TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Müller, Bernd R. A1 - Kupsch, Andreas T1 - Labor und Synchrotron-Röntgenrefraktionstechniken: Neu? Interessant? Nützlich? N2 - Wir präsentieren Labor- und Synchrotron-Röntgenrefraktionstechniken, wie sie an der BAM implementiert sind. Wir zeigen, dass die Labor-Röntgenrefraktionstopographie (XRRT) und die Synchrotron-Röntgenrefraktionsradiographie (SRRR) außergewöhnliche Werkzeuge zur Untersuchung von Schädigungen und inneren Defekten (Poren, Mikrorisse) in leichten Materialien sind. Tatsächlich nutzen diese Techniken den an Grenzflächen auftretenden Röntgenbrechungseffekt aus, um den Kontrast zwischen dem (schwach absorbierenden) Objekt und dem Hintergrund zu erhöhen. Dies ermöglicht die Erkennung sehr kleiner Objekte (z. B. bis zu 1 nm Rissöffnung) und die Quantifizierung ihrer spezifischen Oberfläche, die mit ihrem Einfluss auf die Materialeigenschaften korreliert. Wir zeigen die folgenden Anwendungen: a) Quantifizierung der Faserentbindung in laminaten Epoxid-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen; b) Mapping der Porengröße in gesinterten Keramiken; c) Klassifizierung von Defekttypen in additiv gefertigter Ti6Al4V-Legierung; d) Früherkennung des Versagens in Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoffen (unter Verwendung von In-situ-Experimenten); e) 3D-Darstellung von Makrorissen und Faserentbindung in Verbundwerkstoffen auf Ti-Basis für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt (unter Verwendung von Röntgenbeugungstomographie). T2 - DGM AK Röntgentomographie CY - Online meeting DA - 26.05.2021 KW - Rissen KW - Röntgenrefraktion KW - Leichtbau KW - Additive Fertigung KW - Keramiken KW - Poren PY - 2021 AN - OPUS4-52694 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Evsevleev, Sergei A1 - Sevostianov, I. A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Cabeza, S. A1 - Koos, R. A1 - Hofmann, M. A1 - Requena, G. A1 - Garcés, G. T1 - Damage and stress evolution in multi-phase metal matrix composites N2 - While there is a extensive literature on the micro-mechanical behavior of metal matrix composites (MMCs) under uniaxial applied stress, very little is available on multi-phase MMCs. In order to cast light on the reinforcement and damage processes in such multi-phase composites, an Al alloy with one and two ceramic reinforcements (planar-random oriented alumina fibers and SiC particles) were studied. In-situ compression tests during neutron diffraction experiments were used to track the load transfer among phases, while X-ray computed tomography was used to investigate pre-strained samples, in order to monitor and quantify damage. We found that damage progresses differently in composites with different orientations of the fiber mat. Because of the presence of the intermetallic network, it was observed that the second ceramic reinforcement changes the load transfer scenario only at very high applied load, when also intermetallic particles break. We rationalized the experimental results by means of a micromechanical model based on Maxwell’s homogenization scheme, and we could explain why no damage is observed in the ductile matrix under compression: the matrix finds itself in hydrostatic compression, and the Poisson’s tensile strain is totally carried by the reinforcement phases T2 - CIMTEC CY - Perugia, Italy DA - 20.06.2022 KW - Load transfer KW - Neutron Diffraction KW - Michromechanical modeling KW - Computed Tomography KW - Machine Learning PY - 2022 AN - OPUS4-55404 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Evsevleev, Sergei A1 - Sevostianov, I. A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Cabeza, S. A1 - Koos, R. A1 - Hofmann, M. A1 - Requena, G. A1 - Garcés, G. T1 - Explaining deviatoric residual stresses and load transfer in aluminum alloys and composites with complex microstructure N2 - The residual stresses and load transfer in multiphase metal alloys and their composites (with both random planar-oriented short fibers and particles) will be shown, as studied by neutron diffraction, by X-ray computed tomography, and by a model based on the reformulation of classic Maxwell’s homogenization method. Contrary to common understanding and state-of-the-art models, we experimentally observe that randomly oriented phases possess non-hydrostatic residual stress. Moreover, we disclose that the unreinforced matrix alloy stays under hydrostatic compression even under external uniaxial compression. The recently developed modeling approach allows calculating the residual stress in all phases of the composites. It rationalizes the presence of deviatoric stresses accounting for the interaction of random oriented phases with fibers having preferential orientation. It also allows the explanation of the unconventional in-situ behavior of the unreinforced alloy and the prediction of the micromechanical behavior of other similar alloys. T2 - MLZ Conference 2022: Neutrons for Mobility CY - Lenggries, Germany DA - 31.05.2022 KW - Load transfer KW - Neutron Diffraction KW - micromechanical modeling KW - Computed tomography PY - 2022 AN - OPUS4-55405 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Analyse von Schädigungsprozessen in Beton - Was leistet die CT? Teil1: Einblick in die Computertomographie N2 - Ein Nachteil der klassischen Durchstrahlungstechnik mit Röntgenstrahlen ist die, in der Abbildung des Untersuchungsobjektes, fehlende Tiefeninformation. Die Anwendung von radiografischen Verfahren, die das Objekt unter zwei oder mehreren Winkelpositionen durchstrahlen, erlauben die Rekonstruktion räumlicher Abbildungen. Dazu zählen Stereoradiografie, Translations- und Rotationslaminographie. Bei der Computertomographie erfolgt die Durchstrahlung unter einem Winkelbereich von 180° oder 360°. Die dabei aufgenommenen Projektionen werden anschließend durch Anwendung der Fourier Transformation und der gefilterten Rückprojektion zu einem 3D-Bilddatensatz rekonstruiert. Verschiedene systembedingte Artefakte, die das Ergebnis negativ beeinflussen können, lassen sich durch geeignete Meß- und Rekonstruktionsparameter, sowie einer nachfolgende Bildverarbeitung eliminieren oder reduzieren. T2 - Summer School im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms 2020 "Zyklische Schädigungsprozesse in Hochleistungsbetonen im Experimental-Virtual-Lab" CY - Hotel Park Soltau, Soltau, Germany DA - 25.06.2018 KW - Computertomographie KW - Durchstrahlungsverfahren KW - Bildverarbeitung KW - Rekonstruktionsverfahren KW - Bildartefakte PY - 2018 AN - OPUS4-45432 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Starting new adventures at BAM. The focus area projects PROMOAM and AGIL N2 - While additive manufacturing (AM) is blossoming in nearly every industrial field, and the most different process are being used to produce components and materials, little attention is paid on the safety concerns around AM materials and processes. Leveraging on our leading expertise in non-destructive testing (NDT) and materials characterization, we approach AM at BAM under two important viewpoints: first the on-line monitoring of the process and of the product, second the evolution of the (unstable) microstructure of AM materials under external loads. These two subjects are the core of the two new-born internal projects ProMoAM and AGIL, respectively. A detailed view of the goals and the organization of these two projects will be given, together with the expected output, and some preliminary results. T2 - Vortragsveranstaltung Bauhaus Universität, im Rahmen der Kolloquien der Fakultät Bauwesen. CY - Weimar, Germany DA - 01.06.2018 KW - Thermography KW - Additive Manufacturing KW - Non-destructive testing KW - On-line monitoring KW - Residual stress PY - 2018 AN - OPUS4-45118 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - 2D and 3D imaging chracterization techniques for porous ceramics N2 - The combination of microstructural data with other experimental techniques and with modeling is paramount, if we want to extract the maximum amount of information on porous material properties. In particular, quantitative image analysis, statistical approaches, direct discretization of tomographic reconstructions represent concrete possibilities to extend the power of the tomographic 3D representation to insights into the material and component performance. I will show a few examples of possible use of X-ray tomographic data for quantitative assessment of porosity in ceramics. Moreover, I will show how not-so-novel 2D characterization techniques, based X-ray refraction, can allow a great deal of insights in the damage evolution in microcracked (and porous) ceramics. I will show how X-ray refraction can detect objects (e.g. microcracks) below its own spatial resolution. Finally, I will discuss the link between the microstructural findings and the mechanical properties of porous microcracked ceramics. T2 - CIMTEC 2018 CY - Perugia, Italy DA - 04.06.2018 KW - Orientation KW - Cordierite KW - Beta-eucrytite KW - Porosity KW - Microcracking KW - Computed tomography KW - X-ray refraction PY - 2018 AN - OPUS4-45119 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Thiede, Tobias A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Sprengel, Maximilian A1 - Kromm, Arne A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Evans, Alexander T1 - Diffraction-based experimental determination of Residual Stress in AM parts: A critical discussion N2 - Additive manufacturing (AM) technologies have experienced an exceedingly rapid growth, not always paralleled by the knowledge about the materials properties and performance. In particular, residual stress (RS) has been soon recognized as an issue in AM parts, so that parts are always post-heat-treated. Moreover, much effort has been spent on simulating RS, especially using finite element methods. The experimental determination of RS has thereby become increasingly important, and even simple data constitute (to date) a piece of knowledge to fill the above-mentioned gap. In particular, diffraction methods, which are basically non-destructive, offer enormous possibilities to gain knowledge on real components, since neutrons and synchrotron radiation can penetrate even heavy metals up to several millimeters (or even centimeters). Indeed, some success has been obtained, and the knowledge about the origins of the RS fields, as well as their variation as a consequence of heat or mechanical treatments, has been greatly expanded. In this talk, a few success stories will be outlined. It will be shown how the determination of RS in metallic parts (with focus on those produced by laser powder bed fusion) has even allowed showing that process parameters that were considered unimportant play a major role in the onset of stress. However, while RS is starting to be considered in the part design, deposition strategy (e.g. build plate temperature), and even in the definition of the relevant metric to assess the quality of a part, much is still to be investigated about the hypotheses underlying its experimental determination. Therefore, some aspects to be aware of, or even to date unclear will also be discussed, such as the determination of the reference unstrained samples and of the principal axes of stress. All these aspects will draw the path towards a comprehensive understanding of the process-structure-performance relationships in AM materials and parts. T2 - MSTAM 2019 CY - Bremen, Germany DA - 10.12.2019 KW - Elastic Constants KW - Residual Stress KW - Additive Manufacturing KW - Neutron Diffraction PY - 2019 AN - OPUS4-50020 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Engineering applications of neutrons at the ILL: retrospective, present, and future N2 - In this talk, the evolution of the demand for engineering applications of neutrons at the ILL in the last 10 years is presented. It is shown that small angle neutron scattering and diffraction are highly demanded by the materials science community. Further development in the field is foreseen, with the use of in-situ (furnace, tension/compression rig, humidity cells, etc.) techniques to associate to the neutron techniques. T2 - ILL 100th Scientific Council CY - Grenoble, France DA - 09.04.2019 KW - Neutron Diffraction KW - Residual Stress KW - Small Angle Neutron Scattering KW - Engineering applications KW - Institut Laue Langevin PY - 2019 AN - OPUS4-48396 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Micromechanics of internal stresses in multiphase materials Part I- Residual Stress analysis by Diffraction N2 - In this Seminar cycle I will present first diffraction methods to determine residual stress and investigate micromechanical properties of complex materials, and then particularize the treatment with applications to porous microcracked ceramics for diesel particulate filter applications. I will show that neutron diffraction is particularly suited for bulk studies, where 3D stresses are needed. The advantages to use Time-of-Flight or steady state sources will be discussed, together with the problematic of the determination of absolute RS values. Finally, the behavior of DPF materials under applied load or at high temperatures will be discussed under the combination of macroscopic and microscopic tests. T2 - ATHOR webinar "Micromechanics of internal stresses in multiphase materials" CY - Online meeting DA - 12.01.2021 KW - Porosity KW - Neutron Diffraction KW - Residual Stress KW - Non-linear stress-strain KW - Anisotropy KW - Microcracking KW - Imaging PY - 2021 AN - OPUS4-52125 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Micromechanics of internal stresses in multiphase materials, Part II- Mechanical properties of microcracked and porous materials N2 - In this Seminar cycle I will present first diffraction methods to determine residual stress and investigate micromechanical properties of complex materials, and then particularize the treatment with applications to porous microcracked ceramics for diesel particulate filter applications. I will show that neutron diffraction is particularly suited for bulk studies, where 3D stresses are needed. The advantages to use Time-of-Flight or steady state sources will be discussed, together with the problematic of the determination of absolute RS values. Finally, the behavior of DPF materials under applied load or at high temperatures will be discussed under the combination of macroscopic and microscopic tests. T2 - ATHOR webinar "Micromechanics of internal stresses in multiphase materials" CY - Online meeting DA - 26.01.2021 KW - Porosity KW - Neutron Diffraction KW - Residual Stress KW - Non-linear stress-strain KW - Anisotropy KW - Microcracking KW - Imaging PY - 2021 AN - OPUS4-52126 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - X-ray Absorption and Refraction techniques for characterization and non-destructive-testing of materials N2 - The combination of tomographic, microstructural data with other experimental techniques and with modeling is paramount, if we want to extract the maximum amount of information on material and component properties. In particular, quantitative image analysis, statistical approaches, direct discretization of tomographic reconstructions represent concrete possibilities to extend the power of the tomographic 3D representation to insights into the material and component performance. This logic thread equally holds for industrial and academic research and valorizes expensive experiments such as those carried out at synchrotron sources, which cannot be daily repeated. I will show a few examples of possible use of X-ray tomographic data for quantitative assessment of damage evolution and microstructural properties, as well as for non-destructive testing. Examples of micro-structured inhomogeneous materials will be given, such as Composites, Ceramics, Concrete, and Additively manufactured parts. I will also show how X-ray refraction computed tomography (CT) can be highly complementary to classic absorption CT, being sensitive to internal interfaces. Additionally, I will show how Neutron Diffraction, which is extremely well suited to the study of internal stresses, both residual and under external load, can well be coupled to the microstructural framework gained by CT, allowing understanding the microstructure-property relationships in materials. T2 - ENSAM CY - Paris, France DA - 28.11.2019 KW - Additive Manufacturing KW - Computed Tomography KW - Neutron Diffraction KW - X-ray refraction techniques KW - Composites PY - 2019 AN - OPUS4-49927 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Characterization of Additive Manufacturing Materials at BAM N2 - The combination of tomographic, microstructural data with other experimental techniques and with modeling is paramount, if we want to extract the maximum amount of information on material and component properties. In particular, quantitative image analysis, statistical approaches, direct discretization of tomographic reconstructions represent concrete possibilities to extend the power of the tomographic 3D representation to insights into the material and component performance. This logic thread equally holds for industrial and academic research and valorizes expensive experiments such as those carried out at synchrotron sources, which cannot be daily repeated. I will show a few examples of possible use of X-ray tomographic data for quantitative assessment of damage evolution and microstructural properties, as well as for non-destructive testing. Examples of micro-structured inhomogeneous materials will be given, such as Composites, Ceramics, Concrete, and Additively manufactured parts. I will also show how X-ray refraction computed tomography (CT) can be highly complementary to classic absorption CT, being sensitive to internal interfaces. Additionally, I will show how Neutron Diffraction, which is extremely well suited to the study of internal stresses, both residual and under external load, can well be coupled to the microstructural framework gained by CT, allowing understanding the microstructure-property relationships in materials. Finally, I will show that BAM is very active in standardization and certification, including production of Reference Materials and Methods. T2 - Skoltech Determination of the microscopic residual stress CY - Moscow, Russia DA - 20.11.2019 KW - Additive Manufacturing KW - Computed Tomography KW - Neutron Diffraction KW - X-ray refraction techniques KW - Composites PY - 2019 AN - OPUS4-49929 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Evans, Alexander T1 - Avoid living dangerously: non-destructive characterization of AM parts from powder to end-of-life N2 - The freeform and the revolutionary design possibilities offered by additive manufacturing have skyrocketed the amount of optimization studies in the realm of engineering, and metallic additive manufactured parts are becoming a reality in industry. Not surprisingly, this has not been paralleled by a similar enthusiastic wave in the realm of materials science, and still very little is known about AM materials properties. This has the consequence that, typically, conventional materials properties are still used in design and even in simulations. lt is necessary to dig a lot deeper than at present, in order to understand these new materials classes, and in particular their microstructure and their intemal stresses, largely different from their cast or wrought companions. T2 - ISAM Konferenz 2019 CY - Dresden, Germany DA - 29.01.2019 KW - Computed Tomography KW - Microstructure KW - Metals KW - Additive Manufacturing PY - 2019 AN - OPUS4-47331 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Thiede, Tobias A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Cabeza, S. A1 - Nadammal, Naresh A1 - Kromm, Arne A1 - Haberland, C. A1 - Bode, Joannes T1 - An assessment of bulk residual stress in selective laser melted in 718 N2 - Having been introduced almost two decades ago, Additive Manufacturing (AM) of metals has become industrially viable for a large variety of applications, including aerospace, automotive and medicine. Powder bed techniques such as Selective Laser Melting (SLM) based on layer-by-layer deposition and laser melt enable numerous degrees of freedom for the geometrical design. Developing during the manufacturing process, residual stresses may limit the application of SLM parts by reducing the load bearing capacity as well as induce unwanted distortion depending on the boundary conditions specified in manufacturing. The residual stress distribution in IN718 elongated prisms produced by SLM was studied non-destructively by means of neutron (bulk) and laboratory X-ray (surface) diffraction. The samples with different scanning strategies, i.e. hatching length, were measured in as-built condition (on a build plate) and after removal from the build plate. While surface stress fields seem constant for AB condition, X-ray diffraction shows stress gradients along the hatch direction in the RE condition. The stress profiles correlate with the distortion maps obtained by tactile probe measurements. Neutron diffraction shows bulk stress gradients for all principal components along the main sample directions. We correlate the observed stress patterns with the hatch length, i.e. with its effect on temperature gradients and heat flow. The bulk stress gradients partially disappear after removal from the baseplate. Together with surface scan utilizing a coordinate-measuring machine (CMM), it is possible to link the stress release to the sample distortion. We finally propose an explanation of those stress profiles based on the deposition strategy. T2 - ECRS10 CY - Leuven, Belgium DA - 09.09.2018 KW - Residual stress KW - Influence of rheology modifying admixtures on hydration of cementitious suspensions PY - 2018 AN - OPUS4-45997 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Thiede, Tobias A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Léonard, Fabien A1 - Farahbod, L. T1 - Computed tomography of LBM produced In625 lattices: Integrity analysis from powder particles to structures N2 - We investigated lattice structure manufactured by laser beam melting with computed tomography on difference scales, such as powder scale, strut scale and lattice scale. The raw powder has been evaluated by means of synchrotron computed tomography (CT) at the BAM-Line (HZB Bessy II, Berlin). Therefore, the particle size distribution and even the pore size distribution was investigated and compared with results received by the producer by means of sieving. Studies with laboratory X-ray CT of porosity and roughness of manufactured struts in dependence of the build angle exhibited the tendency that elongated pores appear solely in a certain range near the edge. The integrity and load-bearing capacity of a lattice structure was investigated by means of in-situ CT during compression. The lattice structure was compressed by 10 % in height with an applied maximum force of 5 kN. We applied digital volume correlation algorithm on volumes of different load steps to quantifies the displacement within the structure. T2 - Metallographie-Tagung 2018 CY - Leoben, Austria DA - 19.09.2018 KW - Additive manufacturing KW - Laser beam melting KW - Computed tomography KW - Lattice structures KW - In-situ CT KW - Porosity KW - Roughness PY - 2018 AN - OPUS4-45998 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - 2D and 3D imaging characterization techniques for porous ceramics N2 - The combination of microstructural data with other experimental techniques and with modeling is paramount, if we want to extract the maximum amount of information on porous material properties. In particular, quantitative image analysis, statistical approaches, direct discretization of tomographic reconstructions represent concrete possibilities to extend the power of the tomographic 3D representation to insights into the material and component performance. I will show a few examples of possible use of X-ray tomographic data for quantitative assessment of porosity in ceramics. Moreover, I will show how not-so-novel 2D characterization techniques, based X-ray refraction, can allow a great deal of insights in the damage evolution in microcracked (and porous) ceramics. I will show how X-ray refraction can detect objects (e.g. microcracks) below its own spatial resolution. Finally, I will discuss the link between the microstructural findings and the mechanical properties of porous microcracked ceramics. T2 - Colloques de l"universite' de Limoges, France CY - Limoges, France DA - 17.10.2018 KW - Tomography KW - X-ray refraction KW - Porous ceramics KW - Microcracking PY - 2018 AN - OPUS4-46350 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - BAM Akademie 2023- Modul 2 Computertomographie N2 - Hier werden die Grundprinzipien der Computertomographie dargestellt, die Artefakte, die bei den Messungen auftreten und die Datenanalysemethoden erklärt. T2 - BAM Akademie - Webinar Reihe CY - Berlin, Germany DA - 05.10.2023 KW - Artefakte KW - Auflösung KW - Radon Transformation KW - Rekonstruktion KW - Metrologie PY - 2023 AN - OPUS4-58509 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - Strategies to use neutrons as an industrial problem-solving tool N2 - For how trivial or provocative it can sound, the best neutron spectrometer in the world does not produce science and technology by itself. By definition of “Materials Science”, neutron scattering data on engineering materials must be used as a tool to understand, and even tailor, materials performance. In order for this to happen, neutron data need to be 1. Acquired under the most relevant condition possible 2. Coupled to other experimental techniques 3. Capitalized by means of proper simulations and data analysis Point 1- calls for an intense use and the development of top-notch of in-situ techniques; Point 2- means that the sole use of neutron data will not lead to any solution of a global problem; All points above hint to the fact that access to neutron sources is not routine, and therefore it is imperative to search ways to make neutron data rentable and sustainable for the material science and industrial research community. In this presentation, and based on two examples, we will show a couple of strategies to combine neutron data with other experiments, and with theoretical models to raise the validity of experiments to the level of problem-solving. As one might imagine, these are only a few among the almost infinite combinations possible to help improving material properties, performance, and safety, i.e., ripe for everyday use. T2 - MORIS Workshop CY - Garching, Germany DA - 26.04.2023 KW - Neutron Diffraction KW - Residual Stress KW - Large Scale Facilities KW - X-ray Computed Tomography PY - 2023 AN - OPUS4-57361 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni T1 - 3D imaging and residual stress analysis of AM Materials N2 - In this seminar, the capabilities for materials characterization at Division 8.5, BAM will be shon. Particular focus will be given to residual stress analysis and defect imaging in additively manufactured materials and components T2 - Skoltech - The 3rd International Workshop of Advanced Manufacturing Technologies CY - Online meeting DA - 18.04.2023 KW - Neutron Diffraction KW - X-ray diffraction KW - X-ray Computed Tomography KW - X-ray refraction radiography KW - Residual stress KW - Additive manufacturing PY - 2023 AN - OPUS4-57360 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Gollwitzer, Christian A1 - Lange, A. A1 - Onel, Yener A1 - Cooper, R. C. A1 - Watkins, T.R. A1 - Shyam, A. T1 - XCT discloses the Impact of Machining on Mechanical Properties of Diesel Particulate Filter Materials N2 - Microstructural changes in porous cordierite for diesel particulate filter applications caused by machining were characterized using microtensile testing and X-ray computed tomography (XCT). Young’s modulus was determined on ~215-380 m thick machined samples by digital image correlation. Results show a decrease of Young’s modulus due to machining of the thin samples. Explanation of this phenomenon was provided by XCT: the presence of debris due to machining and the variation of porosity due to removal of the outer layers were quantified and correlated with the introduction of further microcracking. T2 - ICT Conference 2018 CY - Wels, Austria DA - 06.02.2018 KW - Diesel Particulate Filter Materials KW - Mechanical Properties PY - 2018 AN - OPUS4-44778 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Buljak, V. A1 - Bruno, Giovanni T1 - Modeling of elastic modulus evolution in porous ceramics due to thermally induced cracking N2 - Within polycrystalline porous ceramics used in automotive applications as diesel particulate filters, it is evidenced that during cooling from firing temperature micro cracks are gradually formed. The cracks are formed as a consequence of strong thermal anisotropy of grains. Typically these micro cracks are granting better thermal shock resistance, with respect to dense materials, but reduce stiffness. The reduction can be quantified by measuring the drop in elastic properties of bulk material which, depending on the level of porosity, can decrease even by 50% with respect to its value at high temperature. It is further observed that upon subsequent heating these cracks are closing and partially or totally healing at very high temperatures. Such peculiar behavior results in partial or complete recovery of the elastic properties of bulk material upon completing one thermal cycle. Despite its evident practical application, still there is no constitutive description of this phenomenon, capable of predicting the evolution of Young's modulus as a function of temperature history. For reliable numerical simulation of this phenomenon, it is required to model fracture. To model inter-crystalline fracture, an effective strategy is to use cohesive elements, since crack patterns are a priori known. Major limitation of this approach is that the cohesive elements already implemented within commercial codes cannot take into account crack healing upon subsequent heating. In this study new cohesive element is developed and numerically implemented within ABAQUS commercial finite element code, capable to model crack opening, closing and healing. Further on, a computer code is generated to build numerical model of porous ceramic specimens that takes into account experimentally measured crystallographic orientation and porosity, and models the microstructure by using Voronoi polygons. The developed numerical tools serve as a framework for more realistic simulations, required to study the hysteresis in elastic properties within porous ceramics provoked by thermal cyclic. In a subsequent phase, an inverse analysis procedure is developed, in which macroscopic properties are used to calibrate parameters entering into micro crack model. The approach is centered on a minimization of a discrepancy function designed to quantify the difference between experimentally measured quantities and their computed counterpart. The model is calibrated on the basis of experimental data regarding the drop of bulk Young's modulus with decrease of temperature. Developed procedure is tested with porous cordierite sample, and obtained results are quit promising despite the current limitation of using only two-dimensional model. T2 - European Ceramic Society Conference 2019 CY - Turin, Italy DA - 16.06.2019 KW - Microcracking KW - Cordierite KW - Inverse Problems KW - Finite elements KW - Cohesive Elements KW - Young's modulus PY - 2019 AN - OPUS4-48926 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulletti, A. A1 - Capineri, L. A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Prager, Jens T1 - Charachterization of piezopolymer interdigital transducer's vibrational modes N2 - Lamb waves are widely used for monitoring the health of structures made of laminated materials (metals, composites). Piezoelectric ultrasonic transducers transmit and receive acoustic guided waves that interact with the elastic properties and the defects of the material under test. In recent years, DINFO developed piezopolymer Interdigital Transducers (IDTs) proven to be suitable to build SHM systems for aerospace applications. Their base material is a Cr/Au-coated PVDF-TrFE copolymer sheet, having a thickness of 100μm and a metallization of 0.1μm on both sides. IDTs are attractive for SHM systems for their capability to select specific Lamb wave modes when designed with appropriate electrode pattern. For a reliable application, it is crucial to characterize the in-plane and out-of-plane displacement of the transducer and to correlate the ultrasonic propagating signal with the Lamb waves dispersion curves in laminates. For example, for a 2 mm aluminum plate A0 mode has dominant out-of-plane displacement, whereas S0 mode has dominant in-plane displacement at the plate's surface. In collaboration with BAM the characterization of free vibrational modes using a 3D laser doppler vibrometer was performed. The analysis in the frequency domain was performed using the following parameters: a chirp excitation with frequencies 50-500 kHz and 0.5-1 MHz with 195 Hz and 390 Hz frequency resolution respectively at 100 Vpp for a total of 90 averaged measurements per point. Also propagating modes were characterized by bonding the IDT on a 2 mm aluminum plate and analyzing the in-plane and the out-of-plane components. A0-mode was successfully excited having the main lobe aligned with the main axis of the IDT, confirming the dominant presence of this propagating mode. The results could be used as a basis for design and optimization of the IDTs in terms of directivity and mode selection, and to facilitate interpretation of the ultrasonic guided waves propagating in laminated structures. T2 - 51th Annual Meeting of the Associazione Societa Italiana Di Elettronica CY - Rome, Italy DA - 26.06.2019 KW - Structural Health Monitoring KW - Interdigital Transducer KW - PVDF KW - Ultrasonic guided waves KW - Lamb waves PY - 2019 AN - OPUS4-48382 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis T1 - Numerical methods (part II) Finite element method (FEM), Spectral element method (SEM) and Scaled Boundary FEM (SBFEM) N2 - A general presentation on numerical methods. In particular, the Finite Element Method, the Spectral Element Method, and the Scaled Boundary Finite Element Method. T2 - ITN-Trainingsevent CY - Online meeting DA - 22.11.2020 KW - FEM KW - SBFEM KW - SEM PY - 2020 AN - OPUS4-52271 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Gravenkamp, Hauke T1 - A Combination of the Scaled Boundary Finite Element Method with the Mortar Method N2 - The simulation of ultrasonic waves in a linearly elastic body can be computationally intensive. The reason is the relatively short wavelength compared to the body size for high frequencies. One possible approach to counteract the high computational costs is to decompose the domain into small parts and strive for parallelization. The Mortar Method is a well-established approach for domain decomposition. A rather new approach to discretize the emerging subdomains is the Scaled Boundary Finite Element Method. This semi-analytical method has many attractive properties. Some of these properties are listed subsequently. The grid consists of polygonal elements, which leaves much freedom in the meshing process. A variety of material distributions, including anisotropic materials, can be considered. High-order shape functions can be used for optimal convergence properties. The approach treats singularities at crack tips and corners analytically. Especially in the frequency domain, the Scaled Boundary Finite Element Method reduces the dimension of the approximation because only degrees of freedom which are associated with the boundary of a polygonal element are necessary. Those desirable properties make the method particularly suitable for calculating the dynamic responses in bodies with cracks, as it is essential for many non-destructive testing and structural health monitoring applications. In this contribution, we present a combination of the Scaled Boundary Finite Element Method with the Mortar Method in two dimensions. The presentation starts with a theoretical overview of both approaches. Subsequently, numerical examples demonstrate the stability of the combination for the polygonal boundary of the elements. The numerical examples increase in complexity and are compared to results computed on non-divided domains with the Finite Element Method. T2 - WCCM-ECCOMAS CONGRESS CY - Online meeting DA - 11.01.2021 KW - Ultrasound KW - Numerical Simulation KW - Scaled Boundary Finite Element Method, Mortar Method PY - 2021 AN - OPUS4-52275 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Jurgelucks, B. A1 - Prager, Jens A1 - Walther, A. T1 - Ein inverses Verfahren zur Schadensrekonstruktion mittels geführter Wellen N2 - Eine zentrale Aufgabe der zerstörungsfreien Prüfung und der Strukturüberwachung (engl. Structural Health Monitoring - SHM) mit Ultraschallwellen ist die Bewertung von Schäden in Bauteilen. In vielen Bauteilen, wie zum Beispiel platten- und schalenförmigen Strukturen, Rohrleitungen oder Laminaten, breitet sich der Ultraschall in Form geführter Wellen aus. Zwar haben geführte Wellen eine relativ große Reichweite innerhalb des Bauteils und ermöglichen so eine großflächige Prüfung, ihre multimodalen und dispersiven Eigenschaften erschweren jedoch die Analyse der vom Schaden kommenden Reflexionen. Eine Möglichkeit, die Messsignale zu interpretieren und die Schäden zu charakterisieren, ist deren Vergleich mit der Wellenausbreitung in einem digitalen Modell. Hierbei stellt sich die Aufgabe, den Schaden im digitalen Modell anhand der Messdaten zu rekonstruieren. Diese Rekonstruktion beschreibt ein inverses Problem, das mehrere Vorwärtsrechnungen braucht, um das Schadensmodell an die Messdaten anzupassen.Durch die kleine Wellenlänge von Ultraschallwellen sind klassische Vorwärtsmethoden wie die Finte Elemente Methode rechenintensiv, weshalb die Autoren die semi-analytische Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) benutzen, um den Rechenaufwand zu verringern. Im Beitrag wird ein inverses Verfahren basierend auf dem Automatischen Differenzieren in Kombination mit der SBFEM vorgestellt und an verschiedenen Schadenstypen in 2D-Querschnittmodellen von Wellenleitern getestet. In der präsentierten Vorstudie werden dafür „Messdaten“ aus unabhängigen Simulationen verwendet. T2 - DAGA 2021 - 47. Jahrestagung für Akustik CY - Vienna, Austria DA - 15.08.2021 KW - SBFEM KW - Inverse Verfahren KW - AD KW - SHM KW - NDT PY - 2021 AN - OPUS4-53304 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis T1 - Simulation von Wechselwirkungen von geführten Wellen mit Fehlstellen N2 - In der Zerstörungsfreien Prüfung und der Zustandsüberwachung sind geführte Wellen von großem Interesse, um Fehlstellen zu finden und zu charakterisieren. Die Interaktion der Wellen mit den Fehlstellen kann dabei aufgrund ihrer Komplexität häufig nicht analytisch beschrieben werden. Dies macht numerische Programme neben Experimenten unabdingbar. Aufgrund der kleinen Wellenlänge im Verhältnis zur Bauteilgröße ist jedoch eine effiziente Simulation noch immer Teil der aktiven Forschung. Um die Effizienz der Simulationsalgorithmen zu steigern, ist es möglich, analytische Annahmen in die Finite Elemente Methode (FEM) zu integrieren. Beispiele für solche Methoden sind die Scaled Boundary Finite Element Method als ein semi-analytisches Verfahren und eXtended Finite Element Method. Diese beiden Möglichkeiten erlauben es, die Wechselwirkungen effizient zu simulieren. In diesem Beitrag werden verschiedene Wechselwirkungen und Auswertungsmöglichkeiten von geführten Wellen mit Fehlstellen vorgestellt. Hierbei liegt der Fokus auf linearen und nicht-linearen Effekten. Zunächst wird auf Modenkonversion eingegangen und der Frage nachgegangen, ob diese ausreicht, um einen Riss zu charakterisieren. Diese Untersuchungen motivieren dann ein inverses Verfahren, mit dem einige Parameter eines simulierten Risses in einer Folge von Simulationen wieder rekonstruiert werden. Ein zweiter Teil beschäftigt sich mit nicht-linearen Risseffekten. Diese Risseffekte erzeugen im allgemeinen höhere harmonische Wellen. Hier werden Ergebnisse und Filtermethoden zur Auswertung vorgestellt. T2 - Doktorandenseminar "Geführte Wellen" CY - Delbrück, Germany DA - 21.10.2019 KW - Singular stress KW - Enriched finite element method KW - Scaled boundary finite element method; Stress intensity factors PY - 2019 AN - OPUS4-49798 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Gravenkamp, H. T1 - Ein Überblick über die Scaled Boundary Finite Element Method für akustische Wellenausbreitung in Festköpern N2 - In diesen Vortrag sind Ergebnissen der letzten Jahre zu der SBFEM an der BAM zu finden. Dabei wurde besonders auf die Stärken der Methode eingegangen. T2 - Doktorandenseminar – Ultraschallmesstechnik CY - Gohrisch, Germany DA - 28.10.2018 KW - SBFEM KW - Kontaktbedingungen PY - 2018 AN - OPUS4-46452 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Gravenkamp, Hauke T1 - Comparison of different models for stress singularities in higher order finite element methods for elastic waves N2 - The Spectral Element Method (SEM) has been proven to be an efficient numerical method for solving the wave equation in linear elastic bodies. This efficiency is reduced if a stress singularity is present in the body. For example, re-entrant corners, material interfaces, fixed boundaries, and especially crack tips can cause stress singularities. To preserve the efficiency of the SEM, special solution strategies are required. There are many approaches which consider stress singularities, but comparisons are rare for dynamic problems. Finding an efficient model is an important step for many applications. In particular, applications for structural health monitoring and non-destructive evaluation rely on accurate and efficient crack models. In this contribution, we present several models to capture singularities in combination with the SEM. The theory behind the models are shortly summarized and we show results for different benchmark problems in two dimensions. The first model deploys a new class of singular elements. For these singular elements, the crack tip approximation is computed based on the static Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM). The second model uses the continued‐fraction‐based SBFEM, while the third model uses an hp-refinement near the singularity. The models are compared among each other and evaluated in terms of their respective efficiency and accuracy. T2 - GAMM 2019 CY - Vienna, Austria DA - 18.02.2019 KW - SBFEM KW - Stress singularities KW - Higher order FEM PY - 2019 AN - OPUS4-47753 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Jurgelucks, B. A1 - Prager, Jens A1 - Walther, A. T1 - Schadensrekonstruktion mittels geführter Wellen in Stahlplatten N2 - Ein Hauptziel der zerstörungsfreien Prüfung und der Strukturüberwachung (engl. Structural Health Monitoring - SHM) mit Ultraschallwellen ist die Charakterisierung von Schäden in Bauteilen. In vielen schalenförmigen Bauteilen, wie zum Beispiel Rohrleitungen, Laminaten und Platten, breitet sich der Ultraschall in Form geführter Wellen aus. Zwar erlauben geführte Wellen eine großflächige Prüfung durch das langsame Abklingen der Wellen. Jedoch breiten sich die Wellen in verschiedenen dispersiven Moden aus, was die Analyse der vom Schaden erzeugten Reflexionen erschwert. Eine Möglichkeit, die Messsignale zu interpretieren, um Schäden zu charakterisieren, ist der direkte Vergleich mit einem Simulationsmodell. Die Rekonstruktion des Schadens stellt ein inverses Problem dar. Das inverse Problem kann als Optimierungsproblem formuliert werden. Für die Optimierung werden mehrere Vorwärtsrechnungen gebraucht, um das Schadensmodell an die Messdaten anzupassen. Aufgrund der kurzen Wellenlängen von Ultraschallwellen sind klassische Methoden für die Vorwärtsrechnung, wie z.B. die Finite Elemente Methode (FEM), rechenintensiv. Eine Möglichkeit den Rechenaufwand zu reduzieren, bietet die Approximation der Wellenausbreitung mittels der semi-analytischen Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM). Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die benötigten Freiheitsgrade im Vergleich zur FEM wesentlich geringer sind [1]. Im Beitrag wird eine Optimierung basierend auf einem Gradientenverfahren in Kombination mit der SBFEM vorgestellt und an verschiedenen Schadenstypen in 2D-Querschnittsmodellen von Stahlplatten getestet. Der Gradient des Vorwärtsmodells wird durch Algorithmisches Differenzieren berechnet, wodurch eine genaue und schnelle Optimierung ermöglicht wird. Es werden Untersuchungen zum inversen Problem und das Finden einer geeigneten Zielfunktion präsentiert. Es wird verdeutlicht, dass der entwickelte Algorithmus robust gegenüber von Rauscheinflüssen ist. In diesen Untersuchungen werden zunächst „Messdaten“ aus unabhängigen Simulationen verwendet [2]. Erste Schritte für die experimentelle Validierung und Erweiterung auf 3D Modelle werden anschließend vorgestellt. T2 - Doktorandenworkshop in Kloster Lehnin CY - Kloster Lehnin, Germany DA - 19.10.22 KW - SBFEM KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Structural Health Monitoring KW - Ultraschallwellen PY - 2022 AN - OPUS4-56551 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Jurgelucks, B. A1 - Prager, Jens A1 - Walther, A. T1 - Modellierung und Validierung eines inversen Verfahrens zur Schadensrekonstruktion mittels Lamb-Wellen im Ultraschallbereich N2 - Das Ausbreitungsverhalten geführter Ultraschallwellen ermöglicht die großflächige Prüfung von Platten und schalenförmigen Bauteilen wie Rohren und Laminaten auf Fehlstellen von wenigen Prüfpunkten aus. Während die beschränkte Divergenz der geführten Wellen die Ultraschallprüfung begünstigt, erschwert das dispersive und multimodale Verhalten der Lamb-Wellen die Auswertung der Ultraschallsignale. Die dispersive und multimodale Wellenausbreitung verkompliziert die Bestimmung der Fehlerposition bei der Auswertung der Geschwindigkeiten einzelner Wellenpakete. Zudem ist es herausfordernd, einen einfachen Zusammenhang zwischen den Reflexionen der Fehlstelle und deren Größe und Form herzustellen. Eine Möglichkeit zur genauen Bestimmung der Fehlerposition und -geometrie bietet der direkte Vergleich der Messsignale mit den Signalen aus einem Simulationsmodell. Die Nachbildung des Schadens im Simulationsmodell stellt ein inverses Problem dar, das iterativ gelöst werden kann, indem ein Vorwärtsmodell immer weiter optimiert wird. Klassische Ansätze wie die Finite Elemente Methode (FEM) sind für die Simulation von Ultraschallwellen aufgrund der kleinen Wellenlängen im Vergleich zur Bauteilgröße meist ineffizient. Aus diesem Grund basiert das vorgestellte Vorwärtsmodell auf der semi-analytischen Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM), die große Teile der Wellenausbreitung analytisch berechnet. In diesem Beitrag wird die Validierung des zweidimensionalen Modells an Platten mit einer rechteckigen Nut als Ersatzfehler präsentiert und es werden erste Schritte zur Validierung von 3D-Modellen vorgestellt. T2 - DAGA 2024 CY - Hannover, Germany DA - 18.03.2024 KW - Geführter Ultraschall KW - Inverse Verfahren KW - SBFEM PY - 2024 AN - OPUS4-60214 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burgholzer, P. A1 - Ziegler, Mathias A1 - Thiel, Erik A1 - Ahmadi, Samim A1 - Gruber, J. A1 - Mayr, G. A1 - Hendorfer, G. A1 - Haltmeier, M. T1 - Blind structured illumination as excitation for super-resolution photothermal radiometry N2 - Photothermal radiometry with an infrared camera allows the contactless temperature measurement of multiple surface pixels simultaneously. A short light pulse heats the sample. The heat propagates through the sample by diffusion and the corresponding temperature increase is measured at the samples surface by an infrared camera. The main drawback in radiometric imaging is the loss of the spatial resolution with increasing depth due to heat diffusion, which results in blurred images for deeper lying structures. We circumvent this information loss due to the diffusion process by using blind structured illumination, combined with a non-linear joint sparsity reconstruction algorithm. T2 - Fifth NDTonAIR Training Event: Thermography Workshop CY - Linz, Austria DA - 13.02.2019 KW - Super resolution KW - Thermography KW - Laser Thermography KW - Compressed Sensing KW - NDT PY - 2019 AN - OPUS4-49912 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burgholzer, P. A1 - Berer, T. A1 - Ziegler, Mathias A1 - Thiel, Erik A1 - Ahmadi, Samim A1 - Gruber, J. A1 - Mayr, G. A1 - Hendorfer, G. T1 - Blind structured illumination as excitation for super-resolution photothermal radiometry N2 - The main drawback in radiometric imaging is the degradation of the spatial resolution with increasing depth, which results in blurred images for deeper lying structures. We circumvent this degradation with blind structured illumination, combined with a non-linear joint sparsity reconstruction algorithm. We demonstrate this by imaging a line pattern and a star-shaped structure through a metal sheet with a resolution four times better than the width of the thermal point-spread-function. The ground-breaking concept of super-resolution can be transferred from optics to diffusive imaging by defining a thermal point-spread-function similar to the Abbe limit for a certain optical wavelength. T2 - 14th Quantitative InfraRed Thermography Conference, QIRT 2018 CY - Berlin, Germany DA - 25.06.2018 KW - Thermography KW - Laser Thermography KW - Compressed Sensing KW - Super Resolution PY - 2018 AN - OPUS4-49940 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bühling, Benjamin A1 - Maack, Stefan T1 - Using a spectral entropy criterion for improved onset picking in ultrasonic testing N2 - In ultrasonic testing, the time of flight (ToF) of a signal can be used to infer material and structural properties of a test item. In dispersive media, extracting the bulk wave velocity from a received signal is challenging as the waveform changes along its path of propagation. When using signal features such as the first peak or the envelope maximum, the calculated velocity changes with the propagation distance. This does not occur when picking the signal onset. Borrowing from seismology, researchers used the Akaike information criterion (AIC) picker to automatically obtain onset times. In addition to being dependent on arbitrarily set parameters, the AIC picker assumes no prior knowledge of the spectral properties of the signal. This is unnecessary in ultrasonic through-transmission testing, where the signal spectrum is known to differ significantly from noise. In this contribution, a novel parameter-free onset picker is proposed, that is based on a spectral entropy criterion (SEC) to model the signal using the AIC framework. Synthetic and experimental data are used to compare the performance of SEC and AIC pickers, showing an improved accuracy for densely sampled data. T2 - 183rd Meeting of the Acoustical Society of America CY - Nashville, TN, USA DA - 05.12.2022 KW - ToF KW - Arrival time KW - Nondestructive testing KW - Through-transmission KW - AIC picker PY - 2022 AN - OPUS4-56616 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bühling, Benjamin T1 - Entwicklung eines luftgekoppelten Ultraschall-Echo-Prüfverfahrens mittels fluidischer Anregung N2 - In vielen technischen Bereichen werden Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP) eingesetzt um auf Basis der Signalstärke und der Laufzeit Einbauteile und Beschädigungen zu orten. Luftgekoppelter Ultraschall spielt bisher in kommerziellen Anwendungen vor Allem im Bauwesen eine untergeordnete Rolle, da die Differenz der akustischen Impedanzen von Luft und Festkörpern immense Verluste beim Übergang des Schallsignals hervorruft. Im Rahmen des Promotionsvorhabens soll die Eignung eines neuartigen Anregungsprinzip untersucht werden, mit dem ein Großteil dieser Verluste vermieden werden soll. Anstelle eines Festkörpers soll mit Hilfe einer fluidischen Düse Druckluft zur Signalerzeugung eingesetzt werden. Die Impedanzverluste zwischen Aktuatormembran und Umgebungsluft entfallen daher. Die gezielte Schallerzeugung durch einen pulsierenden Freistrahl ist weitgehend unerforscht. Es ist daher notwendig, den so erzeugten Schallpuls in der Interaktion mit dem transienten Strömungsfeld zu untersuchen. Das kompressible Medium Luft und die geringen räumlichen Dimensionen einer hochfrequenten Pulsdüse werfen darüber hinaus einige Herausforderungen hinsichtlich der eingesetzten Messtechnik auf. Hier sollen geeignete Verfahren weiterentwickelt und validiert werden, um die Eignung des fluidisch erzeugten Pulses zu überprüfen. In diesem Vortrag werden erste Messungen an einem fluidischen Schalter mit denen an einem kommerziellen Luftultraschallprüfkopf verglichen. T2 - Doktorandenseminar BAM Abt. 8 CY - Berlin, Germany DA - 17.02.2020 KW - ZfP KW - Ultraschall KW - NDT KW - Ultrasound KW - Air-coupled KW - Non-Contact KW - Luftgekoppelt KW - Kontaktlos PY - 2020 AN - OPUS4-51120 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bühling, Benjamin A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Maack, Stefan T1 - Entwicklung eines luftgekoppelten Ultraschall-Echo-Prüfverfahrens mittels fluidischer Anregung N2 - In vielen technischen Bereichen werden Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Dabei wird ein Schallpuls von einem Prüfkopf in ein Prüfobjekt eingebracht. Der Puls kann unter anderem durch Membranen oder Piezoelemente erzeugt werden und wird in der Regel durch direkten Kontakt oder über ein Koppelmittel an das Objekt übertragen. Luftgekoppelter Ultraschall spielt in kommerziellen Anwendungen bisher eine untergeordnete Rolle, da die Differenz der akustischen Impedanzen von Luft und Festkörpern immense Verluste beim Übergang des Schallsignals hervorruft. In diesem Beitrag soll ein neuartiges Anregungsprinzip vorgestellt werden, mit dem ein Großteil dieser Verluste vermieden wird. Anstelle eines Festkörpers soll mit Hilfe einer fluidischen Düse Druckluft zur Signalerzeugung eingesetzt werden. In dieser Düse wird eine selbsterhaltende Strömungsinstabilität erzeugt, die einen Schallpuls von bis zu 100 kHz hervorruft, sodass der Impedanzverlust in die Umgebungsluft entfällt. Da die charakteristische Frequenz eines fluidisch generierten Pulses maßgeblich von der Bauform der Düse und dem anliegenden Druck abhängt, lässt sich mittels einer geeigneten Strömungsregelung ein breiter Frequenzbereich zur Abtastung nutzen. Die so emittierten Pulse werden auf das Prüfobjekt gerichtet und die reflektierten Signale mit einem Laservibrometer an der Oberfläche des Objekts im Echo-Verfahren abgetastet. Von drei signalmindernden Materialübergängen bei gewöhnlichem luftgekoppeltem Ultraschall bleibt in dem hier vorgeschlagenen Messystem lediglich die Grenzfläche von Luft zu Prüfkörper, sodass eine höhere Signalausbeute als bisher erwartet werden kann. T2 - Akustisches Seminar der TU Berlin CY - Berlin, Germany DA - 24.06.2019 KW - Luftgekoppelter Ultraschall KW - Ultrasound KW - Vibrometer PY - 2019 AN - OPUS4-48303 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bühling, Benjamin A1 - Maack, Stefan A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Recent Developments of Fluidic Ultrasonic Transducers at BAM N2 - Ultrasonic measurement technology has become indispensable in NDT. In order to reduce measurement time and extend the application to other materials, contactless ultrasound is the subject of many different research groups. Department 8 has been researching successfully in this field for years. A novel approach is based on so-called fluidic devices. These devices can be used to perform binary logic operations with the help of natural flow instabilities. Hence the abbreviated name, Fluidic (FLUID+LogIC). Only a pressure reservoir of the used fluid is required as energy supply. This enables the production of very robust actuators that generate ultrasonic signals in an extremely energy efficient way. The presentation includes the research results of the ZIM innovation project OsciCheck. The original idea will be presented and its application on different building materials is validated. Beyond this, the possible application areas are much larger and a detailed outlook is given to discuss the future potential of fluidic ultrasonic actuators. T2 - Abteilungsseminar Abteilung 8 CY - Berlin, Germany DA - 23.09.2021 KW - Uultrasound KW - Non-destructive testing KW - Fluidic devices KW - Hydrogen KW - Ranging KW - Harsh environments PY - 2021 AN - OPUS4-53356 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Büttner, C. A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Buske, S. A1 - Friedrich, C. T1 - Anwendung seismischer Abbildungsverfahren auf Ultraschallecho-Daten von Verschlussbauwerken unter Tage N2 - Ein Endlager für radioaktive Abfälle muss auf Dauer vor dem Eindringen von Wasser geschützt werden. Aus diesem Grund errichtete die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) ein Verschlussbauwerk als InSitu Versuch im Endlager Morsleben. Hierfür wurde eine bergmännische Auffahrung mit Salzbeton verfüllt. Zusätzliche in regelmäßigen Abständen eingebaute Trennbleche sollen der Ausbreitung eventueller Risse entgegenwirken. Das Versuchsobjekt wurde mit Ultraschallmessungen bezüglich der Lage und Orientierung möglicher Risse untersucht. Diese Messungen wurden an der Stirnfläche des Salzbetonkörpers durchgeführt. Für die Datenakquisition fand ein neuartiges Messsystem Anwendung, mit welchem ein seismisches Akquisitionsschema realisiert werden kann. Dieses setzt sich aus mehreren Prüfköpfen zusammen, welche sowohl als Sender als auch als Empfänger fungieren. Somit lassen sich auch größere Sender-Empfänger-Abstände realisieren. Vor der Bearbeitung der realen Messdaten wurde ein realitätsnahes synthetisches Modell erstellt, mit welchem die Abbildung eines Risses, eines eingebauten Monitoring-Instruments sowie des ersten Trennbleches in einer Tiefe von 8 m untersucht wurden. Die generierten synthetischen Daten wurden nach minimaler Preprozessierung mittels Kirchhoff-Prestack-Tiefenmigration sowie Reverse Time Migration (RTM) in Tiefensektionen umgewandelt. Insbesondere bei der Abbildung steilstehender Reflektoren lieferte die RTM hier ein besseres Ergebnis. Im Anschluss wurden reale Messdaten in der gleichen Weise bearbeitet. Zusätzlich wurden die Ergebnisse mit denen der Synthetic-Aperture-Focusing-Technique (SAFT) verglichen. Dieses Verfahren ist der Kirchhoff-Migration sehr ähnlich und findet in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung routinemäßig Anwendung. Es stellte sich heraus, dass der RTM Algorithmus in einigen Fällen ein realitätsnäheres Abbild liefert. Die Resultate von Kirchhoff-Migrationund SAFT-Rekonstruktion sind hingegen sehr ähnlich. Alle Verfahren lokalisierten in gleicher Weise Risse in verschiedenen Tiefenlagen, welche hauptsächlich oberflächenparallel orientiert sind. Diese werden auch von Bohrungen bestätigt. Besonders herauszustellen ist die deutliche Abbildung des Trennbleches in großer Tiefe, was bisher noch nicht eindeutig gelungen war. T2 - Jahrestagung der Deutschen geophysikalischen Gesellschaft CY - Brunswick, Germany DA - 03.03.2019 KW - Ultraschall KW - Verschlussbauwerk KW - Endlagerung KW - RTM KW - Kirchhoff PY - 2019 AN - OPUS4-47705 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Pelkner, Matthias A1 - Knöppchen, Andreas T1 - Zerstörungsfreie Prüfung von Komposit-Druckbehältern und ferromagnetischen Kunststoffen unter Verwendung von Wirbelstromprüfgeräten N2 - Metallische Druckgefäße werden aus Gründen der Gewichtseinsparung zunehmend durch Composite-Druckgefäße ersetzt. Während der Alterungsprozess bei metallischen Druckgefäßen durch Wöhlerkurven hinreichend beschrieben wird, ist der Alterungsmechanismus bei Composite-Druckgefäßen noch nicht vollständig geklärt. Im Rahmen des BAM-interne Themenfeldprojekts COD-AGE werden mit diversen Verfahren alterungsbegleitende, zerstörungsfreie Prüfungen an Composite-Druckgefäßen durchgeführt. Im ersten Teil dieses Vortrages werden Ergebnisse der konventionellen und hochfrequenten Wirbelstromprüfung vorgestellt. Der zweite Teil des Vortrages beschäftigt sich mit der Prüfbarkeit von Kunststoffen aus Kunstharz und 3D-Druck mit dem Wirbelstromverfahren durch Zugabe ferromagnetischer Nanopartikel bzw. Verwendung von ferromagnetischem Filament. T2 - DGZfP Arbeitskreis Berlin CY - Berlin, Germany DA - 03.01.2018 KW - Wirbelstromprüfung KW - Druckbehälter KW - CFK KW - Ferromagnetischer Kunststoff KW - COD-AGE PY - 2018 AN - OPUS4-43700 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Friedrich, Alexander A1 - Heckel, Thomas A1 - Zhang, Tianyun T1 - DICONDE für die Schienenprüfung N2 - Bei der zerstörungsfreien Prüfung verlegter Eisenbahnschienen werden die Rohdaten derzeit in proprietären Datenformaten gespeichert und auf Datenträgern zwischen den Prüfzügen und den auswertenden Stellen versendet. Die proprietären Datenformate sind in der Regel nur den Herstellern der Prüfsysteme bekannt und deren Dokumentation nicht allgemein zugänglich. Das Forschungsprojekt „Artificial Intelligence for Rail Inspection“ (AIFRI) erfordert den Austausch von Prüfdaten in einem offenen Format sowohl zwischen den Projektpartnern als auch die Veröffentlichung anonymisierter Daten ausgewählter Strecken aus dem Offenen Digitalen Testfeld (ODT). Wir haben uns in dem Projekt für die Verwendung der „Standard Practice for Digital Imaging and Communication in Nondestructive Evaluation“ (DICONDE) entschieden. DICONDE basiert auf dem medizinischen Standard „Digital Imaging and Communication in Medicine“ (DICOM) und wurde von ASTM an die ZfP angepasst. DICOM bzw. DICONDE ist nicht nur ein Datenformat, sondern beinhaltet auch Kommunikationsschnittstellen für die Auftragsvergabe, Datenübertragung und Abfrage gespeicherter Datensätze aus einem Archiv. In dem Vortrag werden DICOM und DICONDE vorgestellt, sowie die Verwendung von DICONDE für die Schienenprüfung im Projekt AIFRI näher erläutert. Es wird gezeigt, wie sich Prüfdaten, Prüfparameter, Streckeninformationen incl. Kilometertafeln und Geokoordinaten und Befunde in DICONDE kodieren lassen. T2 - 13. Fachtagung ZfP im Eisenbahnwesen CY - Erfurt, Germany DA - 12.03.2024 KW - DICONDE KW - Wirbelstromprüfung KW - Ultraschallprüfung KW - Schienenprüfung PY - 2024 AN - OPUS4-59663 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Pelkner, Matthias A1 - Knöppchen, Andreas T1 - Zerstörungsfreie Prüfung von Komposit-Druckbehältern und ferromagnetischen Kunststoffen unter Verwendung von Wirbelstromprüfgeräten N2 - Metallische Druckgefäße werden aus Gründen der Gewichtseinsparung zunehmend durch Composite-Druckgefäße ersetzt. Während der Alterungsprozess bei metallischen Druckgefäßen durch Wöhlerkurven hinreichend beschrieben wird, ist der Alterungsmechanismus bei Composite-Druckgefäßen noch nicht vollständig geklärt. Im Rahmen des BAM-interne Themenfeldprojekts COD-AGE werden mit diversen Verfahren alterungsbegleitende, zerstörungsfreie Prüfungen an Composite-Druckgefäßen durchgeführt. Nach einem kurzen Überblick über die BAM und den FB 8.4 werden zunächst die allgemeine Funktionsweise der Wirbelstromprüfung und die bildgebende Wirbelstromprüfung erklärt. Anschließend werden Ergebnisse der konventionellen und hochfrequenten Wirbelstromprüfung vorgestellt. Der letzte Teil des Vortrages beschäftigt sich mit der Prüfbarkeit von Kunststoffen aus Kunstharz und 3D-Druck mit dem Wirbelstromverfahren durch Zugabe ferromagnetischer Nanopartikel bzw. Verwendung von ferromagnetischem Filament. T2 - DGZfP Arbeitskreis Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 17.01.2018 KW - CFK KW - COD-AGE KW - Druckbehälter KW - Ferromagnetischer Kunststoff KW - Wirbelstromprüfung PY - 2018 AN - OPUS4-43809 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Lohde, Sebastian A1 - Aydoğdu, M. T1 - Non-Destructive Testing of Composite Pressure Vessels using Conventional and High-Frequency Eddy Current Technique N2 - Composite-Druckgefäße für den Gefahrguttransport sowie für Wasserstoff- und Erdgasfahrzeuge bestehen aus einem lasttragenden Composite und einer gasdichten, metallischen oder polymeren Barriereschicht (Liner). Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens solcher Composite-Druckgefäße wurde in der BAM das interdisziplinäre Themenfeldprojekt COD-AGE durchgeführt. Ziel des Projektes war die Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung und Bestimmung des Alterungsverhaltens von Carbonfaser-Compositen am Beispiel von Druckgefäßen, um eine bessere Vorhersage der Alterung und der sicheren Gebrauchsdauer zu ermöglichen. Ein Schwerpunkt in diesem Projekt war die Bereitstellung geeigneter ZfP-Methoden. Dabei ging es sowohl um versuchsbegleitende Prüfungen, als auch um die mögliche Entwicklung von Prüfeinrichtungen für den späteren praktischen Gebrauch. In dem Vortrag werden Prüfergebnisse der alterungsbegleitenden Wirbelstromprüfung an Composite-Druckgefäßen vorgestellt. In Alterungsversuchen wurden Druckgefäße aus einem ca. 4 mm dicken Aluminiumliner und ca. 8 mm dicker CFK-Ummantelung untersucht. Typisches Einsatzgebiet solcher Druckgefäße sind Atemschutzgeräte der Feuerwehr. Die Druckgefäße wurden sowohl mit konventioneller Wirbelstromtechnik von außen und von innen als auch mit hochfrequenter Wirbelstromtechnik von außen geprüft. Es konnten sowohl Beschädigungen des metallischen Liners, als auch Strukturen des CFK-Geflechts nachgewiesen werden. Eine besondere mechanische Herausforderung bestand in der Prüfung der Innenseite der Liner, da hier eine zylindrische Fläche mit einem Innendurchmesser von 150 mm durch einen Zugang von nur 15 mm Durchmesser geprüft werden muss. N2 - Composite pressure vessels for transporting dangerous goods and for hydrogen and natural gas vehicles consist of a load-bearing composite and a gas-tight, metallic or polymeric barrier layer (liner). To investigate the aging behavior of such composite pressure vessels, BAM carried out the interdisciplinary project COD-AGE. The aim of the project was the development of methods and models for the description and determination of the aging behavior of carbon fiber composites using the example of pressure vessels in order to better predict aging and safe working life. One focus of this project was the provision of suitable NDT methods. These included both test-related tests and the possible development of test equipment for later practical use. In the lecture, test results of the age-related eddy current test on composite pressure vessels are presented. In aging tests, pressure vessels made of an approximately 4 mm thick aluminum liner and approx. 8 mm thick CFRP layer were examined. Typical application of such pressure vessels are respiratory protective devices of the fire department. The pressure vessels were tested using conventional eddy current technology from the outer and inner side as well as with high-frequency eddy current technology. Both damage to the metallic liner and structures of the CFRP could be detected. A particular mechanical challenge was the inspection of the inside of the liners, since a cylindrical surface with an inside diameter of 150 mm has to be tested with an access of only 15 mm diameter. T2 - TAHYA-Workshop CY - Berlin, Germany DA - 27.11.2019 KW - NDT KW - Composite pressure vessel KW - CFRP KW - Eddy current testing PY - 2019 AN - OPUS4-49829 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Lohde, Sebastian A1 - Aydoğdu, Melih T1 - Non-Destructive Testing of Composite Pressure Vessels using Conventional and High-Frequency Eddy Current Technique N2 - Pressure vessels for the transport of hazardous gases are subjected to a hydraulic internal pressure test. Basis for the design of metallic pressure vessels is the fatigue strength according to Wöhler, whereby the number of load changes can be equated with the number of filling / emptying cycles of the pressure vessel. Metallic pressure vessels are increasingly replaced by composite pressure vessels due to the weight savings. However, at composite preasure vessels it is not possible to conclude from the number of load cycles on the fatigue strength, because composite pressure vessels are ageing even at constant internal pressure. Non-destructive conventional and high frequency eddy current testing of the metallic liner and load bearing CFRP layer are presented as an alternative to hydraulic internal pressure test. T2 - TAHYA Workshop CY - Online meeting DA - 02.06.2021 KW - Non-destructive testing KW - Composite preasure vessel KW - Eddy currnet testing PY - 2021 AN - OPUS4-52856 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf T1 - DICONDE für die Schienenprüfung N2 - Einführung in DICONDE und deren Verwendung bei der Prüfung verlegter Eisenbahnschienen im Projekt AIFRI. T2 - Projektmeeting AIFRI CY - Online meeting DA - 27.09.2022 KW - DICONDE KW - ZfP KW - I4.0 PY - 2022 AN - OPUS4-55940 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf T1 - DICONDE für ET N2 - Evaluierung der Eignung von DICONDE zur Speicherung von Wirbelstromprüfdaten im Kontext der Industrie/ZfP 4.0. T2 - 3. Sitzung des DGZfP FA ZfP 4.0 UA Schnittstellen CY - Bochum, Germany DA - 28.08.2019 KW - Wirbelstromprüfung KW - DICONDE KW - ZfP 4.0 KW - Industrie 4.0 PY - 2019 AN - OPUS4-48839 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf T1 - Datenformate für die zerstörungsfreie Prüfung N2 - Der Vortrag gibt eine Übersicht über die Versuche der Vergangenheit, ein standardisiertes Datenformat für die zerstörungsfreie Prüfung zu etablieren. T2 - 4. Sitzung DGZfP FA ZfP 4.0 UA Schnittstellen CY - Stockelsdorf, Germany DA - 19.02.2020 KW - ZfP KW - Datenformat KW - TRAPPIST KW - STEP KW - NDTML KW - DICONDE KW - HDF5 PY - 2020 AN - OPUS4-50448 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf T1 - Aktuelles aus der Normung N2 - Es wird ein Überblick über die aktuellen Aktivitäten im Bereich der Normung und Standardisierung der Wirbelstromprüfung und der ZfP im Allgemeinen bei DIN, ISO, IIW, ASTM und in den Fachausschüssen Wirbelstromprüfung und ZfP 4.0 der DGZfP gegeben. T2 - 2. Fachseminar Wirbelstromprüfung CY - Schweinfurt, Germany DA - 14.09.2022 KW - ZfP KW - Normung KW - Wirbelstrom PY - 2022 AN - OPUS4-55712 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer T1 - Wirbelstromprüfung am Schrein der Heiligen Drei Könige im Kölner Dom N2 - Die Wirbelstromprüfung ist ein bewährtes Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung elektrisch leitfähiger Objekte im oberflächennahen Bereich. Nach einer Einführung in die Wirkungsweise, Möglichkeiten und Grenzen des Wirbelstromprüfverfahrens wird am Beispiel des Schreins der Heiligen Drei Könige gezeigt, wie sich mit dem Wirbelstromprüfverfahren unterschiedliche Metalllegierungen unter einer Vergoldung zerstörungsfrei identifizieren lassen. Der Schrein der Heiligen Drei Könige wurde um das Jahr 1200 von Nikolaus von Verdun erschaffen, ca. 1750 von Johann Rohr und 1807 von Wilhelm Pollack restauriert. Die Restaurierungsarbeiten wurden jedoch nur unvollständig dokumentiert. Es ist bekannt, dass zu den unterschiedlichen Zeiten unterschiedliche Metalllegierungen als Grundmaterial unter der Vergoldung verwendet wurden. Mit Hilfe von Vergleichsproben aus einer Sammlung der Kölner Dombauverwaltung ließen sich die Akanthus-Prägungen des Schreins den verschiedenen Restaurierungen zuordnen. T2 - 1. Fachseminar Historisches trifft Materialkunde CY - Quedlinburg, Germany DA - 20.02.2024 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Wirbelstromprüfung KW - Leitfähigkeitsmessung PY - 2024 AN - OPUS4-59569 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Lohde, Sebastian A1 - Aydoğdu, M. T1 - Zerstörungsfreie Prüfung von Composite-Druckgefäßen mit konventioneller und hochfrequenter Wirbelstromtechnik N2 - Composite-Druckgefäße für den Gefahrguttransport sowie für Wasserstoff- und Erdgasfahrzeuge bestehen aus einem lasttragenden Composite und einer gasdichten, metallischen oder polymeren Barriereschicht (Liner). Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens solcher Composite-Druckgefäße wurde in der BAM das interdisziplinäre Themenfeldprojekt COD-AGE durchgeführt. Ziel des Projektes war die Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung und Bestimmung des Alterungsverhaltens von Carbonfaser-Compositen am Beispiel von Druckgefäßen, um eine bessere Vorhersage der Alterung und der sicheren Gebrauchsdauer zu ermöglichen. Ein Schwerpunkt in diesem Projekt war die Bereitstellung geeigneter ZfP-Methoden. Dabei ging es sowohl um versuchsbegleitende Prüfungen, als auch um die mögliche Entwicklung von Prüfeinrichtungen für den späteren praktischen Gebrauch. In dem Vortrag werden Prüfergebnisse der alterungsbegleitenden Wirbelstromprüfung an Composite-Druckgefäßen vorgestellt. In Alterungsversuchen wurden Druckgefäße aus einem ca. 4 mm dicken Aluminiumliner und ca. 8 mm dicker CFK-Ummantelung untersucht. Typisches Einsatzgebiet solcher Druckgefäße sind Atemschutzgeräte der Feuerwehr. Die Druckgefäße wurden sowohl mit konventioneller Wirbelstromtechnik von außen und von innen als auch mit hochfrequenter Wirbelstromtechnik von außen geprüft. Es konnten sowohl Beschädigungen des metallischen Liners, als auch Strukturen des CFK-Geflechts nachgewiesen werden. Eine besondere mechanische Herausforderung bestand in der Prüfung der Innenseite der Liner, da hier eine zylindrische Fläche mit einem Innendurchmesser von 150 mm durch einen Zugang von nur 15 mm Durchmesser geprüft werden muss. T2 - DACH-Jahrestagung CY - Friedrichshafen, Germany DA - 26.05.2019 KW - Wirbelstromprüfung KW - COD-AGE KW - Composite-Druckgefäß KW - CFK PY - 2019 AN - OPUS4-48123 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Charmi, Amir A1 - Beinlich, Lukas A1 - Barzegar, Mohsen A1 - Bulling, Jannis A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Yilmaz, Bengisu T1 - Closing the gap between simulation and experiment using autoencoders N2 - Structural Health Monitoring (SHM) mittels geführter Ultraschallwellen ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung komplexer Bauteile und liefert umfangreiche Informationen über deren strukturelle Integrität. Die aufgezeichneten Signale sind jedoch komplex und werden daher zunehmend mittels KI verarbeitet, um Anomalien in der Systemintegrität automatisch zu erkennen. Eine Herausforderung dabei ist jedoch das Trainieren solcher KI-Modelle, da dafür große Mengen an Trainingsdaten inklusive diverser Schadensfälle benötigt werden, um eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Experimentelle Generierung dieser Daten ist wegen des enormen Zeit- und Kostenaufwands nicht möglich. Eine Alternative hierfür bieten die numerischen Simulationen, da dadurch Trainingsdaten für beliebige Anzahl an Schadenskonfigurationen erzeugt werden können. Das Hauptproblem dabei ist jedoch die Abweichung zwischen den experimentellen und simulierten Daten (durch z.B. Abweichungen bei der Geometrie, Randbedingungen oder Materialparameter). Um diese Abweichungen zu reduzieren bzw. zu eliminieren, wird ein KI-Modell mit einer Autoencoder-Decoder Architektur vorgestellt, die mittels eines Experiments kalibriert werden kann und anschließend in der Lage ist, die Genauigkeit der Simulationsergebnisse nachträglich zu erhöhen. T2 - 28. DEGA-Workshop „Physikalische Akustik“ - Maschinelles Lernen in der physikalischen Akustik CY - Bad Honnef, Germany DA - 19.10.2023 KW - KI KW - SHM KW - Simulation KW - Geführte Ultraschallwellen PY - 2023 AN - OPUS4-58686 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Charmi, Amir A1 - Mustapha, Samir A1 - Yilmaz, Bengisu A1 - Heimann, Jan A1 - Prager, Jens T1 - A Machine Learning Based-Guided Wave Approach for Damage Detection and Assessment in Composite Overwrapped Pressure Vessels N2 - The applications of composite overwrapped pressure vessels (COPVs) in extreme conditions, such as storing hydrogen gases at very high pressure, impose new requirements related to the system's integrity and safety. The development of a structural health monitoring (SHM) system that allows for continuous monitoring of the COPVs provides rich information about the structural integrity of the component. Furthermore, the collected data can be used for different purposes such as increasing the periodic inspection intervals, providing a remaining lifetime prognosis, and also ensuring optimal operating conditions. Ultimately this information can be complementary to the development of the envisioned digital twin of the monitored COPVs. Guided waves (GWs) are preferred to be used in continuous SHM given their ability to travel in complex structures for long distances. However, obtained GW signals are complex and require advanced processing techniques. Machine learning (ML) is increasingly utilized as the main part of the processing pipeline to automatically detect anomalies in the system's integrity. Hence, in this study, we are scrutinizing the potential of using ML to provide continuous monitoring of COPVs based on ultrasonic GW data. Data is collected from a network of sensors consisting of fifteen Piezoelectric (PZT) wafers that were surface mounted on the COPV. Two ML algorithms are used in the automated evaluation procedure (i) a long short-term memory (LSTM) autoencoder for anomaly detection (defects/impact), and (ii) a convolutional neural network (CNN) model for feature extraction and classification of the artificial damage sizes and locations. Additional data augmentation steps are introduced such as modification and addition of random noise to original signals to enhance the model's robustness to uncertainties. Overall, it was shown that the ML algorithms used were able to detect and classify the simulated damage with high accuracy. T2 - European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT) CY - Lisbon, Portugal DA - 03.07.2023 KW - Guided waves KW - Structural Health Monitoring KW - Machine learning KW - Damage localization KW - COPV PY - 2023 AN - OPUS4-58687 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -