyse the biomechanical properties of confluent human aorta muscle cells (haSMC) in monolayer. The cell generated tensions deviations in the range of a few N/m² are evaluated by the CellDrum technology. This study focuses on the dilative and contractive effects of L-type Ca²⁺ channel agonists and antagonists, respectively. We analyzed the effects of Bay K8644, nifedipine and verapamil. Three different measurement modes were developed and applied to determine the most appropriate analysis technique for the study purpose. These three operation modes are called, particular time mode" (PTM), "long term mode" (LTM) and "real-time mode" (RTM). Results: It was possible to quantify the biomechanical response of haSMCs to the addition of vasoactive agents using CellDrum technology. Due to the supplementation of 100nM Bay K8644, the tension increased approximately 10.6% from initial tension maximum, whereas, the treatment with nifedipine and verapamil caused a significant decrease in cellular tension: 10nM nifedipine decreased the biomechanical stress around 6,5% and 50nM verapamil by 2,8%, compared to the initial tension maximum. Additionally, all tested measurement modes provide similar results while focusing on different analysis parameters. Conclusion: The CellDrum technology allows highly sensitive biomechanical stress measurements of cultured haSMC monolayers. The mechanical stress responses evoked by the application of vasoactive calcium channel modulators were quantified functionally (N/m²). All tested operation modes resulted in equal findings, whereas each mode features operation-related data analysis. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.33594/000000225 SN - 1421-9778 VL - 54 SP - 371 EP - 383 PB - Cell Physiol Biochem Press CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Digel, Ilya A1 - Kern, Inna A1 - Geenen, Eva-Maria A1 - Akimbekov, Nuraly S. T1 - Dental plaque removal by ultrasonic toothbrushes JF - dentistry journal N2 - With the variety of toothbrushes on the market, the question arises, which toothbrush is best suited to maintain oral health? This thematic review focuses first on plaque formation mechanisms and then on the plaque removal effectiveness of ultrasonic toothbrushes and their potential in preventing oral diseases like periodontitis, gingivitis, and caries. We overviewed the physical effects that occurred during brushing and tried to address the question of whether ultrasonic toothbrushes effectively reduced the microbial burden by increasing the hydrodynamic forces. The results of published studies show that electric toothbrushes, which combine ultrasonic and sonic (or acoustic and mechanic) actions, may have the most promising effect on good oral health. Existing ultrasonic/sonic toothbrush models do not significantly differ regarding the removal of dental biofilm and the reduction of gingival inflammation compared with other electrically powered toothbrushes, whereas the manual toothbrushes show a lower effectiveness. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3390/dj8010028 SN - 2304-6767 VL - 8 IS - 28 SP - 1 EP - 13 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Götten, Falk A1 - Havermann, Marc A1 - Braun, Carsten A1 - Marino, Matthew A1 - Bil, Cees T1 - Wind-tunnel and CFD investigations of UAV landing gears and turrets – Improvements in empirical drag estimation JF - Aerospace Science and Technology N2 - This paper analyzes the drag characteristics of several landing gear and turret configurations that are representative of unmanned aircraft tricycle landing gears and sensor turrets. A variety of these components were constructed via 3D-printing and analyzed in a wind-tunnel measurement campaign. Both turrets and landing gears were attached to a modular fuselage that supported both isolated components and multiple components at a time. Selected cases were numerically investigated with a Reynolds-averaged Navier-Stokes approach that showed good accuracy when compared to wind-tunnel data. The drag of main gear struts could be significantly reduced via streamlining their cross-sectional shape and keeping load carrying capabilities similar. The attachment of wheels introduced interference effects that increased strut drag moderately but significantly increased wheel drag compared to isolated cases. Very similar behavior was identified for front landing gears. The drag of an electro-optical and infrared sensor turret was found to be much higher than compared to available data of a clean hemisphere-cylinder combination. This turret drag was merely influenced by geometrical features like sensor surfaces and the rotational mechanism. The new data of this study is used to develop simple drag estimation recommendations for main and front landing gear struts and wheels as well as sensor turrets. These recommendations take geometrical considerations and interference effects into account. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106306 SN - 1270-9638 VL - 107 IS - Art. 106306 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Akimbekov, Nuraly S. A1 - Digel, Ilya A1 - Sherelkhan, Dinara K. A1 - Lutfor, Afzalunnessa B. A1 - Razzaque, Mohammed S. T1 - Vitamin D and the Host-Gut Microbiome: A Brief Overview JF - Acta Histochemica et Cytochemica N2 - There is a growing body of evidence for the effects of vitamin D on intestinal host-microbiome interactions related to gut dysbiosis and bowel inflammation. This brief review highlights the potential links between vitamin D and gut health, emphasizing the role of vitamin D in microbiological and immunological mechanisms of inflammatory bowel diseases. A comprehensive literature search was carried out in PubMed and Google Scholar using combinations of keywords “vitamin D,” “intestines,” “gut microflora,” “bowel inflammation”. Only articles published in English and related to the study topic are included in the review. We discuss how vitamin D (a) modulates intestinal microbiome function, (b) controls antimicrobial peptide expression, and (c) has a protective effect on epithelial barriers in the gut mucosa. Vitamin D and its nuclear receptor (VDR) regulate intestinal barrier integrity, and control innate and adaptive immunity in the gut. Metabolites from the gut microbiota may also regulate expression of VDR, while vitamin D may influence the gut microbiota and exert anti-inflammatory and immune-modulating effects. The underlying mechanism of vitamin D in the pathogenesis of bowel diseases is not fully understood, but maintaining an optimal vitamin D status appears to be beneficial for gut health. Future studies will shed light on the molecular mechanisms through which vitamin D and VDR interactions affect intestinal mucosal immunity, pathogen invasion, symbiont colonization, and antimicrobial peptide expression. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1267/ahc.20011 SN - 1347-5800 VL - 53 IS - 3 SP - 33 EP - 42 PB - Japan Society of Histochemistry and Cytochemistry CY - Osaka ER - TY - JOUR A1 - Köhler, Klemens A1 - Wolf, Martin R. T1 - Organisatorische Maßnahmen zu Erhöhung der IT Sicherheit – Empfehlungen aus der Perspektive der Konflikttheorie N2 - Die NATO definiert den Cyberspace als die "Umgebung, die durch physische und nicht-physische Bestandteile zum Speichern, Ändern, und Austauschen von Daten mit Hilfe von Computer-Netzwerken" [NATO CCDCOE]. Darüber hinaus ist es ein Medium menschlicher Interaktion. IT Angriffe sind feindselige, nichtkooperative Interaktionen, die mittels Konflikttheorie beschrieben werden können. Durch die Anwendung dieses Gedankengebäudes auf IT Sicherheit von Organisationen können eine Reihe von Verbesserungen in Unternehmen identifiziert werden. Y1 - 2020 IS - Preprint ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Crookston, Brian M. A1 - Valero, Daniel T1 - Turbulent free-surface monitoring with an RGB-D sensor: the hydraulic jump case JF - Journal of Hydraulic Research Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1080/00221686.2020.1844810 SN - 1814-2079 PB - Taylor & Francis CY - London ER - TY - JOUR A1 - Marinkovic, Marko A1 - Butenweg, Christoph T1 - Earthquake-proof system for masonry infills in RC frame structures JF - International Journal of Masonry Research and Innovation Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1504/IJMRI.2020.106328 SN - 2056-9467 VL - 5 IS - 2 SP - 185 EP - 208 PB - Inderscience Enterprises CY - Olney, Bucks ER - TY - JOUR A1 - El-Deib, Khaled A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven T1 - Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten mit realistischen Modellen und erhöhten Verhaltensbeiwerten JF - Bautechnik N2 - Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten führt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr geführt werden können. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einführung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter verschärfen. Aufgrund der Erhöhung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht berücksichtigten Tragfähigkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verfügbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept für die gebäudespezifische Ermittlung von erhöhten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie die Überfestigkeiten berücksichtigt werden. Für die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von Wänden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. Für die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingeführt, mit dem die Interaktion von Wänden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erhöhten gebäudespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erhöhten Verhaltensbeiwerten für dieses Gebäude liegen deutlich näher an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben übliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenansätzen nachweisbar. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/bate.202000016 VL - 97 IS - 11 SP - 756 EP - 765 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Marinkovic, Marko A1 - Butenweg, Christoph T1 - Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk in Stahlbetonrahmentragwerken unter Erdbebenbeanspruchung JF - Mauerwerk N2 - Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus Mauerwerk weisen nach Erdbeben häufig schwere Schäden auf. Gründe hierfür sind die Beanspruchungen der Ausfachungswände durch die aufgezwungenen Rahmenverformungen in Wandebene und die gleichzeitig auftretenden Trägheitskräfte senkrecht zur Wandebene in Kombination mit der konstruktiven Ausführung des Ausfachungsmauerwerks. Die Ausfachung wird in der Regel knirsch gegen die Rahmenstützen gemauert, wobei der Verschluss der oberen Fuge mit Mörtel oder Montageschaum erfolgt. Dadurch kommt es im Erdbebenfall zu lokalen Interaktionen zwischen Ausfachung und Rahmen, die in der Folge zu einem Versagen einzelner Ausfachungswände oder zu einem sukzessiven Versagen des Gesamtgebäudes führen können. Die beobachteten Schäden waren die Motivation dafür, in dem europäischen Forschungsprojekt INSYSME für Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus hochwärmedämmenden Ziegelmauerwerk innovative Lösungen zur Verbesserung des seismischen Verhaltens zu entwickeln. Der vorliegende Beitrag stellt die im Rahmen des Projekts von den deutschen Projektpartnern (Universität Kassel, SDA-engineering GmbH) entwickelten Lösungen vor und vergleicht deren seismisches Verhalten mit der traditionellen Ausführung der Ausfachungswände. Grundlage für den Vergleich sind statisch-zyklische Wandversuche und Simulationen auf Wandebene. Aus den Ergebnissen werden Empfehlungen für die erdbebensichere Auslegung von Stahlbetonrahmentragwerken mit Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk abgeleitet. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/dama.202000011 SN - 1437-1022 VL - 24 IS - 4 SP - 194 EP - 205 PB - Wiley CY - Weinheim ER -