Künstliche Randbedingungen und Algebraische Äquivalenzen in der Elastizitätstheorie

In dieser Arbeit werden zwei Aspekte bei Randwertproblemen der linearen Elastizitätstheorie untersucht: die Approximation von Lösungen auf unbeschränkten Gebieten und die Änderung von Symmetrieklassen unter speziellen Transformationen. Ausgangspunkt der Dissertation ist das von Specovius-Neugebauer und Nazarov in "Artificial boundary conditions for Petrovsky systems of second order in exterior domains and in other domains of conical type"(Math. Meth. Appl. Sci, 2004; 27) eingeführte Verfahren zur Untersuchung von Petrovsky-Systemen zweiter Ordnung in Außenraumgebieten und Gebieten mit konischen Ausgängen mit Hilfe der Methode der künstlichen Randbedingungen. Dabei werden für die Ermittlung von Lösungen der Randwertprobleme die unbeschränkten Gebiete durch das Abschneiden mit einer Kugel beschränkt, und es wird eine künstliche Randbedingung konstruiert, um die Lösung des Problems möglichst gut zu approximieren. Das Verfahren wird dahingehend verändert, dass das abschneidende Gebiet ein Polyeder ist, da es für die Lösung des Approximationsproblems mit üblichen Finite-Element-Diskretisierungen von Vorteil sei, wenn das zu triangulierende Gebiet einen polygonalen Rand besitzt. Zu Beginn der Arbeit werden die wichtigsten funktionalanalytischen Begriffe und Ergebnisse der Theorie elliptischer Differentialoperatoren vorgestellt. Danach folgt der Hauptteil der Arbeit, der sich in drei Bereiche untergliedert. Als erstes wird für abschneidende Polyedergebiete eine formale Konstruktion der künstlichen Randbedingungen angegeben. Danach folgt der Nachweis der Existenz und Eindeutigkeit der Lösung des approximativen Randwertproblems auf dem abgeschnittenen Gebiet und im Anschluss wird eine Abschätzung für den resultierenden Abschneidefehler geliefert. An die theoretischen Ausführungen schließt sich die Betrachtung von Anwendungsbereiche an. Hier werden ebene Rissprobleme und Polarisationsmatrizen dreidimensionaler Außenraumprobleme der Elastizitätstheorie erläutert. Der letzte Abschnitt behandelt den zweiten Aspekt der Arbeit, den Bereich der Algebraischen Äquivalenzen. Hier geht es um die Transformation von Symmetrieklassen, um die Kenntnis der Fundamentallösung der Elastizitätsprobleme für transversalisotrope Medien auch für Medien zu nutzen, die nicht von transversalisotroper Struktur sind. Eine allgemeine Darstellung aller Klassen konnte hier nicht geliefert werden. Als Beispiel für das Vorgehen wird eine Klasse von orthotropen Medien im dreidimensionalen Fall angegeben, die sich auf den Fall der Transversalisotropie reduzieren lässt.

Rissbildung und Zugtragverhalten von mit Stabstahl und Fasern bewehrtem Ultrahochfesten Beton (UHPC)

Ultrahochfester Beton (UHPC) ist ein sehr gefügedichter zementgebundener Werkstoff, der sich nicht nur durch eine hohe Druckfestigkeit, sondern auch durch einen hohen Widerstand gegen jede Form physikalischen oder chemischen Angriffs auszeichnet. Duktiles Nachbruchverhalten bei Druckversagen wird meist durch die Zugabe dünner kurzer Fasern erreicht. In Kombination mit konventioneller Betonstahl- oder Spannbewehrung ermöglicht UHPC die Ausführung sehr schlanker, weitgespannter Konstruktionen und eröffnet zugleich neue Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel die flächenhafte Beschichtung von Brückendecks. Durch das Zusammenwirken kontinuierlicher Bewehrungselemente und diskontinuierlich verteilter kurzer Fasern ergeben sich unter Zugbeanspruchung Unterschiede gegenüber dem bekannten Stahl- und Spannbeton. In der vorliegenden Arbeit wird hierzu ein Modell entwickelt und durch eine umfangreiche Versuchsreihe abgesichert. Ausgangspunkt sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Verbundverhalten von Stabstählen in einer UHPC-Matrix und zum Einfluss einer Faserzugabe auf das Reiß- und Zugtragverhalten von UHPC. Die Modellbildung für UHPC-Zugelemente mit gemischter Bewehrung aus Stabstahl und Fasern erfolgt auf der Grundlage der Vorgänge am diskreten Riss, die daher sehr ausführlich behandelt werden. Für den elastischen Verformungsbereich der Stabbewehrung (Gebrauchslastbereich) kann damit das Last-Verformungs-Verhalten für kombiniert bewehrte Bauteile mechanisch konsistent unter Berücksichtigung des bei UHPC bedeutsamen hohen Schwindmaßes abgebildet werden. Für die praktische Anwendung wird durch Vereinfachungen ein Näherungsverfahren abgeleitet. Sowohl die theoretischen als auch die experimentellen Untersuchungen bestätigen, dass der faserbewehrte UHPC bei Kombination mit kontinuierlichen Bewehrungselementen selbst kein verfestigendes Verhalten aufweisen muss, um insgesamt verfestigendes Verhalten und damit eine verteilte Rissbildung mit sehr keinen Rissbreiten und Rissabständen zu erzielen. Diese Beobachtungen können mit Hilfe der bisher zur Verfügung stehenden Modelle, die im Wesentlichen eine Superposition isoliert ermittelter Spannungs-Dehnungs-Beziehungen des Faserbetons und des reinen Stahls vorsehen, nicht nachvollzogen werden. Wie die eigenen Untersuchungen zeigen, kann durch ausreichend dimensionierte Stabstahlbewehrung zielgerichtet und ohne unwirtschaftlich hohe Fasergehalte ein gutmütiges Verhalten von UHPC auf Zug erreicht werden. Die sichere Begrenzung der Rissbreiten auf deutlich unter 0,1 mm gewährleistet zugleich die Dauerhaftigkeit auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen. Durch die Minimierung des Material- und Energieeinsatzes und die zu erwartende lange Nutzungsdauer lassen sich so im Sinne der Nachhaltigkeit optimierte Bauteile realisieren.

Punching Shear Behavior of UHPC Flat Slabs

At the Institute of Structural Engineering of the Faculty of Civil Engineering, Kassel University, series tests of slab-column connection were carried out, subjected to concentrated punching load. The effects of steel fiber content, concrete compressive strength, tension reinforcement ratio, size effect, and yield stress of tension reinforcement were studied by testing a total of six UHPC slabs and one normal strength concrete slab. Based on experimental results; all the tested slabs failed in punching shear as a type of failure, except the UHPC slab without steel fiber which failed due to splitting of concrete cover. The post ultimate load-deformation behavior of UHPC slabs subjected to punching load shows harmonic behavior of three stages; first, drop of load-deflection curve after reaching maximum load, second, resistance of both steel fibers and tension reinforcement, and third, pure tension reinforcement resistance. The first shear crack of UHPC slabs starts to open at a load higher than that of normal strength concrete slabs. Typically, the diameter of the punching cone for UHPC slabs on the tension surface is larger than that of NSC slabs and the location of critical shear crack is far away from the face of the column. The angle of punching cone for NSC slabs is larger than that of UHPC slabs. For UHPC slabs, the critical perimeter is proposed and located at 2.5d from the face of the column. The final shape of the punching cone is completed after the tension reinforcement starts to yield and the column stub starts to penetrate through the slab. A numerical model using Finite Element Analysis (FEA) for UHPC slabs is presented. Also some variables effect on punching shear is demonstrated by a parametric study. A design equation for UHPC slabs under punching load is presented and shown to be applicable for a wide range of parametric variations; in the ranges between 40 mm to 300 mm in slab thickness, 0.1 % to 2.9 % in tension reinforcement ratio, 150 MPa to 250 MPa in compressive strength of concrete and 0.1 % to 2 % steel fiber content. The proposed design equation of UHPC slabs is modified to include HSC and NSC slabs without steel fiber, and it is checked with the test results from earlier researches.

Optimierung der laserinduzierten Plasmaspektroskopie an Metallen durch Femtosekunden-Doppelpulse für die Entwicklung eines hochauflösenden 3D-Rasterabbildungsverfahrens

Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIPS) ist eine spektrochemische Elementanalyse zur Bestimmung der atomaren Zusammensetzung einer beliebigen Probe. Für die Analyse ist keine spezielle Probenpräparation nötig und kann unter atmosphärischen Bedingungen an Proben in jedem Aggregatzustand durchgeführt werden. Femtosekunden Laserpulse bieten die Vorteile einer präzisen Ablation mit geringem thermischen Schaden sowie einer hohen Reproduzierbarkeit. Damit ist fs-LIPS ein vielversprechendes Werkzeug für die Mikroanalyse technischer Proben, insbesondere zur Untersuchung ihres Ermüdungsverhaltens. Dabei ist interessant, wie sich die initiierten Mikrorisse innerhalb der materialspezifschen Struktur ausbreiten. In der vorliegenden Arbeit sollte daher ein schnelles und einfach zu handhabendes 3D-Rasterabbildungsverfahren zur Untersuchung der Rissausbreitung in TiAl, einer neuen Legierungsklasse, entwickelt werden. Dazu wurde fs-LIPS (30 fs, 785 nm) mit einem modifizierten Mikroskopaufbau (Objektiv: 50x/NA 0.5) kombiniert, welcher eine präzise, automatisierte Probenpositionierung ermöglicht. Spektrochemische Sensitivität und räumliches Auflösungsvermögen wurden in energieabhängigen Einzel- und Multipulsexperimenten untersucht. 10 Laserpulse pro Position mit einer Pulsenergie von je 100 nJ führten in TiAl zum bestmöglichen Kompromiss aus hohem S/N-Verhältnis von 10:1 und kleinen Lochstrukturen mit inneren Durchmessern von 1.4 µm. Die für das Verfahren entscheidende laterale Auflösung, dem minimalen Lochabstand bei konstantem LIPS-Signal, beträgt mit den obigen Parametern 2 µm und ist die bislang höchste bekannte Auflösung einer auf fs-LIPS basierenden Mikro-/Mapping-Analyse im Fernfeld. Fs-LIPS Scans von Teststrukturen sowie Mikrorissen in TiAl demonstrieren eine spektrochemische Sensitivität von 3 %. Scans in Tiefenrichtung erzielen mit denselben Parametern eine axiale Auflösung von 1 µm. Um die spektrochemische Sensitivität von fs-LIPS zu erhöhen und ein besseres Verständnis für die physikalischen Prozesse während der Laserablation zu erhalten, wurde in Pump-Probe-Experimenten untersucht, in wieweit fs-Doppelpulse den laserinduzierten Abtrag sowie die Plasmaemission beeinflussen. Dazu wurden in einem Mach-Zehnder-Interferometer Pulsabstände von 100 fs bis 2 ns realisiert, Gesamtenergie und Intensitätsverhältnis beider Pulse variiert sowie der Einfluss der Materialparameter untersucht. Sowohl das LIPS-Signal als auch die Lochstrukturen zeigen eine Abhängigkeit von der Verzögerungszeit. Diese wurden in vier verschiedene Regimes eingeteilt und den physikalischen Prozessen während der Laserablation zugeordnet: Die Thermalisierung des Elektronensystems für Pulsabstände unter 1 ps, Schmelzprozesse zwischen 1 und 10 ps, der Beginn des Abtrags nach mehreren 10 ps und die Expansion der Plasmawolke nach über 100 ps. Dabei wird das LIPS-Signal effizient verstärkt und bei 800 ps maximal. Die Lochdurchmesser ändern sich als Funktion des Pulsabstands wenig im Vergleich zur Tiefe. Die gesamte Abtragsrate variiert um maximal 50 %, während sich das LIPS-Signal vervielfacht: Für Ti und TiAl typischerweise um das Dreifache, für Al um das 10-fache. Die gemessenen Transienten zeigen eine hohe Reproduzierbarkeit, jedoch kaum eine Energie- bzw. materialspezifische Abhängigkeit. Mit diesen Ergebnissen wurde eine gezielte Optimierung der DP-LIPS-Parameter an Al durchgeführt: Bei einem Pulsabstand von 800 ps und einer Gesamtenergie von 65 nJ (vierfach über der Ablationsschwelle) wurde eine 40-fache Signalerhöhung bei geringerem Rauschen erzielt. Die Lochdurchmesser vergrößerten sich dabei um 44 % auf (650±150) nm, die Lochtiefe um das Doppelte auf (100±15) nm. Damit war es möglich, die spektrochemische Sensitivität von fs-LIPS zu erhöhen und gleichzeitig die hohe räumliche Auflösung aufrecht zu erhalten.

Creencias sesgadas respecto al grado de "dureza" de algunas drogas en estudiantes universitarios

El objetivo de esta investigación es evaluar las creencias de los estudiantes universitarios respecto a la dureza de diez drogas: anfetaminas, café, heroína, barbitúricos, marihuana, ansiolíticos, tabaco, alcohol, cocaína y té. Ciento cincuenta y cinco estudiantes de Psicología debían indicar si creían que estas sustancias eran o no drogas duras. Los resultados indican que aunque existe consenso a la hora de clasificar como drogas duras a la heroína y la cocaína y como drogas blandas al tabaco, el café y el té, no existe acuerdo respecto a la clasificación de las otras sustancias. Asimismo se observa que aunque la OMS clasifica el alcohol como una droga altamente peligrosa, menos de la mitad de sujetos lo consideran una droga dura. En general los sujetos tienden a considerar las drogas legales como menos duras independientemente de si los efectos nocivos para la salud. Estos resultados adquieren relevancia cuando lo que se pone en juego es la fiabilidad y validez de los datos obtenidos en diferentes investigaciones que utilizan habitualmente esos conceptos

Anorí, lo dulce y amargo de la sustitución de cultivos

Anorí es un pueblo pujante de Antioquia que sustituye su forma de vida; intenta pasar de lo ilegal a lo legal, de la violencia a la paz y de la coca al cacao. Sustituir para la construcción de conciencias es la esencia del programa de la Gobernación de Antioquia y de la Oficina de Naciones Unidas contra la Droga y el Delito. Este proyecto empezó en el 2006 e involucró a 100 familias y, aunque la idea era sumar experiencias, sucedió lo contrario. Hoy, solo 56 grupos son beneficiarios de la iniciativa. Sin embargo, ya está a la venta la chocolatina Anorí, producto de los nuevos cultivos de cacao, capaces de devolverle la sonrisa a la población de este municipio, que tantas veces ha sido censurada por el miedo.

A Modest Proposal to Clarify the Status of Coca in the United Nations Conventions

The implementation of anti-drug policies that focus on illicit crops in the Andean countries faces many significant obstacles, one of which is the cultural clash it generates between the main stakeholders. On the one hand one finds the governments and agencies that attempt to implement crop substitution and eradication policies and on the other the peasant and natives communities that have traditionally grown and used coca or those peasants who have found in coca an instrument of power and political leverage that they never had before. The confrontation about coca eradication, alternative development and other anti-drug policies in coca growing areas transcends drug related issues and is part of a wider and deeper confrontation that reflects the long-term unsolved conflicts of the Andean societies. All Andean countries have stratified and fragmented societies in which peasants and Indians have been excluded from power. In Bolivia, Ecuador and Peru most peasants belong to native communities many of which have remained segregated from “white” society. The mixing of the races (mestizaje) in Colombia occurred early during the Conquest and Colony. Those of Indian descent became subservient to the Spanish and Creoles. The society that evolved was (and still is) highly hierarchical, authoritarian, and has subjacent racist values. The resulting political system has been exclusionary of large portions of the population. Among Indian communities coca has been used for millennia and its use has become an identity symbol of their resistance against what may be looked at as foreign invasion. “The Andean Indian chews coca because that way he affirms his identity as son and owner of the land that yesterday the Spaniard took away and today the landowner keeps away from him. To chew coca is to be Indian...and to quietly and obstinately challenge the contemporary lords that descend from the old encomenderos and the older conquistadors” (Vidart, 1991: 61, author’s translation). In Andean literature on illegal drugs as well as in seminars, colloquia and other meetings where drug policies are debated, complaints are frequently expressed about the treatment of coca in the same category as cocaine, heroin, morphine amphetamines and other “hard” drugs. The complainants assert that “coca is not cocaine” and that it is unfair to classify coca, a nature given plant which has been used for millennia in the Andes without significant negative effects on users, in the same category as man made psychotropic drugs. They also argue that coca has manifold social and religious meanings in indigenous cultures, that coca is sacred and that the requirement of the1961 Single Convention demanding that Bolivia and Peru completely eradicate coca within 25 years is limiting Indigenous communities in their freedom to practice their religions. In most debates about drug interdiction, the views of those who oppose that approach are not accepted as legitimate. Indeed, “prohibitionists” demonize drugs and those who oppose drug policies in Latin America frequently demonize the United States as the imperialist power that imposes them. This dual polarization is a main obstacle to establish a meaningful policy debate aimed at broadening the policy consensus necessary for successful policy implementation. This essay surveys the status of coca in the United Nations Conventions, explains why it is confusing, and how a few changes would eliminate some of the sources of conflict and help organize and control licit coca markets in the Andes. The current disorganized and weakly controlled legal coca market in Peru has been analyzed to demonstrate its deficiencies and to illustrate possible improvements in international drug control policies.

The causes of illegal drug industry growth in the Andes, Anti-Drug Policies and their effectiveness

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Transformaciones discursivas en el proceso de securitización del narcotráfico. Un análisis de los actos discursivos oficiales de Colombia y Estados Unidos en la Guerra contra las drogas 1986 - 1990

El tema de las drogas suscita un debate entre quienes defienden la prohibición y la represión, y aquellos que defienden alternativas como la legalización y/o regulación y otras más moderadas como la descriminalización y la despenalización. Aunque ambas posturas muestran datos empíricos que las soportan, desde el ámbito discursivo la visión represiva se ha posicionado como la más aceptada en el continente americano, más específicamente, en Latinoamérica. El presente trabajo, hace un estudio de caso del proceso de securitización del narcotráfico entre los presidentes de Estados Unidos y Colombia durante el período 1986-1990. A lo largo del texto, se analizan discursos oficiales de los presidentes de ambos Estados, resaltando las estrategias retóricas y sus transformaciones que legitimaron acciones represivas de tipo político-militar contra las drogas. Al final se apunta a reivindicar el discurso como un instrumento para reproducir creencias sobre fenómenos, en este caso, la creencia de que las drogas son una amenaza existencial a la seguridad política y militar para los Estados.

De aquí a mañana: expectativas a futuro en jóvenes de la Comuna IV de Soacha

Los jóvenes que afrontan un aislamiento social tienen expectativas de movilidad social como cualquier otro sector o clase social, basadas en la educación como vehículo principal para salir de la pobreza. Pese a ello, la valoración de la educación se produce en un nivel discursivo, ya que factores como la violencia barrial, el embarazo adolescente y la necesidad de generar ingresos, entre otros, compiten y a menudo ganan a las expectativas educativas de esos jóvenes.

Análisis de la política anti-narcóticos en la República del Perú y la influencia de la cooperación estadounidense (2006-2011)

En este estudio de caso se presenta un repaso histórico de las políticas anti-narcóticos en el Perú así como la influencia que ha ejercido EE. UU en ésta a través de la cooperación bilateral. Se analizan igualmente los programas de cooperación en el gobierno de Alan García(2006 - 2011) y sus resultados

Credit Default Swaps (CDS) y Collateral Debt Obligation (CDO) derivados financieros responsables de la crisis sub-prime de 2008 en Estados Unidos y una guía para el desarrollo del mercado de derivados exóticos en Colombia

La crisis financiera hipotecaria de 2008 en la que se declaró en quiebra el banco de inversión Lehman Brothers, se desarrolló en un ambiente que contemplaba apalancamientos financieros excesivos y el uso de derivados financieros de crédito innovadores. Razón por la cual, a partir del estudio de caso de quiebra de este banco de inversión y el análisis de las causas y consecuencias del ambiente desregulatorio que surgió en Estados Unidos desde la década de los 30 hasta el 2000, se orienta la investigación a indagar sobre lo que sucede en términos regulatorios y empresariales en el mercado de valores colombiano y así lograr definir objetivos que permitan el crecimiento del mercado de derivados exóticos en Colombia bajo un marco de responsabilidad financiera y ética empresarial.

Caracterización clínica, microbiológica y ecocardiográfica de pacientes con Endocarditis infecciosa en la Fundación Cardioinfantil 2002-2012

Introducción: La endocarditis infecciosa es una infección microbiana del endocardio poco estudiada en nuestro país, la cual se asocia con múltiples complicaciones clínicas, y que presenta una mortalidad importante, que no ha disminuido a lo largo del tiempo sin importar los cambios epidemiológicos, de tratamiento y el aumento de la cirugía valvular que se presentan en la actualidad. Metodología: Se realizó la búsqueda de los pacientes adultos con diagnóstico de endocarditis infecciosa entre los años 2002 a 2012 en la Fundación Cardioinfantil para la revisión de los registros médicos y la descripción de las características clínicas, microbiológicas y ecocardiográficas. Resultados: se detectaron 144 pacientes hallando un predominio de la lesión de válvula nativa y el compromiso de válvula aórtica, encontrando como germen más común el S. aureus, sin embargo una tasa de 32.6% de hemocultivos negativos. La mortalidad intrahospitalaria fue de 22.2%. Discusión: los datos hallados en general son semejantes a los descritos en la literatura mundial con excepción de algunas variables discordantes en cuanto a la válvula aórtica mayormente comprometida y factores asociados a la endocarditis tricuspidea. Conclusión: la epidemiología de la endocarditis infecciosa de nuestra serie es muy semejante a la de la literatura actual de los países industrializados, aunque con algunas excepciones, requiriéndose la implementación y profundización del estudio de esta patología a nivel nacional.

Instrumento de certificación y la política exterior antidrogas de Estados Unidos frente a Colombia

Como objetivo fundamental de este trabajo se analiza la forma por la cual el Instrumento de Certificación creado por el Congreso de Estados Unidos, ha sido utilizado en el discurso de la política exterior de este país, en relación al tratamiento y control de la lucha antinarcotica en Colombia.

Consumo de sustancias y noxas prenatales en madres de pacientes con síndrome de Möbius y Möbius Like

Introducción: El síndrome de Möbius y Möbius Like es una entidad poco frecuente caracterizada principalmente por parálisis congénita del VI y VII par craneal. Su etiología es poco conocida aunque se ha asociado a inductores del aborto. El objetivo de este estudio es describir factores anómalos, tóxicos o nocivos que hayan estado presentes en el embarazo de las madres de estos pacientes. Metodología: se realizó una encuesta auto-diligenciable a 15 madres de pacientes con el diagnóstico, indagando sobre condiciones anómalas y/o exposicionales del embarazo, el padre y el ambiente. Resultados: Las madres se encontraban entre los 16 y 34 años al momento de quedar embarazadas, en su mayoría eran solteras, estudiantes y sin planes de embarazo. Once en total usaron algún medicamento y/o sustancias durante la gestación; seis de ellas Misoprostol (40%). Las otras sustancias utilizadas incluyeron: alternativas, cigarrillo, alcohol, ibuprofeno, anticonceptivos, otros. Como anomalías del periodo prenatal se reportaron sangrado activo y/o amenaza de aborto, infección, exposición a químicos ambientales y enfermedad materna activa. Las condiciones paternas descritas fueron alcoholismo y/o drogadicción, enfermedad y edad ≥ 40 años en bajo porcentaje. Conclusión: El síndrome de Möbius y Möbius Like es una patología poco frecuente de la cual aún se debe seguir investigando sobre su etiología, para plantear posibles medidas de prevención.