TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Gravenkamp, H. A1 - Birk, C. T1 - On the efficient simulation of ultrasonic waves on polygonal meshes N2 - At many stages of technology development in ultrasonic Non-Destructive Testing (NDT) and Structural Health Monitoring (SHM), simulation tools are essential. Many modern approaches to ultrasonic testing, such as Model Assisted Probability of Detection, inverse problems with iterative optimization, or the generation of data for AI training, benefit from highly efficient simulation tools in terms of simulation time. In this talk, we investigate explicit time stepping with the Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) for approximating the linear elastic wave equation on 2D polygonal meshes, enhanced with a mass lumping technique for faster simulation times. We present the proposed changes to the formulation to successfully use mass lumping. Examples are used to demonstrate that there is no loss of quality due to the approximated mass matrix. Furthermore, mass lumping reduces the simulation time and makes the simulation more efficient. In addition, the proposed simulation method has the advantages of SBFEM meshing techniques. These advantages include fast meshing using an image-based quadtree algorithm or polygonal meshing by transforming triangular meshes based on a CAD model. The latter meshing method can include special crack tip elements that efficiently handle the crack tip singularity. T2 - DAS | DAGA 2025 CY - Copenhagen, Denmark DA - 17.03.2025 KW - Non-Destructive Testing (NDT) KW - Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) KW - Structural Health Monitoring (SHM) KW - Numerical simulation PY - 2025 UR - https://pub.dega-akustik.de/DAS-DAGA_2025/imprint.html SN - 978-3-939296-23-2 SP - 1592 EP - 1595 AN - OPUS4-63017 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bintz, Thilo A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Non-destructive Testing for the Determination of Durability-Relevant Material Properties of Clinker-Reduced Building Materials N2 - In the quest to combat climate change, the construction industry, heavily reliant on cement-based materials, faces scrutiny due to significant CO2 emissions, mainly from clinker production. To address this, there’s a need to strategically reduce clinker content in cement. However, these new formulations must meet the same requirements as the original ones, so their durability must be investigated. In this study, we determined material parameters that enable an assessment of moisture and ion transport. These methods offer advantages over conventional approaches, including non-destructiveness, reduced measurement time, simplified setup, enhanced resolution, and improvement of detection limits. Our investigation utilizes NDT techniques, using 1H NMR relaxometry for moisture transport and LIBS for ion transport in various clinker-reduced materials. The NMR tomograph provides spatial insights into internal moisture transport, correlated with weight change assessments for the capillary transport coefficient. Additionally, based on NMR relaxometry data the chloride diffusion coefficient is estimated. Chloride migration tests are performed, and results are evaluated using LIBS and indicator tests for the chloride migration coefficient. Our findings highlight NMR relaxometry and LIBS advantages over conventional methods, showcasing superior spatial resolution, non-destructiveness, and, in some cases, expedited results with independence from the formulation of the cement matrix. Thus, these new methods can be used to test the durability of new, more heterogeneous cementbased building. T2 - Rilem Spring Convention 2024 CY - Milano, Italy DA - 10.04.2024 KW - NMR relaxometry KW - LIBS KW - Clinker reduced cement KW - Durability parameters PY - 2025 SN - 978-3-031-70281-5 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-70281-5_48 VL - 56 SP - 426 EP - 434 AN - OPUS4-61824 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Ahmadzadeh, Majid A1 - Weise, Matthias T1 - Focussed sound field of thermoacoustic transmitters N2 - The thermoacoustic effect offers a method for selectively exciting broadband and focused ultrasonic waves, which can be utilized in air-coupled ultrasonic testing of lightweight components that might otherwise sustain damage from liquid couplants. Thermoacoustic transmitters are composed of an electrically conductive layer deposited on an insulating substrate. When electrical pulses are applied, the conductive layer heats, briefly warming the adjacent air and inducing thermal expansion, which generates an acoustic wave. In testing applications, the thermoacoustic transmitter is positioned at the focal distance to the structure under examination, where the resolution of the resulting ultrasonic image is influenced by the focus diameter. To optimize imaging resolution, understanding the focusing characteristics of thermoacoustic transmitters is essential. In this study, thermoacoustic transmitters with an indium tin oxide (ITO) layer on a quartz glass substrate were developed. Geometrical parameters, including substrate curvature and conductive layer thickness, along with electrical excitation parameters, were systematically varied to investigate their impact on the sound field up to approximately 1 MHz. The results indicate that, among the parameters studied, substrate curvature exerts the most significant influence on the sound field. T2 - DAS-DAGA Tagung CY - Kopenhagen, Danmark DA - 17.03.2025 KW - Air-coupled ultrasound KW - Thermoacoustic transmitter KW - Focussed transducer PY - 2025 SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-63092 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zhu, J. A1 - Madia, Mauro A1 - Schurig, M. A1 - Kruse, Julius A1 - Conrad, F. A1 - Schlums, H. A1 - Kontermann, C. A1 - Zerbst, Uwe T1 - Anwendung von repräsentativen Proben zur Bewertung der Strukturintegrität von sicherheitsrelevanten Komponenten N2 - Sicherheitsrelevante Bauteile, bei denen ein Versagen im Betrieb katastrophale Folgen haben könnte, sind in der Regel für eine sehr geringe Ausfallwahrscheinlichkeit ausgelegt und unterliegen strengen Qualifizierungsverfahren gemäß den von den Aufsichtsbehörden festgelegten Richtlinien. Die Hersteller sind oft gezwungen, Tests an realen oder skalierten Komponenten durchzuführen, um die Strukturintegrität unter definierten Belastungsbedingungen sicherzustellen, die in der Regel strenger sind als die im Betrieb zu erwartenden. Dies ist in der Regel mit einem enormen experimentellen und finanziellen Aufwand verbunden. Daher versuchen die Unternehmen, neue Strategien wie digitale Zwillinge zu entwickeln, mit denen die Kosten massiv gesenkt werden können, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. In dieser Arbeit wird ein neues quasistatisches Prüf- und Bewertungskonzept vorgestellt, dessen Hauptidee darin besteht, die experimentelle Prüfung von Bauteilen durch die Prüfung von für das Bauteil repräsentativen Proben zu ersetzen oder zumindest zu reduzieren. Der größte Vorteil des vorgeschlagenen Konzepts besteht darin, dass die Versuche auf Laborprüfmaschinen durchgeführt werden können. Die Wirksamkeit der Methodik wird anhand der Bewertung der Strukturintegrität einer Turbinenscheibe aus einer Ni-Basis-Superlegierung für Flugzeugtriebwerke bei Überdrehzahl demonstriert. T2 - 57. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit CY - Köln, Germany DA - 18.02.2025 KW - Strukturintegrität KW - Bruchmechanik KW - Turbinenscheibe KW - Repräsentative Proben PY - 2025 DO - https://doi.org/10.48447/BR-2025-536 SP - 231 EP - 240 PB - DVM CY - Berlin AN - OPUS4-62602 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kanna, Naveen A1 - Bär, Jürgen A1 - Duarte, Larissa A1 - Madia, Mauro ED - Ricoeur, Andreas T1 - Ermittlung von Kitagawa-Takahashi-Diagrammen mittels Gleichstrompotentialsondenmessungen N2 - Das Kitagawa-Takahashi Diagramm ist ein wichtiges Werkzeug zur Beschreibung der ausgeprägten Langzeitfestigkeit fehlerbehafteter Bauteile. Insbesondere im technisch relevanten Übergangsbereich unterscheiden sich jedoch die verwendeten Modelle. Daher ist für eine sichere Aussage eine experimentelle Absicherung in diesem Bereich zwingend notwendig. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die eine einfache und schnelle Absicherung des Verlaufs im Übergangsbereich erlaubt. Hierzu werden in Flachproben mittels eines Gravierlasers scharfe Kerben mit einer definierten Breite und Tiefe eingebracht. Die so präparierten Proben werden mit blockweise steigender Last bis zum Bruch ermüdet. Die Erkennung von Anrissen erfolgt mittels einer Gleichstrom-Potentialsonde mit der auch die Länge des Lastblocks gesteuert wird. T2 - 57. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit CY - Cologne, Germany DA - 18.02.2025 KW - Ausgeprägte Langzeitfestigkeit KW - Materialdefekte KW - KT-Diagramm KW - Gleichstrom-Potentialsonde PY - 2025 DO - https://doi.org/10.48447/BR-2025-513 VL - 257 SP - 105 EP - 112 PB - Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V. CY - Berlin, Deutschland AN - OPUS4-62604 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Wägner, Yannick A1 - Geburtig, Anja T1 - Gedanken, Tipps & Tricks zu künstlichen Bewitterungsprüfungen N2 - Die Fragestellung kann nur exemplarisch dargestellt werden, aber ist hoffentlich auch für langjährige Praktiker in den ausgewählten Punkten interessant. Es sollen für folgende Bereiche Beispiele gegeben werden: Probenvorbereitung, Testvorbereitung, Testdurchführung und Auswertung. T2 - 53. Jahrestagung der GUS 2025 CY - Stutensee-Blankenloch bei Karlsruhe, Germany DA - 26.03.2025 KW - Wechseltemperaturen KW - Künstliche Bewitterung KW - Prüfung KW - UV KW - Feuchte KW - Beregnung PY - 2025 SN - 978-3-9826129-2-8 VL - 53 SP - 253 EP - 257 PB - Gesellschaft für Umweltsimulation e.V. CY - 76327 Pfinztal (Berghausen) AN - OPUS4-62861 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias T1 - Probabilistische Systemidentifikation einer Versuchsstruktur für Substrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit statischen und dynamischen Messdaten N2 - In diesem Beitrag wird ein probabilistischer Ansatz zur Systemidentifikation für Tragstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen vorgestellt. Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Integration von globalen Systemantworten in Form von Eigenfrequenzen und -formen sowie Verschiebungen und Dehnungen als lokale Messdaten. Die unterschiedlichen Daten werden kombiniert für die Aktualisierung der Parameter eines Finite-Elemente-Modells genutzt. Zu diesem Zweck wird ein probabilistischer Ansatz nach Bayes verfolgt, um Vorwissen sowie Unsicherheiten einzubeziehen. Die Methodik wird bei einer Versuchsstruktur angewandt, die eine Jacket-Substruktur von Offshore-Windenergieanlagen nachbildet. Eine Systemidentifikation mit Hilfe von Überwachungsdaten ist wertvoll für Jacket-Substrukturen, da eine Zustandsanalyse für die Gewährleistung der strukturellen Integrität unerlässlich ist, aber hinsichtlich der schwierigen Offshore-Bedingungen möglichst effizient sein muss. In diesem Zusammenhang schafft diese Arbeit die Grundlage für eine Schadenserkennung, eine verbesserte Vorhersage der Ermüdungslebensdauer und optimierte Instandhaltungsstrategien. Während das Modell hinsichtlich der statischen Messdaten erfolgreich aktualisiert werden kann, sind Schwierigkeiten bei der Identifizierung der dynamischen Systemeigenschaften erkennbar. T2 - 8. VDI-Fachtagung Baudynamik 2025 CY - Würzburg, Germany DA - 02.04.2025 KW - Systemidentifikation KW - Versuchsstruktur KW - Jacket KW - Offshore-Windenergie PY - 2025 VL - 8 SP - 175 EP - 188 AN - OPUS4-62879 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rückschloss, Jana A1 - Tochtrop, Christoph A1 - von Geibler, Justus A1 - Schlegel, Moritz-Caspar T1 - “Oh no, it’s broken!” – How product functionality limits lifespan N2 - Today a large variety of products with various features and designs are available for consumers. In addition to the main functions of a product, there are more and more additional functions, especially for electrical and electronic appliances. This means that looking for the right product may require extensive research by consumers and does not always lead to a sense of making an informed purchase decision. The wide variety of designs and functions can overwhelm consumers. This creates uncertainty and might lead to overrate products functionality and thus significantly shorten the service lifetime of appliances. Furthermore, the environmental impact of such functions is usually unclear, and can vary depending on the actual usage scenario. In this study, a survey was carried out in order to better understand consumers perceptions and experiences related to additional functions of products, with specific focus on domestic hobs, household refrigerating appliances and televisions. The results confirm the large number of additional functions and their overwhelming effect for consumers. Consumers purchase devices with more features than desired, or replaced them prematurely because an extra feature fails while the main function is still available. The findings of the study can be used to better inform consumers and support them to make environmentally sustainable purchasing decisions. T2 - 6th Product Lifetimes and the Environment Conference (PLATE2025) CY - Aalborg, Denmark DA - 02.07.2025 KW - Circular economy KW - Functionality KW - Durability KW - Purchase decision KW - Ecodesign PY - 2025 UR - https://journals.aau.dk/index.php/plate2025 SN - 97887-7642-060-4 DO - https://doi.org/10.54337/plate2025 SN - 2794-9540 SP - 666 EP - 674 AN - OPUS4-63823 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Jürgen A1 - Eidenmüller, Moritz A1 - Auersch, Lutz T1 - Prognose von Erschütterungs- und Sekundärschall- Immissionen an Bahnlinien unter Verwendung von FEM Gebäudemodellen N2 - Die Errichtung von Wohngebäuden an Bahnstrecken erfordert Betrachtungen zur Begrenzung der Erschütterungs- und Sekundärschallimmissionen. Hierzu werden spektrale Prognoseverfahren ausgehend von Freifeldmessungen eingesetzt. Im rechnerischen Modell werden die Teilaspekte der Körperschallübertragung mit Hilfe von spektralen Übertragungsfunktionen beschrieben. Kenntnis über die Zusammenhänge dieser spektralen Übertragungsfunktionen erhält man im Wechselspiel von: - Messergebnissen von Körperschall- und Luftschallmessungen für einzelne Übertragungssysteme - Modellberechnungen mit der Finite-Elemente-Methode, Parameterstudien, Abgleich mit Messergebnissen - Modellberechnung mit der Finite-Elemente-Methode zur Wechselwirkung des schwimmenden Estrichs mit dem Gebäude T2 - VDI-Tagung Baudynamik CY - Würzburg, Germany DA - 02.04.2025 KW - Bahnerschütterungen KW - Gebäudemodelle KW - Schwimmender Estrich KW - Sekundärschall PY - 2025 SN - 978-3-18-092447-2 SN - 0083-5560 VL - 2447 SP - 301 EP - 314 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-62887 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Erschütterungsprognose mit KI? Schnelle Ersatzmodelle und physikbasiertes maschinelles Lernen in der Bauwerk-Boden-Dynamik N2 - Erschütterungsprognosen können mit sehr detaillierten Modellen durchgeführt werden. Dies ist sowohl bei der Erstellung des Modells (zum Beispiel für ein Finite-Element-Modell für Boden und Bauwerk), als auch bei der Berechnung zeitaufwändig, von einigen Minuten für die Wellenausbreitung in geschichteten Böden mit Wellenzahlintegralen bis zu mehreren Stunden für Randelementlösungen für die korrekte Bauwerk-Boden-Wechselwirkung. Hier sind einfache und schnelle Ersatzmodelle von Vorteil, die die Ergebnisse der detaillierten Berechnungen gut wiedergeben. Diese Ersatzmodelle können vollständig auf physikalischen Überlegungen beruhen (white-box Modelle) oder mit Hilfe von maschinellem Lernen aus einer Vielzahl von detaillierten Rechenergebnissen erzeugt werden (black-box Modelle). Erfahrungen mit black-box Modellen zeigen, dass es sinnvoll ist das maschinelle Lernen mit physikalischen Informationen anzureichern (grey-box Modelle). Es werden Anwendungsmöglichkeiten für physikbasiertes maschinelles Lernen im Bereich von Bahnerschütterungen aufgezeigt, die Erschütterungsemission durch die Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung, die Wellenausbreitung im Boden, die Erschütterungsimmission in Gebäude, Gleisschäden und das Monitoring von Eisenbahnbrücken. T2 - VDI-Tagung Baudynamik CY - Würzburg, Germany DA - 02.04.2025 KW - Bahnerschütterungen KW - Emissionsmodell KW - Immissionsmodell KW - Transmissionsmodell KW - Tunnelausbreitung KW - Gleisüberwachung PY - 2025 SN - 978-3-18-092447-2 SN - 0083-5560 VL - 2447 SP - 53 EP - 64 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-62886 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -