TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Wiggenhauser, Herbert A1 - Milmann, Boris T1 - LAUS - Erste praktische Erfahrungen mit einem neuartigen Ultraschallsystem großer Eindringtiefe N2 - Konventionelle Systeme zur Ultraschall-Echo-Prüfung von Betonbauteilen sind in ihrer Eindringtiefe auf etwa einem Meter begrenzt. Zur Prüfung stärkerer Objekte war die Entwicklung eines neuartigen Prüfsystems notwendig. Das LAUS-System (Large Aperture UltraSound) besteht aus 12 einzelnen Arrays, die mit jeweils 32 Einzelprüfköpfen (Scherwellen, 25 – 50 kHz) als Sender oder Empfänger betrieben werden können. Sie werden unabhängig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt und kommunizieren drahtlos untereinander und mit der Zentraleinheit. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Mehrere dieser Datensätze lassen sich zu einer 3D-Auswertung kombinieren. Das System wurde an mehreren Testobjekten und Bauwerken erfolgreich erprobt. So konnte die fünf Meter dicke, sehr stark bewehrte Fundamentplatte des Fallturms auf dem BAM-Testgelände bei Horstwalde durchschallt werden. Ein zweites Beispiel ist die erfolgreiche Detektion von Spannkanälen in 1,8 m Tiefe in einem massiven Brückenbauwerk. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2018 CY - Berlin DA - 15.2.2018 KW - Beton KW - Ultraschall KW - LAUS KW - Brücke KW - Fundament PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-445786 UR - https://www.bauwerksdiagnose2018.de/Portals/bauwerksdiagnose2018/BB/16.pdf SP - Paper 16, 1 EP - 8 CY - Berlin AN - OPUS4-44578 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Wiggenhauser, Herbert A1 - Milmann, Boris T1 - LAUS - Erste praktische Erfahrungen mit einem neuartigen Ultraschallsystem großer Eindringtiefe N2 - Konventionelle Systeme zur Ultraschall-Echo-Prüfung von Betonbauteilen sind in ihrer Eindringtiefe auf etwa einem Meter begrenzt. Zur Prüfung stärkerer Objekte war die Entwicklung eines neuartigen Prüfsystems notwendig. Das LAUS-System (Large Aperture UltraSound) besteht aus 12 einzelnen Arrays, die mit jeweils 32 Einzelprüfköpfen (Scherwellen, 25 – 50 kHz) als Sender oder Empfänger betrieben werden können. Sie werden unabhängig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt und kommunizieren drahtlos untereinander und mit der Zentraleinheit. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Mehrere dieser Datensätze lassen sich zu einer 3D-Auswertung kombinieren. Das System wurde an mehreren Testobjekten und Bauwerken erfolgreich erprobt. So konnte die fünf Meter dicke, sehr stark bewehrte Fundamentplatte des Fallturms auf dem BAM-Testgelände bei Horstwalde durchschallt werden. Ein zweites Beispiel ist die erfolgreiche Detektion von Spannkanälen in 1,8 m Tiefe in einem massiven Brückenbauwerk. T2 - Bauwerksdiagnose 2018 CY - Berlin, Germany DA - 15.2.2018 KW - Ultraschall KW - Beton KW - LAUS KW - Brücke KW - Fundament PY - 2018 AN - OPUS4-44577 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Der Blick in die Brücke N2 - Populärwissenschaftlicher Vortrag zu jüngeren Entwicklungen beim Ultraschall für das Bauwesen. T2 - Berliner Industriegespräch der DPG CY - Berlin, Germany DA - 7.3.2018 KW - Beton KW - Ultraschall KW - Brücke PY - 2018 AN - OPUS4-44574 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Homann, Tobias T1 - Mehrdimensionale Bestimmung der Schallschnelle auf Festkörperoberflächen mittels Einpunkt-Laservibrometrie im MHz-Bereich N2 - Die zerstörungsfreie Prüfung von austenitischen Mischnähten, wie sie beispielsweise im Primärkreislauf von Kernkraftwerken vorkommen, stellt besondere Anforderungen an die eingesetzte Ultraschallprüfung. Voraussetzung für die positions- und größenrichtige Darstellung von Bauteilfehlern, insbesondere bei bildgebenden Ultraschallverfahren, ist die genaue Kenntnis der Materialparameter auf dem gesamten Schalllaufweg vom Sender zum Empfänger. Im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickeln wir ein zerstörungsfreies, inverses Verfahren, das die Schweißnahtparameter entsprechend des Ogilvy-Modells aus der Schallschnelleverteilung bestimmt, die eine Longitudinalwelle an der Oberfläche erzeugt, nachdem sie durch die Schweißnaht gelaufen ist. T2 - Workshop des Fachausschusses Ultraschall der DEGA e.V „Schallfeldbasierte Messverfahren – vom Transducer bis zur praktischen Anwendung“ CY - Kloster Drübeck, Germany DA - 10.07.2017 KW - Austenit KW - Ultraschall KW - Zerstörungsfreie Prüfung ZfP KW - Schweißnaht KW - Mischnaht PY - 2017 AN - OPUS4-44144 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Herbrand, M. A1 - Müller, M. T1 - Monitoring von Querkraftversuchen an Spannbetondurchlaufträgern mit Ultraschall und Codawelleninterferometrie T1 - Monitoring of shear tests on prestressed concrete continuous beams using ultrasound and coda wave interferometry N2 - Zusammenfassung Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der RWTH Aachen wurden mehrere Spannbetondurchlaufträger bis zum Versagen belastetet. Neben umfangreicher konventioneller Messtechnik wurden zusätzlich innovative Messmethoden durch die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) getestet. Darunter waren eingebettete Ultraschall-Transducer, deren Daten mit einer neuartigen Methode, der Codawelleninterferometrie (CWI), ausgewertet wurden. Dieses Verfahren detektiert auch kleinste Änderungen im Signal und in der Wellengeschwindigkeit gegenüber einer Referenzmessung. Hiermit können Belastungs- und Strukturänderungen sowie Schäden sehr viel sensibler angezeigt werden als bei konventionellen Ultraschallmessungen. Durch eine Modifikation des Verfahrens mit gleitender Referenz können aber auch starke Veränderungen im Material, wie sie bei Bruchversuchen auftreten, erfasst werden. In den Versuchen gelang es mit Netzwerken aus bis zu 20 Ultraschall-Transducern, Spannungskonzentrationen und Rissbildungen qualitativ zu detektieren und zu verfolgen, ohne dass die Sensoren direkt am Ort der Änderung angebracht sein müssen. N2 - Abstract In the framework of a research project at RWTH Aachen University, a set of large scale post-tensioned concrete continuous beams has been loaded until failure. In addition to conventional measurement techniques, innovative methods like embedded ultrasonic transducers have been applied by the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). The data acquired with theses transducers has been processed with a novel method called coda wave interferometry (CWI). This technique is able to detect even very small changes in the ultrasonic signal and in wave velocity. Loads or structural changes as well as damages can be detected with a much higher sensitivity compared to conventional measurements. Using a modification of the technique with step-wise referencing larger changes in the material can be followed as well. In the experiments, networks of up to 20 ultrasonic transducers have been used. Stress concentrations and crack formation have been detected and monitored qualitatively, without having to place the transducers directly at the place of interest. KW - Ultraschall KW - Codawelleninterferometrie KW - Brücken KW - Belastung KW - Monitoring PY - 2017 SN - 0005-6650 SN - 1436-4867 VL - 92 IS - November SP - 474 EP - 481 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-42677 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - Bauwerksüberwachung mit Ultraschall N2 - Übersichtsvortrag zur Bauwerksüberwachung mit Ultraschall mit dem Schwerpunkt auf Materialcharakterisierung. T2 - 23. DEGA Workshop "Physikalische Akustik" CY - Bad Hönnef, Germany DA - 19.10.2017 KW - Ultraschall KW - Beton KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2017 AN - OPUS4-42616 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wiggenhauser, Herbert A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Milmann, Boris T1 - Zerstörungsfreie Ultraschallprüfung dicker und hochbewehrter Betonbauteile T1 - Nondestructive testing of thick and highly reinforced concrete structures with ultrasound N2 - Ein Ultraschallsystem mit großer Apertur, genannt LAUS – Large Aperture UltraSound, wird vorgestellt und die technischen Eigenschaften erläutert. Es besteht aus zwölf Prüfköpfen, die beliebig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt und jeweils als Sender oder Empfänger genutzt werden. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Das System wurde an zwei Bauwerken erfolgreich erprobt. Die Dicke einer sehr stark bewehrten Fundamentplatte eines Fallturms wurde bestimmt. Die Messungen erfolgten in einem Raster auf einer Fläche von 2,0 × 1,8 m2 und die Rückseite konnte eindeutig abgebildet werden. Weitere Anzeigen aus dem Inneren der Platte zeigen das Potenzial des Systems. An einem Brückenbauwerk wurden indirekt Verdichtungsmängel lokalisiert. Dazu wurden mit dem LAUS-System die im Brückenträger verlaufenden Spannkanäle durch fast 2 m Beton abgebildet. N2 - An ultrasound system with a large aperture, called LAUS - Large Aperture UltraSound, is presented and the technical characteristics are explained. It consists of twelve sensor units which can be attached independently on concrete surfaces with vacuum and which are used as transmitters or receivers respectively. All possible combinations result in 132 individual measurements which are used to reconstruct the insonificated volume. The system has been successfully tested on two structures. The thickness of a very heavily reinforced foundation slab of a drop tower was determined. The measurements were carried out in a grid on a surface of 2.0 x 1.8 m(2) and the back side could be clearly imaged. Further indications from inside the foundation show the potential of the system. Voids in concrete were indirectly located in a bridge structure. For this purpose, the LAUS system was used to image the tendon ducts running in the bridge beam through almost 2 m of concrete. KW - Ultraschall KW - Beton KW - Brücke KW - Fundament KW - LAUS PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201700040 SN - 0932-8351 VL - 94 IS - 10 SP - 682 EP - 688 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-42614 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Von der Ölsuche zum Beton - Geophysikalische Methoden für die ZfP im Bauwesen N2 - Nutzung geophysikalischer Methoden für die zerstörungsfrei Prüfung von Betonbauwerken; Beispiel 1: Reverse Time Migration zur Verbesserung der Abbildungsqualität von Ultraschall-Echo-Prüfungen; Beispiel 2: Eingebettete Transducer und Codawelleninterferometrie für die Bauwerksüberwachung. T2 - DGZfP Arbeitskreis Berlin, 389. Sitzung CY - Berlin, Germany DA - 05.09.2017 KW - Geophysik KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Monitoring KW - Beton KW - Ultraschall PY - 2017 AN - OPUS4-41849 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Thermoakustische Ultraschallwandler für zerstörungsfreie Materialprüfung N2 - Luftgekoppelte Ultraschallwandler werden für die bildgebende Prüfung von Klebeverbindungen und Verbundwerkstoffen eingesetzt. Nach dem heutigen Stand der Technik wird die Prüfung in Durchschallung durchgeführt, d.h. der Prüfling befindet sich zwischen dem Sender und dem Empfänger. Allerdings erlauben komplexere Strukturen wie z.B. Teile einer PKW-Karosserie, nur einen einseitigen Zugang. Für die Prüfung solcher Bauteile sind Wandler von hoher Bandbreite von Vorteil. Thermoakustische Wechselwirkung, wobei thermische Energie einer elektrisch geheizten Elektrode in akustische umgewandelt wird, öffnet die Möglichkeit, extrem breitbandige Pulse zu erzeugen. In unserem Beitrag werden verschiedene thermoakustische Sender vorgestellt. Die meisten bestehen aus einer elektrisch leitenden Schicht auf einem festen Substrat. Der erste Typ ist ein Sender mit einer Elektrode aus Indium-Zinn-Oxid auf Glas-Substrat kombiniert mit einem Laser-Doppler-Vibrometer als Empfänger. Diese Kombination ermöglicht extrem breitbandige Signale. Der zweite Typ kombiniert thermoakustische Emission mit piezoelektrischem Empfang. Dieser Typ besteht aus einer Titan-Elektrode auf geladenem zellulärem Polypropylen, das als piezoelektrischer Empfänger dient. Zelluläres Polypropylen ist mit einem Elastizitätsmodul von ca. 1 MPa bei 250 kHz an die Luft sehr gut angepasst. Der dritte Wandlertyp ist ein Wandler mit elektrostatischen Gasentladung unter Atmosphärendruck. Mit dem fokussierenden thermoakustischen Sender (Typ 1) und einem Polypropylen-Empfänger ist eine Durchschallung einer 4 mm dicken Platte aus carbonfaserverstärktem Kunststoff gelungen. Künstliche Delaminationen mit der Größe 1 mm wurden detektiert. Derselbe Sender kombiniert mit einem Laser-Doppler-Vibrometer als Empfänger wurden für die Prüfung von einem Testkörper aus PMMA mit einseitigem Zugang eingesetzt. Der Wandler bestehend aus einem thermoakustischen Sender auf einem Polypropylen-Empfänger (Typ 2) wurde für die Profilvermessung eines Stufenkeils eingesetzt. Dabei wurden Flachbodenbohrungen mit einem Durchmesser 1 mm abgebildet. Mit diesen beiden Sendern wurde ein Schalldruckpegel über 140dB im Fokus gemessen. Der Wandler mit der Funkenentladung (Typ 3) wurde für die Charakterisierung von Luftultraschallwandlern eingesetzt. Auf Basis dieses Entladungstyps wurde ein Schalldruckpegel über 160dB an einem Abstand von 150 mm gemessen, was deutlich über dem Schallpegel aller bekannten Luftultraschall-Wandler liegt. Die größte Bandbreite von deutlich über 100% der Mittenfrequenz wurde mit dem Wandler Typ 1 erreicht. So große Bandbreiten ermöglichen neue Anwendungen für Luftultraschallwandler, insbesondere wenn kombiniert mit Signalverarbeitungsalgorithmen. T2 - Workshop des Fachausschusses Ultraschall der DEGA e.V. „Schallfeldbasierte Messverfahren - vom Transducer bis zur praktischen Anwendung“ CY - Kloster Drübeck, Germany DA - 11.07.2017 KW - Thermoakustik KW - Ultraschall KW - Wandler KW - Luftultraschall KW - Transducer PY - 2017 AN - OPUS4-41195 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer A1 - Heckel, Thomas T1 - Schnelle Ultraschallprüfung von längsgebohrten Eisenbahnradsatzwellen mit Phased Array Rotationsscanner N2 - Im Rahmen des Europäischen Projektes RAAI* wird speziell für längsgebohrte Eisenbahnradsatzwellen von Hochgeschwindigkeitszügen eine Phased Array Technik angepasst, mit dem Ziel einer nahezu 100%igen Rissprüfung (Tiefe 2-3 mm) ohne die Demontage der Wellen und einer Prüfzeitreduzierung von 75%. Die Technik arbeitet mit einem Phased Array, bei dem die Schwingerelemente auf einem Kegelstumpf angeordnet sind. Für die Abtastung in Umfangsrichtung erlaubt das Phased Array die schnelle Rotation und zusätzlich das Fokussieren und Schwenken des Schallbündels. In Richtung der Achse wird das Prüfkopfsystem mechanisch bewegt. In vorangegangenen Projekten ist das Prinzip dieser Prüftechnik entwickelt und die Tauglichkeit gezeigt worden. Die jetzigen Arbeiten haben insbesondere die Optimierung der Sensortechnik an die o.g. Aufgabe zum Ziel. Wegen der ungewöhnlichen Geometrie des Arrays sind umfangreiche Simulationsrechnungen nötig, um die Auswirkung von zahlreichen Parametern auf die Schallfeldform und letztlich auf die Empfindlichkeit und die Ortsauflösung zu untersuchen und die Konstruktionsdaten zu bestimmen. Zur Validierung der Prüftechnik werden Tests an typischen Eisenbahnradsatz-wellen durchgeführt. Der Einsatz von unterstützenden Signalverarbeitungsalgorith-men bei der Auswertung der Prüfergebnisse zur sichereren Fehlererkennung ist u.a. wegen des möglichen geringen Messpunktabstandes für diese Prüftechnik besonders vielversprechend. Der Stand der Entwicklung wird gezeigt. T2 - DGZfP Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Phased array KW - Radsatzwellen KW - Ultraschall KW - Kegelarray KW - Eisenbahnradsatz KW - Innenprüfung KW - ZfP KW - Bahn KW - Kegel KW - Innenbohrung KW - Prüfung PY - 2017 AN - OPUS4-41154 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Caldeira, Rui T1 - Verbesserung der Empfindlichkeit von Ferroelektret-Empfängern für Luftultraschall-Prüfung N2 - Der immer steigende Bedarf nach Prüfungsverfahren von Verbundwerkstoffen eröffnet die Möglichkeit von Prüfverfahren mittels luftgekoppelten Ultraschalls. Die Steigerung der Empfindlichkeit der Luftultraschall-Wandler erhöht deren Einsatzbereich. Die größte Herausforderung des Verfahrens stellt die Impedanzanpassung an die Luft dar. Ende der 1990er Jahre entdeckte man in Ferroelektreten (geladenen zellulären Polymeren) das Potential zur Lösung dieser Problematik. Geladenes zelluläres Polypropylen, mit einer geringen akustischen Impedanz als bei den meist verwendeten piezoelektrischen Materialien, bietet eine deutlich bessere Anpassung an die Luft. Sein piezoelektrisches Verhalten mit einem piezoelektrischen Koeffizient d33 von 200-800 pm/V ähnelt dem von piezoelektrischen Keramiken. Grund für dieses Verhalten sind die polarisierten Zellen, die eine permanente Ladung erzeugen. Die permanente Ladung erzeugt ein starkes elektrisches Feld in der Folie. Eine auf die Oberfläche einwirkende Kraft staucht die Zellen, wodurch sich die eingeschlossenen Ladungsträger im Verhältnis zueinander bewegen. Durch diese Potential- Verschiebung entsteht eine Ladung auf der Oberfläche. Mit angelegter Vorspannung kann die Empfindlichkeit des Wandlers kontrolliert werden, indem die vorgegebene Polarisierung temporär unterstützt oder reduziert wird. In diesem Beitrag ist die Entwicklung eines Ultraschallempfängers aus geladenem zellulärem Polypropylen mit Anwendung der Vorspannung dargestellt. Eine Verbesserung des Signal-Rausch-Abstands bei der Durchschallung eines Testkörpers um 12-15 dB wurde erreicht. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Koblenz, Germany DA - 22.5.2017 KW - Ultraschall KW - Luftultraschall KW - Ferroelektret KW - Prüfung KW - Sensor PY - 2017 AN - OPUS4-40880 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mitzscherling, Steffen A1 - Barth, Enrico A1 - Götschel, S. A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Weiser, M. T1 - Verbesserung und Qualifizierung der Ultraschallprüfung von Mischnähten im Primärkreis von KKW N2 - Die im Primärkreislauf von Kernkraftwerken anzutreffenden austenitischen Schweiß- und Mischnähte sind nicht nur extrem sicherheitsrelevant, sondern stellen auch sehr hohe Anforderungen an die Materialprüfung. Neben der eingeschränkten Zugänglichkeit ist das makroskopische Gefüge der Schweißnaht für die Prüfung mit Ultraschall von höchster Bedeutung. Um Materialfehler zuverlässig in Position und Größe bestimmen zu können, müssen die Kornorientierungen und die elastischen Konstanten des anisotropen Schweißnahtgefüges bekannt sein. Für die bildgebende Darstellung möglicher Materialfehler kommen folgende Arbeitsschritte zum Einsatz: Zunächst wird die Schweißnaht durchschallt, um mit einem inversen Verfahren wichtige Schweißnahtparameter wie beispielsweise die Kornorientierung bestimmen zu können. Auf der Basis dieser Parameter werden im nächsten Schritt die Schallwege mittels Raytracing (RT) simuliert. Zuletzt werden dieser RT-Simulation die Messdaten (A-Scans) von verschiedenen Sender- und Empfängerpositionen zugeordnet und nach der SAFT-Methode (Synthetic Aperature Focusing Technique) zeitaufgelöst überlagert. Die Kombination aus inversem Verfahren, RT und SAFT gewährleistet auch in anisotropen Werkstoffen eine ortsrichtige Visualisierung der Fehler. Wir erläutern diese drei Verfahren und stellen die Prüfanordnung von Prüfkörpern mit künstlichen Testfehlern vor. Messdaten sowie deren Auswertung werden mit den Ergebnissen einer CIVA-Simulation verglichen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - SAFT KW - Schweißnaht KW - Austenit PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404329 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP BB 162 SP - P16, 1 EP - 8 AN - OPUS4-40432 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mitzscherling, Steffen T1 - Verbesserung und Qualifizierung der Ultraschallprüfung von Mischnähten im Primärkreis von KKW N2 - Die im Primärkreislauf von Kernkraftwerken anzutreffenden austenitischen Schweiß- und Mischnähte sind nicht nur extrem sicherheitsrelevant, sondern stellen auch sehr hohe Anforderungen an die Materialprüfung. Neben der eingeschränkten Zugänglichkeit ist das makroskopische Gefüge der Schweißnaht für die Prüfung mit Ultraschall von höchster Bedeutung. Um Materialfehler zuverlässig in Position und Größe bestimmen zu können, müssen die Kornorientierungen und die elastischen Konstanten des anisotropen Schweißnahtgefüges bekannt sein. Für die bildgebende Darstellung möglicher Materialfehler kommen folgende Arbeitsschritte zum Einsatz: Zunächst wird die Schweißnaht durchschallt, um mit einem inversen Verfahren wichtige Schweißnahtparameter wie beispielsweise die Kornorientierung bestimmen zu können. Auf der Basis dieser Parameter werden im nächsten Schritt die Schallwege mittels Raytracing (RT) simuliert. Zuletzt werden dieser RT-Simulation die Messdaten (A-Scans) von verschiedenen Sender- und Empfängerpositionen zugeordnet und nach der SAFT-Methode (Synthetic Aperature Focusing Technique) zeitaufgelöst überlagert. Die Kombination aus inversem Verfahren, RT und SAFT gewährleistet auch in anisotropen Werkstoffen eine ortsrichtige Visualisierung der Fehler. Wir erläutern diese drei Verfahren und stellen die Prüfanordnung von Prüfkörpern mit künstlichen Testfehlern vor. Messdaten sowie deren Auswertung werden mit den Ergebnissen einer CIVA-Simulation verglichen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - SAFT KW - Schweißnaht KW - Austenit PY - 2017 AN - OPUS4-40434 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - König, Markus A1 - Grohmann, Maria A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Anwendung der Reverse-Time Migration auf Ultraschall-Echo-Daten zur Detektion von verdeckten Rissen in Betonkörpern N2 - Das Ultraschall-Echo-Verfahren ist eine wichtige Methode der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP). Prüfaufgaben im Bauwesen beinhalten unter anderem die korrekte Dickenbestimmung von Konstruktionen, sowie die Lokalisierung von Einbauteilen und Fehlstellen. Das Abbildungsverfahren RTM (Reverse Time Migration) liefert oft bessere Bilder als konventionelle Verfahren. Die Datenaufnahme am Betonprobekörper erfolgte mit einem Scannersystem der BAM, bei dem jeweils ein Ultraschall-Prüfkopf als Sender bzw. Empfänger diente. Es wurden senkrecht zur Profilrichtung horizontal polarisierte Scherwellen genutzt. Die RTM wurde mit dem Softwarepaket Madagascar gerechnet. Die Ergebnis zeigt das Potential dieser Methode im Bezug auf komplexe Strukturen. Die lateralen Positionen der Risse im RTM-Bild sowie deren Höhe innerhalb des Probekörpers, entsprechen recht genau dem visuellen Befund. T2 - 77. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft CY - Potsdam, Germany DA - 27.03.2017 KW - Ultraschall KW - Beton KW - Riss KW - Reverse Time Migration PY - 2017 AN - OPUS4-39662 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Feller, Viktor A1 - Mielentz, Frank A1 - Klewe, T. A1 - Orglmeister, R. T1 - Codierte Sendesignale für die Ultraschallprüfung von Betonbauteilen T1 - Coded transmission in ultrasonic testing of concrete components N2 - Es wurden Untersuchungen hinsichtlich der Eignung und der praktischen Relevanz von codierten Sendesignalen als Anregungsimpulse für die Ultraschallprüfung von Betonbauteilen durchgeführt. Anhand von synthetischen Daten werden die theoretischen Vorteile der codierten Impulssequenzen gezeigt. Im Anschluss werden Barker- und Golay-codierte Sendesignale an einer Betonstufenplatte mit einem Größtkorn von 16 mm getestet. Es zeigt sich das große Potenzial dieses Verfahrens, insbesondere bei Verwendung von Golay-Sequenzen als Anregung für die Ultraschallprüfköpfe. Es ergibt sich ein deutlich verbessertes Signal-Stör-Verhältnis im Vergleich zu den herkömmlichen bipolaren Rechteckimpulsen. KW - Ultraschall KW - Codierte Sendesignale KW - Korrelationsanalyse KW - Bauwesen PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2016-0026 SN - 2196-7113 SN - 0171-8096 VL - 84 IS - 4 SP - 234 EP - 240 PB - Oldenbourg Verlag CY - München AN - OPUS4-38934 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barth, Enrico T1 - Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer für die mehrdimensionale Analyse des Schwingungsverhaltens auf Festkörperoberflächen im MHz-Bereich N2 - Zur messtechnischen Analyse des Schwingungsverhaltens von Festkörpern kann die Bewegung der Oberfläche mit einem Laservibrometer vermessen werden. Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise bei der Charakterisierung von anisotropen Werkstoffeigenschaften, ist eine mehrdimensionale Bestimmung der Schwingungskomponenten notwendig. Zur Umsetzung des Messprinzips wird ein Ansatz mit einem Einpunkt-Vibrometer verfolgt, welcher sequenziell die Messpunkte aus mehreren Winkeln analysiert und unter Verwendung der Winkelbeziehungen die Normal- und In-Plane-Komponenten der Schwingung berechnet. Die exakte Positionierung des Lasers aus verschiedenen Winkeln stellt durch die hohen Frequenzen und die damit verbundenen Wellenlängen im mm-Bereich die wesentliche Herausforderung bei der Umsetzung des Messverfahrens dar. Bereits kleine Abweichungen führen zu einem hohen Phasenversatz und somit zu nicht tolerierbaren Messfehlern. Unter Berücksichtigung schwer zu ermittelnder Geometrieinformationen wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem eine ausreichende Positionierungsgenauigkeit gewährleistet werden kann. Im Vortrag werden zunächst die Fehlereinflüsse analysiert und die Umsetzung des Messverfahrens detailliert vorgestellt. Es wird gezeigt, dass die Schwingungskomponenten bis zu einer Frequenz von 1 MHz mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden können. Zusätzlich wird der Einfluss verschiedener Möglichkeiten zur Erhöhung der Reflektivität der Oberfläche auf die Ergebnisse untersucht. T2 - 43. Jahrestagung für Akustik (DAGA) CY - Kiel, Germany DA - 06.03.2017 KW - Schweißnaht KW - ZFP KW - Ultraschall PY - 2017 AN - OPUS4-39422 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Vorversuche zur Ultraschallprüfung an Groutverbindungen N2 - Im rahmen des themenfeldprojektes LEBEWIND wurden Vorversuche zur Ultraschallprüfung von Groutverbindungen an Offshore-Windenergieanlagen gemacht. Die Experimente mit kommerzieller Prüftechnik in Echo und Transmission durch die Stahlwandung hindurch bestätigten, dass diese Bauweise so nicht prüfbar ist. T2 - Workshop "Grout in der Betriebsphase" CY - Berlin, Germany DA - 22.03.2017 KW - Windenergieanlagen KW - Grout KW - Ultraschall PY - 2017 AN - OPUS4-39541 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heckel, Thomas T1 - Die Zukunft der automatisierten Schienenprüfung im Rahmen von Bahn 4.0 N2 - Die zerstörungsfreie Prüfung von Eisenbahnschienen wird mit Schienenprüfzügen durchgeführt. In den Prüfsystemen liegen alle Messdaten und Ortskoordinaten in digitaler Form vor. Mithilfe einer automatisierten Auswertung und Standardisierung der Datenformate ist eine Einbindung der Prüfergebnisse in Instandhaltungskonzepte möglich, die auf den Ideen von Industrie 4.0 bzw. Bahn 4.0 basieren. Für die Erhöhung der passiven Sicherheit der Komponente Schiene durch die automatisierte Klassifizierung von Anzeigen, deren Bewertung und Verortung kann eine moderne zerstörungsfreie Prüfung einen signifikanten Beitrag leisten. Dieser Grundgedanke wurde bereits bei der technischen Auslegung der Prüfsysteme in den Schienenprüfzügen berücksichtigt. In diesem Vortrag wird dargestellt, welche Möglichkeiten die installierte Technik bereits heute bereitstellt und welche Synergien mit einer automatisierten auf bildgebenden Methoden basierenden Bewertung in Zukunft möglich sind. T2 - RAIL-IT 2016 CY - München, Germany DA - 24.11.2016 KW - Schienenprüfung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - Industrie 4.0 KW - Signalverarbeitung KW - Sicherheit von Verkehrswegen KW - Instandhaltung PY - 2016 AN - OPUS4-39292 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank T1 - Zerstörungsfreie Prüftechnik zur Untersuchung der strukturellen Substanz N2 - Im deutschen Bundesautobahnnetz treten vor allem an den vor 2005 errichteten Betonfahrbahndecken vermehrt Schäden auf, die mit einer AKR in Verbindung gebracht werden. Sie äußern sich zunächst in einer Dunkelfärbung in den Fugenbereichen der Betonfahrbahndecke. Oft wird diese Erscheinung von einer von der Fuge ausgehenden horizontalen Rissbildung parallel zur Fahrbahnoberfläche begleitet. Durch den Einsatz der NMR-Technik konnte erstmals zerstörungsfrei der erhöhte Feuchtegehalt in der Betonrandzone als Ursache für diese Erscheinung nachgewiesen werden. Zusätzlich durchgeführte Radaruntersuchungen und Darr-Wäge-Versuche zeigten, dass die erhöhte Durchfeuchtung in der Betonrandzone in der Regel den gesamten Fahrbahnquerschnitt erfasst. Weiterhin wurde aufgezeigt, dass vor allem die akustischen Verfahren eine zerstörungsfreie Detektion der von der Fuge ausgehenden lateralen Ausdehnung der oberen Rissebene in die Fahrbahnplatte ermöglichen. Im Gegensatz zum Impakt-Echo-Verfahren erlaubt das Ultraschall-Echo-Verfahren zusätzlich die Ermittlung der Tiefenlage der oberen Rissebene. Es wird eine weitere Ertüchtigung der akustischen Verfahren für die Strukturaufklärung in Betonfahrbahndecken angeregt. T2 - Forschungskolloquium Betonstraßenbau CY - Munich, Germany DA - 26.01.2017 KW - Baustoffe KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Radar KW - Ultraschall KW - Impakt-Echo KW - NMR KW - Betonfahrbahndecke PY - 2017 AN - OPUS4-39127 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Preissel, Marcel A1 - Vrana, J. T1 - Ermittlung der Auffindwahrscheinlichkeit von Reflektoren in Abhängigkeit der Rastergröße bei der Ultraschallprüfung großer Schmiedestücke N2 - Die Auswirkung des Prüfrasters nach der DGZfP Richtlinie US 07:2014 auf die Auffindwahrscheinlichkeit von Reflektoren wird untersucht. Hierzu werden Simulationsrechnungen durchgeführt, mit dem Ziel, die Abhängigkeit der Unterbewertung von Größe und Tiefenlage von Reflektoren in Bezug auf das Prüfraster zu ermitteln und experimentell zu überprüfen. In zwei Simulationsreihen wird der Einfluss des Prüfrasters auf die Suche von Anzeigen und auf die Bewertung von Anzeigen ermittelt und bewertet. Auf Basis der Simulationsrechnungen wird eine POD-Analyse mit dem Ziel durchgeführt, die Auffindwahrscheinlichkeit von Reflektoren in Bezug zur Rastergüte Rn zu setzten und die Nachweisgrenze zu ermitteln. KW - Schmiedeteile KW - Ultraschall KW - Probability of detection KW - Prüfraster PY - 2016 UR - http://www.dgzfp.de/Dienste/ZfP-Zeitung IS - 150 SP - 52 EP - 57 AN - OPUS4-37032 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heckel, Thomas T1 - Neue Konzepte für die zerstörungsfreie Prüfung und die Zustandsüberwachung von Eisenbahnradsätzen mit Ultraschall N2 - Die regelmäßige Überprüfung von Eisenbahnradsatzwellen auf betriebsbedingte Schädigungen ist ein fester Bestandteil des Instandhaltungskonzeptes von Eisenbahnfahrzeugen. Insbesondere bei hohen Achslasten und hohen Rotationsgeschwindigkeiten ist eine detaillierte regelmäßige Prüfung notwendig. In den letzten Jahren wurden für diese Prüfaufgabe mechanisierte Ultraschallprüfsysteme entwickelt, erfolgreich eingeführt und etabliert. Für eine Weiterentwicklung dieser Technologie stehen die Themen Erhöhung der Auflösung, Reduzierung von Oberflächen- und Störeinflüssen, Verkürzung von Prüfzeiten, Verbesserung der POD, Verlängerung von Inspektionsintervallen, Vereinfachung der Auswertung und die Möglichkeit der Durchführung von Analyseprüfungen im Vordergrund. Es werden Ansätze und neue Konzepte zur Lösung dieser Herausforderungen vorgestellt. T2 - 9. Fachtagung Zerstörungsfreie Prüfung im Eisenbahnwesen CY - Wittenberge, Germany DA - 15.03.2016 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Eisenbahn KW - Radsatzwelle KW - Ultraschall KW - POD PY - 2016 AN - OPUS4-37006 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Myrach, Philipp A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Rahammer, M. A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Parameters in lock-in thermography of CFRP laminates N2 - Active thermography with lock-in excitation is a non-destructive testing method that is also feasible for testing of carbon fiber reinforced polymers (CFRP). For validating the method extensive investigations were done during a research project in order to advance a standardization process. The most important parameters of optical and ultrasonic excitation thermography were investigated. For example, the appropriate selection of spectral sensitivity of the used infrared camera systems is important for recording undisturbed thermal signals. Regarding excitation, influences of excitation power and ultrasonic frequency were studied. Furthermore, material parameters such as CFRP layup are known for strongly affecting the results of measurement. KW - Standardisierung KW - Lock-in thermography KW - Lock-in Thermografie KW - CFRP KW - CFK KW - optical excitation KW - ultrasonic excitation KW - Ultraschall KW - standardization PY - 2016 DO - https://doi.org/10.3139/120.110814 SN - 0025-5300 VL - 58 IS - 1 SP - 31 EP - 35 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-35479 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Voland, Katja A1 - Meng, Birgit ED - Ludwig, H.-M. T1 - AKR unter kombinierten Einwirkungen - Rissbildungs- und Transportmechanismen N2 - ln den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz verstärkt Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten, die mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht werden. Die damit einhergehende oft drastische Reduzierung der Nutzungsdauer der Betonfahrbahndecke führte zu einer starken Intensivierung der Forschung auf diesem Gebiet. Zentraler Forschungsgegenstand war bisher neben der Suche nach geeigneten präventiven betontechnologischen Maßnahmen vor allem die Entwicklung performanceorientierter Prüfverfahren zur AKR-Prävention. Dabei wurden insbesondere die klimatischen Einwirkungen auf die Betonfahrbahndecke und der externe Alkalieintrag zeitraffend simuliert. Die zusätzlich interagierenden mechanischen Einwirkungen aus dem Verkehr fanden bisher keine Berücksichtigung. Vor diesem Hintergrund verfolgt die 2011 eingerichtete und 2015 um weitere drei Jahre verlängerte DFG-Forschergruppe 1498 u. a. das Ziel, den Einfluss einer mechanisch induzierten Vorschädigung (Ermüdungsbeanspruchung) auf den AKR-Schädigungsprozess zu klären. Die hierfür erforderliche Beschreibung der vielfältigen interagierenden Schädigungs- und Transportprozesse erfordert eine enge Verknüpfung von Experimenten mit einer mehrskaligen Modellierung. Die experimentelle Basis bildet die mechanische Vorschädigung (Ermüdung) großformatiger Balken aus einem Fahrbahndeckenbeton mit einem erhöhten AKR-Schädigungspotenzial. Aus diesen Balken werden nach der Ermüdungsbeanspruchung kleinformatige Probekörper gewonnen, an denen die Auswirkungen der mechanischen Vorschädigung auf das Betongefüge und die interagierenden Transport- und Schädigungsprozesse analysiert werden. Das Teilprojekt der SAM hat in diesem Kontext die Aufgabe, ganzheitlich die Rissbildungsprozesse und den interagierenden Eintrag bzw. Auslaugung der Alkalien von der mechanisch induzierten Vorschädigung bis zum AKR-Schädigungsprozess in enger Abstimmung mit den Forschungspartnern zu untersuchen. Den Schwerpunkt dieses Beitrags bildet die Charakterisierung der Rissbildungsprozesse durch die mechanische Vorschädigung und ihrer Auswirkungen auf die interagierenden Transportprozesse. Das schließt die Vorstellung der hierfür angewandten innovative Prüftechniken und Prüfmethodologien ein. T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 16.09.2015 KW - Betonfahrdecke KW - Ermüdung KW - Transportprozess KW - Ultraschall KW - Schallemissionsanalyse KW - Computertomografie KW - Laser-induced breakldown spectroscopy PY - 2015 SN - 978-3-00-050225-5 VL - 1 SP - 1 - 1461 EP - 1 - 1471 AN - OPUS4-34864 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Feller, Viktor A1 - Orglmeister, R. A1 - Mielentz, Frank T1 - Entmischung von Quellsignalen aus mehrkanaligen Ultraschallmessungen an Beton N2 - Dieser Beitrag stellt die aktuellen Fortschritte der Ultraschallprüfung von Betonbauteilen basierend auf dem ICA-Verfahren vor. Das eingesetzte Verfahren wird bereits erfolgreich in anderen Bereichen der Ultraschallprüfung angewendet. Das große Potential dieser Methode liegt in der Möglichkeit, die sich überlagernden Reflexionen der Ultraschallsignale durch nur wenige Messungen in Echtzeit voneinander zu trennen und durch einfache Triangulation zu lokalisieren. Es wurden Experimente hinsichtlich der Eignung und praktischer Relevanz des JADE-Algorithmus durchgeführt. Die Untersuchungen erfolgten sowohl an Polyamid als auch an Betontestkörpern. Die Leistungsfähigkeit des JADE-Algorithmus bezüglich der Quellsignaltrennung wird anhand von mehrkanaligen Ultraschallmessungen gezeigt. Die extrahierten Komponenten enthalten Signalanteile, die mit den entsprechenden Echosignalen in der Messung korrelieren. Zukünftig wird das untersuchte Verfahren mit der Gruppenstrahlertechnik und einem geeigneten Sende-Empfangskonzept kombiniert, um so die Aussagesicherheit der zerstörungsfreien Untersuchungen zu erhöhen. KW - Blinde Quellentrennung KW - Unabhängigkeitsanalyse KW - JADE-Algorithmus KW - Ultraschall KW - Blind source separation (BSS) KW - Independent component analysis (ICA) KW - JADE algorithm KW - Ultrasound PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2014-0045 SN - 0340-837X SN - 0178-2312 SN - 0171-8096 VL - 82 IS - 9 SP - 432 EP - 439 PB - Oldenbourg CY - München AN - OPUS4-34331 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Diersch, Norman A1 - Kind, Thomas A1 - Taffe, Alexander A1 - Kurz, J.H. T1 - Untersuchung vorgespannter Brückenplatten unter Verkehr mit zerstörungsfreien Prüfverfahren N2 - Der Untersuchung von vorgespannten Brückenplatten bzw. Fahrbahnplatten kommt angesichts ihrer direkten Belastung durch Verkehr und der Gefahr durch Tausalzeintrag infolge von Schäden an der Abdichtung eine tragende Rolle bei der Planung von Instandsetzungsarbeiten zu. Da diese Bauteile direkt befahren werden, ist der Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) sinnvoll, wobei deren Anwendung nur einen begrenzten Eingriff in den Verkehr verursachen sollte. In diesem Beitrag werden neben dem großflächigen Einsatz von Radar von der Brückenoberseite aus, d. h. durch den Fahrbahnbelag hindurch, Detailuntersuchungen von der Brückenunterseite mithilfe von Bauwerkscannern beschrieben. Diese Scanner verwenden sowohl Radar als auch Ultraschall mit ihren komplementären Verfahrenseigenschaften, wobei deren Möglichkeiten und Grenzen aufgezeigt werden. Abschließend wird eine Strategie zur Kombination von ZfPBau-Verfahren sowie deren gezielter großflächiger Einsatz in Abgrenzung zu kleinflächigen Detailuntersuchungen beschrieben. N2 - The investigations of pre-stressed bridge decks and carriageway slabs, considering their direct exposure to traffic and threat of ingress of de-icing salt as a result of damage of the seal, plays a major role in the planning of repair work. Since these building elements are driven directly, the usage of non-destructive testing (NDT methods) is useful where the application should cause only a limited intervention into traffic. In this paper, in addition to the large-scale measurements with radar from the outer side of the bridge, which is through the road surface, detailed studies of the bridge base with the help of on-site scanners are described. These scanners use radar and ultrasonic with their complementary properties. The possibilities and limitations are discussed here. Finally, a strategy for combining NDT methods and their specific large-scale applications in a distinction to small-scale detailed studies is described. KW - Bauwerksüberwachung KW - Brücken KW - Messsysteme KW - Praxis KW - Lebensdauer KW - OSSCAR KW - Radar KW - Ultraschall KW - Korrosion KW - Brückenbau KW - Bauwerkserhaltung/Sanierung PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1002/best.201400010 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 109 IS - 7 SP - 444 EP - 452 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-33016 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Krompholz, R. A1 - Müller, Sabine A1 - Lautenschläger, R. A1 - Kittler, J. T1 - 36 Jahre Talsperre Eibenstock - 36 Jahre Überwachung des Betonzustands durch Ultraschall N2 - Ultraschall-Transmissionsmessungen werden seit Jahrzehnten bei der Qualitätssicherung von Betonkonstruktionen eingesetzt. Aus den Wellengeschwindigkeiten lassen sich dynamische Elastizitätsmoduln und – nach lokaler Kalibrierung – auch Druckfestigkeiten ermitteln. Zudem ergeben sich Hinweise auf Risse und andere Materialschwächungen. Der Einsatz erfolgt vor allem im Labor oder an der Bauwerksoberfläche. Neuerdings werden auch Monitoringsysteme mit eingebetteten Sensoren auf Ultraschallbasis erfolgreich getestet. Die Talsperre Eibenstock dient als größte Sperre in Sachsen der Trinkwasserversorgung und dem Hochwasserschutz. Hier wurden während der Bauphase im Jahr 1979 im Fußbereich des Mauerkörpers Ultraschallsensoren eingebracht, die in Verbindung mit einem Messoszilloskop eine Überwachung der Erhärtung des Mauerbetons ermöglichten. Der für die Sensorauswahl eingesetzte Messstellenumschalter wurde im September 2011 grundlegend instand gesetzt. Danach zeigte sich, dass die eingebetteten Sensoren selbst sowie die Verkabelung auch nach über fünfunddreißig Jahren in einwandfreiem Zustand sind. Eine nunmehr aufgelegte Messserie mit modernem Gerät von über einem Jahr mit ein- bis zweimonatigen Intervallen zeigte, dass die Wellengeschwindigkeit seit der Bauphase noch einmal um gut 10 % zugenommen hat, was für eine erhöhte Druckfestigkeit spricht. Innerhalb des Jahres zeigten sich auch bei Einsatz neuer, sehr sensibler Auswertemethoden (sog. Codawelleninterferometrie) nur geringfügige Schwankungen. Diese waren auch nicht zu erwarten, da sich die Füllhöhe zu den Messzeitpunkten nur gering unterschied, die Temperatur im Bauwerksinneren nur wenig schwankte und der Bauwerkszustand sehr gut ist. Die Aussagen zur Betongüte sind direkt vergleichbar mit den früheren Mess- und Untersuchungsergebnissen an der Talsperre Gottleuba, die im gleichen Zeitraum errichtet wurde und ebenfalls mit einem Ultraschallsystem ausgerüstet war. Die Experimente zeigten, dass ein Einsatz von Ultraschallsystemen für die Bauwerksüberwachung auch über Jahrzehnte möglich ist. Dies war im vorliegenden Fall nie geplant, aber durch den Einsatz der Mitarbeiter vor Ort und der Herstellerfirma möglich. Bei zukünftigen Systemen ist eine langfristige Planung unter Einbeziehung aller Beteiligten sowie eine Einbindung in Überwachungs- und Wartungspläne notwendig, damit die qualitätsgesichert gewonnen Daten gewinnbringend genutzt werden können. T2 - 38. Dresdner Wasserbaukolloquium CY - Dresden, Germany DA - 05.03.2015 KW - Talsperre KW - Ultraschall KW - Beton KW - Überwachung KW - Monitoring PY - 2015 SN - 978-3-86780-420-2 SN - 0949-5061 N1 - Serientitel: Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen – Series title: Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen IS - 53 SP - 171 EP - 180 AN - OPUS4-32754 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Daschewski, Maxim A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Prager, Jens A1 - Dohse, Elmar A1 - Gaal, Mate A1 - Harrer, Andrea T1 - Resonanzfreie Messung und Anregung von Ultraschall N2 - In diesem Beitrag präsentieren wir innovative Methoden für die breitbandige und resonanzfreie Messung und Anregung von Ultraschall. Das Messverfahren verwendet eine Kunststofffolie und ein Laser-Vibrometer als breitbandigen und resonanzfreien Empfänger. Im Allgemeinen ermöglicht dieses Verfahren eine präzise Messung der Schallschnelle und des Schalldruckes in beliebigen, für das Laserlicht transparenten Flüssigkeiten und Gasen mit bekannter Dichte und Schallgeschwindigkeit. Das resonanzfreie Senden von Ultraschall basiert auf einem elektro-thermo-akustischen Wandlerprinzip und ermöglicht, im Gegensatz zu herkömmlichen Ultraschallwandlern, die Erzeugung von beliebig geformten akustischen Signalen ohne Resonanzen und ohne Nachschwingen. N2 - In this contribution we present innovative methods for broadband and resonance-free sensing and emitting of ultrasound. The sensing method uses a polyethylene foil and a laser vibrometer as a broadband and resonance-free sound receiver. In general, this method enables absolute measurement of sound particle velocity and sound pressure in arbitrary, laser beam transparent liquids and gases with known density and sound velocity. The resonance-free emitting method is based on the electro-thermo-acoustic principle and enables, contrary to conventional ultrasound transducers, generation of arbitrary shaped acoustic signals without resonances and post-oscillations. KW - Ultraschall KW - Übertragungsfunktion KW - Charakterisierung von Ultraschallmesssystemen KW - Thermo-akustische Ultraschallemitter KW - Ultrasound KW - Transfer function KW - Characterization of ultrasonic measurement systems KW - Thermo-acoustic ultrasound emitter PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2014-0020 SN - 0340-837X SN - 0178-2312 SN - 0171-8096 VL - 82 IS - 3 SP - 156 EP - 166 PB - Oldenbourg CY - München AN - OPUS4-32733 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wolf, Julia A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Mielentz, Frank A1 - Grothe, Sven A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Überwachung von Betonkonstruktionen mit eingebetteten Ultraschallsensoren N2 - Die immer komplexere Konstruktionsweise von Neubauten einerseits und die alternde Infrastruktur andererseits erfordern in manchen Fällen eine dauerhafte Überwachung, um besondere Einwirkungen und gegebenenfalls Schädigungen rechtzeitig und genau zu erkennen. Hierfür ist eine Vielzahl von Methoden und Sensoren verfügbar. Das Portfolio weist aber insbesondere bei der Detektion langsamer, räumlich begrenzter Veränderungen Lücken auf. Hierfür sind bisher sehr aufwändige Untersuchungen oder Installationen notwendig. In der vorliegenden Arbeit werden Sensoren und zugehörige Auswertemethoden für die Ultraschalltransmission vorgestellt, die sich für die zerstörungsfreie, dauerhafte Überwachung von Beton eignen. Direkt oder nachträglich in Betonkonstruktionen eingebaut, ermöglichen sie eine nicht nur lokale, sondern größere Raumbereiche umfassende Dauerüberwachung von Änderungen der Materialeigenschaften. Das Prinzip der Ultraschalltransmission und die verschiedenen Einflussparameter werden vorgestellt. Zu letzteren gehören neben der Belastung und Schädigung auch Umweltparameter wie Temperatur und Feuchte. Verschiedene Methoden zur Datenanalyse, wie z. B. die Codawelleninterferometrie, ermöglichen eine Detektion kleinster Veränderungen. Die in den Beton einzubettenden Ultraschallsensoren werden vorgestellt und ihr Einbau und Betrieb beschrieben. Als Beispiele für Anwendungen werden Frost-Tauwechsel-Experimente im Labor, die Detektion von lokalen Lasten im Technikumsmaßstab und der Einsatz an realen Brücken diskutiert. Die Sensoren sind zum Teil bereits seit mehreren Jahren in Probeobjekte eingebettet und liefern zuverlässig wertvolle Daten.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Monitoring of concrete constructions by embedded ultrasonic sensors: Challenging new constructions and the ageing infrastructure are increasing the demand for permanent monitoring of loads and damages. Various methods and sensors are used for this purpose. But the technologies available today have difficulties in detecting slowly progressing locally confined damages. Extensive investigations or instrumentations are required so far for this purpose. In this study we present new sensors and data processing methods for ultrasonic transmission, which can be used for non-destructive permanent monitoring of concrete. They can be mounted during construction or thereafter. Larger volumes can be monitored by a limited number of sensors for changes of material properties. The principles of ultrasonic transmission and influencing factors are presented. This latter include load, damages as well as environmental parameters as temperature or moisture. Various methods for data processing, e. g. coda wave interferometry are introduced. They allow the detection of very small changes in the medium. The embedded sensors are shown including mounting and operation. Application examples so far include small scale laboratory freeze-thaw experiments, localizing loads in larger concrete models and monitoring load effects on real structures. Some sensors are operating already for several years. KW - Beton KW - Ultraschall KW - Transmission KW - Monitoring KW - Codawelleninterferometrie KW - Frost-Tauwechsel KW - Ultraschallsensoren, eingebettete KW - Lastconcrete KW - Ultrasound KW - Coda wave interferometry KW - Embedded sensors KW - Freeze-thaw KW - Load KW - Neue Verfahren/Versuchstechnik KW - New Processes/Experimental Techniques PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201400073 SN - 0932-8351 SN - 1437-0999 SN - 0005-6820 SN - 0341-1052 SN - 0932-6359 VL - 91 IS - 11 SP - 783 EP - 796 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-32077 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mielentz, Frank A1 - Feller, Viktor A1 - Krause, Martin A1 - Orglmeister, R. A1 - Mayer, K. T1 - Schallfeldmodellierung von Ultraschall-Transversalwellen-Prüfköpfen - Modellierung von Prüfkopfarrays mit der Elastodynamischen Finiten Integrationstechnik und der Punktquellensynthese N2 - Ultraschallmessverfahren werden seit Langem erfolgreich für Prüfaufgaben, wie zum Beispiel die Ermittlung von Bauteilgeometrien, im Bauwesen eingesetzt. Um die Schallbündelung der Prüfköpfe zu verbessern, werden oft mehrere Prüfköpfe in einem Array angeordnet. Für die Entwicklung der Prüfkopfarrays ist es zweckmäßig, mithilfe von Modellierungen den Einfluss der Arraygröße, der Anordnung der Einzelprüfköpfe im Array und der Prüffrequenz auf das Schallfeld zu untersuchen. Dazu werden in der Praxis erfolgreich Modellierungen auf der Basis der Elastodynamischen Finiten Integrationstechnik (EFIT) und der Punktquellensynthese angewendet. Beim Aufbau der Arrays kommen zurzeit immer häufiger Transversal-Punktkontaktprüfköpfe zur Anwendung. Daher wird bei der Beschreibung der Schallfeldberechnung insbesondere auf die der Transversalwellenprüfköpfe eingegangen und mithilfe von Modellierungen und Experimenten gezeigt, wie sich die Prüfkopfpositionierung auf die Richtcharakteristik auswirkt. KW - Ultraschall KW - Beton KW - Transversalwellen KW - Modellierung KW - Punktquellensynthese KW - Elastodynamische Finite Integrationstechnik KW - EFIT PY - 2013 DO - https://doi.org/10.3139/120.110510 SN - 0025-5300 VL - 55 IS - 11-12 SP - 856 EP - 864 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-29685 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Taffe, Alexander T1 - Einsatz von zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP) bei der Bestandsaufnahme von Bauwerken T2 - Brücken- und Ingenieurbautagung 2012 CY - München, Germany DA - 25.04.2012 KW - Zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen KW - ZfPBau KW - Bestandsaufnahme KW - Brückenprüfung KW - Bauwerkscanner KW - Ultraschall KW - Wirbelstrom KW - Radar KW - Statik KW - Statische Nachrechnung PY - 2012 SP - 51 EP - 55 PB - Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung CY - Berlin AN - OPUS4-28594 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Sabine A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Bohlen, T. T1 - Reverse time migration: a seismic imaging technique applied to synthetic ultrasonic data N2 - Ultrasonic echo testing is a more and more frequently used technique in civil engineering to investigate concrete building elements, to measure thickness as well as to locate and characterise built-in components or inhomogeneities. Currently the Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), which is closely related to Kirchhoff migration, is used in most cases for imaging. However, this method is known to have difficulties to image steeply dipping interfaces as well as lower boundaries of tubes, voids or similar objects. We have transferred a processing technique from geophysics, the Reverse Time Migration (RTM) method, to improve the imaging of complicated geometries. By using the information from wide angle reflections as well as from multiple events there are fewer limitations compared to SAFT. As a drawback the required computing power is significantly higher compared to the techniques currently used. Synthetic experiments have been performed on polyamide and concrete specimens to show the improvements compared to SAFT. We have been able to image vertical interfaces of step-like structures as well as the lower boundaries of circular objects. It has been shown that RTM is a step forward for ultrasonic testing in civil engineering. KW - Beton KW - Ultraschall KW - Concrete KW - Imaging KW - Ultrasonics KW - Reverse time migration PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-262952 DO - https://doi.org/10.1155/2012/128465 SN - 1687-8868 SN - 1687-885X VL - 2012 IS - Article ID 128465 SP - 1 EP - 7 PB - Hindawi Publishing Corporation CY - New York, NY, USA AN - OPUS4-26295 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gravenkamp, Hauke A1 - Song, C. A1 - Prager, Jens T1 - Numerische Berechnung der Dispersionseigenschaften von Lambwellen in Platten mit beliebiger Materialzusammensetzung N2 - Für alle Anwendungen geführter Wellen, beispielsweise in der zerstörungsfreien Materialprüfung, ist die exakte und effiziente Berechnung von Dispersionseigenschaften erforderlich. Dabei müssen für eine gegebene Frequenz die Anzahl der ausbreitungsfähigen Moden und deren Wellenzahlen sowie Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten berechnet werden. Für den Fall von Lambwellen in homogenen isotropen Platten existieren analytische Gleichungen für die Wellenzahlen, die sich mit numerischen Nullstellensuchverfahren lösen lassen. Für komplexere Strukturen oder dreidimensionale, nicht rotationssymmetrische Wellenleiter ist die Entwicklung numerischer Methoden erforderlich. In der vorliegenden Arbeit wird ein numerisches Verfahren, basierend auf der Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) [1] vorgestellt. Mit diesem lassen sich Dispersionseigenschaften von beliebigen Wellenleitern sehr effizient berechnen. Ergebnisse werden für den Fall von Wellen in Platten mit komplexer Materialzusammensetzung präsentiert. T2 - DAGA 2012 - 38. Jahrestagung für Akustik - Fortschritte der Akustik CY - Darmstadt, Deutschland DA - 19.03.2012 KW - Ultraschall KW - Lambwellen KW - Dispersion KW - Scaled boundary finite element method PY - 2012 SP - 1 EP - 2 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. AN - OPUS4-25978 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kind, Thomas A1 - Wöstmann, Jens ED - Meßinger, J. T1 - Suche vorgespannter Bewehrung an einer Stahlbetonbrücke mit Radar und Ultraschall N2 - Die Ertüchtigung von Spannbetonbrücken wird häufig mit externen Spanngliedern am Überbau als Verstärkungsmaßnahme durchgeführt. Die externen Spannglieder werden dabei am Überbau u. a. durch Querspannglieder befestigt. Für die Führung- und Aufnahme der Querspannglieder sind Kernbohrungen notwendig, die die vorhandene Spannbewehrung nicht beschädigen dürfen, um eine zusätzliche Schwächung der Brücke zu vermeiden. Das Radar- und Ultraschallverfahren können als zerstörungsfreie Ortungsverfahren von Spanngliedern im Vorfeld für eine schadensfreie Kernbohrung eingesetzt werden. Beide Verfahren sind in der Lage, von der Oberfläche aus die Lage einzelner Spannglieder zu bestimmen. Wird die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) im Vorfeld einer Ertüchtigungsmaßnahme durchgeführt, können die Ergebnisse in die Planung der Ertüchtigungsmaßnahme einfließen und dabei helfen, Verzögerungen bei den Baumaßnahmen zu vermeiden. Mögliche Risiken, die eine Verzögerung verursachen können, sind z. B. deutliche Abweichungen der tatsächlichen Lage der Spannglieder von den Bestandsunterlagen oder das Vorhandensein zusätzlicher Einbauteile, die in den Bestandsunterlagen nicht eingezeichnet sind. Eine Verzögerung von Ertüchtigungsmaßnahmen kann durch die rechtzeitige Berücksichtigung der Ergebnisse von ZfP-Untersuchungen vermieden werden, da die Planungen nicht mehr überarbeitet werden müssen. Auch wenn eine Abweichung zwischen Bestandsunterlagen und tatsächlicher Lage der Spannbewehrung nicht erwartet wird, kann die zerstörungsfreie Sondierung sicherstellen, dass die Positionen der Kernbohrungen fehlerfrei markiert (angezeichnet) worden sind. Ob die Aufgabe die Spannglieder zu orten mit beiden ZfP-Verfahren erfolgreich gelöst werden kann und welches Verfahren eingesetzt werden muss, hängt von der Einbautiefe der Spannglieder, den Betoneigenschaften und der Dichte der Bewehrung ab. In wurde die Ortung von Spanngliedern für eine schadensfreie Kernbohrung mit Radar als Einzelverfahren vorgestellt. Eine Kombination aus dem schnellen Radarverfahren und dem detailliert auflösenden Ultraschallverfahren wird in dieser Arbeit am Beispiel der Untersuchung an einer Spannbetonbrücke in Bremen gezeigt. T2 - Georadar - Erfahrungen und Perspektiven CY - Freiberg, Germany DA - 06.10.2011 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Radar KW - Ultraschall KW - Spanngliedortung KW - Verfahrenskombination PY - 2012 SN - 0947-1944 VL - I SP - 1 EP - 6 PB - Dt. Geophysikalische Ges. CY - Potsdam AN - OPUS4-25767 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kind, Thomas A1 - Wöstmann, Jens T1 - Kombinierte Radar- und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren im Zuge einer Verstärkung N2 - Im Rahmen von Ertüchtigungsmaßnahmen an Spannbetonbrücken werden häufig Kernbohrungen durchgeführt, die die vorhandenen Spannbewehrungen nicht beschädigen dürfen. Die Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) kann einen wesentlichen Beitrag leisten, das Risiko einer Beschädigung zu minimieren und somit eine bessere Planungssicherheit für die Ertüchtigungsmaßnahmen zu schaffen. Typische ZfP-Verfahren für das Auffinden von vorgespannter Bewehrung sind das Radar- und das Ultraschallverfahren. Am Beispiel der Ertüchtigung einer Brücke in Bremen wird die Vorgehensweise beschrieben, und es werden die Grenzen der Verfahren aufgezeigt. KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Radar KW - Ultraschall KW - Spanngliedortung KW - Ertüchtigung KW - Bauwerkserhaltung/Sanierung KW - Bewehrung KW - Brückenbau PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/best.201200003 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 107 IS - 4 SP - 255 EP - 261 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-25755 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völz, Uwe T1 - Visualisierung der Schallausbreitung in Festkörpern mit elektrodynamischen Sonden N2 - Die Prinzipien der Ultraschallausbreitung in festen Medien sind seit langem bekannt und können heute durch mathematische Modelle recht umfassend beschrieben und simuliert werden. In der Praxis zeigt sich aber, dass gerade bei komplexen Geometrien, sowie inhomogenen und anisotropen Materialien die Modelle immer noch an ihre Grenzen stoßen. Das ist insbesondere in der fehlenden Möglichkeit begründet, die akustischen Eigenschaften inhomogener Prüfgegenstände vollständig mathematisch zu beschreiben. Deshalb wird in letzter Zeit verstärkt nach Techniken gesucht, mit denen man die Schallausbreitung in solchen Materialien messen und anschaulich darstellen kann. Ziel dieser Entwicklung ist es, die Schallausbreitung in Festkörpern, insbesondere in solchen mit akustisch anisotropen Eigenschaften, besser zu verstehen und die Möglichkeit zu schaffen, die Simulationsrechnungen am realen Objekt zerstörungsfrei verifizieren zu können. In der Literatur werden verschiedene Methoden zur messtechnischen Visualisierung der Ultraschallausbreitung in Festkörpern beschrieben. Am bekanntesten sind optische Verfahren wie die Schlierentechnik, die schon seit langem genutzt wird, um den momentanen Schallfeldverlauf im Inneren von optisch transparenten Materialien sichtbar zu machen. Heute kommen verstärkt lasertechnische Methoden, wie z. B. das Laserinterferometer, zum Abtasten von nicht transparenten Materialoberflächen zum Einsatz. Da diese Verfahren mit einem hohen technischen Aufwand verbunden sind, werden häufig auch einfachere Methoden, wie z. B. das Abtasten mit punktförmigen piezoelektrischen Aufnehmern, verwendet. T2 - DAGA 2011 - 37. Jahrestagung für Akustik - Fortschritte der Akustik CY - Düsseldorf, Germany DA - 21.03.2011 KW - Ultraschall KW - Schallfeld KW - Elektrodynamische Sonde KW - Visualisierung PY - 2011 SN - 978-3-939296-02-7 SP - 347 EP - 348 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik CY - Berlin AN - OPUS4-25227 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank ED - Rogge, A. ED - Meng, B. T1 - Neuartige Prüfmethodologien zur Schadensanalyse in Betonen T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium CY - Berlin, Deutschland DA - 2011-11-07 KW - Beton KW - Schädigungsprozesse KW - Schallemissionsanalyse KW - Ultraschall KW - Röntgen 3D-Computertomographie KW - Photogrammetrie PY - 2011 SN - 978-3-9814281-0-0 SP - 67 EP - 85 PB - BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-25191 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Weise, Frank A1 - Fontana, Patrick ED - Rogge, A. ED - Meng, B. T1 - Zwangsinduzierte Rissbildung bei erhärtendem Hochleistungsbeton T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium CY - Berlin, Deutschland DA - 2011-11-07 KW - Hochleistungsbeton KW - Hydratation KW - Autogenes Schwinden KW - Rissbildung KW - Schallemission KW - Ultraschall KW - Kapillardruck PY - 2011 SN - 978-3-9814281-0-0 SP - 126 EP - 133 PB - BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-25189 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Armbruster, R. A1 - Heckel, Thomas A1 - Fenger, S. T1 - Die gläserne Schiene - Fortgeschrittene Ultraschall-Schienenprüfung KW - Ultraschall KW - Wirbelstrom KW - Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) KW - Schienenprüfung KW - Signalverarbeitung PY - 2010 SN - 1616-069X SN - 0948-5112 VL - 121 SP - 65 EP - 68 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-23254 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Huismann, Sven T1 - Materialverhalten von hochfestem Beton unter thermomechanischer Beanspruchung N2 - Das Materialverhalten von hochfestem Beton unter thermomechanischer Beanspruchung unterscheidet sich wesentlich von dem des normalfesten Betons. Dies bedeutet, dass bestehende Annahmen sowie Berechnungsverfahren mit zugehörigen Materialparametern, die von einem normalfesten Beton ausgehen, nicht ohne weiteres auf den hochfesten Beton übertragen werden können. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher exemplarisch für einen hochfesten Beton das Verhalten unter thermomechanischer Beanspruchung untersucht. Dabei wurden die Einflüsse verschiedener Randbedingungen bei der Prüfung sowie der Einfluss von Polypropylenfasern (PP-Fasern) im Beton auf die thermomechanischen Materialeigenschaften charakterisiert und ein wesentlicher Beitrag zur Klärung der Ursachen geleistet. Weiterhin wurde mit Hilfe der gewonnenen Kennwertfunktionen ein Materialmodell entwickelt und damit das Trag- und Verformungsverhalten von Stahlbetonstützen aus hoch-festem Beton unter Brandbeanspruchung rechnerisch beschrieben. Anhand eines Bauteilversuchs wurde das Berechnungsverfahren validiert. Die Bearbeitung erfolgte in drei Teilen. In dem ersten Teil dieser Arbeit wurde ein thermomechanischer Prüfstand entwickelt, in dem die Ermittlung der thermomechanischen Materialkennwertfunktionen exemplarisch für einen hochfesten Beton erfolgte. Ein wesentlicher Untersuchungsgegenstand war der Einfluss der Belastungsgeschichte während der Erwärmung auf die Spannungs-Dehnungs-Linien. Dabei wurde eine Reduzierung des temperaturbedingten Abfalls der Festigkeit und des E-Moduls mit zunehmender Belastung und Temperatur festgestellt. Mit zerstörungsfreien und zerstörenden Prüfverfahren konnte gezeigt werden, dass die Belastung während der Erwärmung eine Orientierung der Risse bewirkt und dadurch der Abfall in der Festigkeit und dem E-Modul verringert wird. Der Einfluss hoher lokaler Temperaturgradienten auf die thermomechanischen Kennwertfunktionen wurde ebenfalls untersucht. Zwar entstehen infolge thermomechanischer Spannungen zusätzliche Risse im Betongefüge, diese wirken sich jedoch nicht wesentlich auf die thermomechanischen Kennwertfunktionen aus. Weiterhin wurde der Einfluss von PP-Fasern auf das Verformungsverhalten des Betons bei instationärer Temperaturbeanspruchung untersucht. Mit Hilfe thermogravimetrischer Versuche konnte gezeigt werden, dass die PP-Fasern durch ihre Wirkung im Beton den Feuchtetransport je nach Aufheizrate zwischen 180 °C und 250 °C beschleunigen. Dies führt zum Schwinden des Zementsteins, das der thermischen Dehnung entgegenwirkt und in der Verformungskurve als Stagnation wahrgenommen wird. Ohne PP-Fasern findet der Feuchtetransport wesentlich langsamer statt und eine Stagnation in der Verformungskurve bleibt aus. Bei Temperaturen oberhalb von 300 °C sind die thermischen Dehnungen des Betons mit PP-Fasern geringer und die mechanischen Dehnungen höher als ohne PP-Fasern. In dem zweiten Teil dieser Arbeit wurden Stahlbetonstützen aus dem gleichen Beton, für den die thermomechanischen Kennwertfunktionen ermittelt wurden, unter Brandbeanspruchung geprüft. Nach der Beanspruchung erfolgte zusätzlich die Charakterisierung der Rissbildung mittels 3D-Röntgen-Computertomographie. In dem dritten Teil dieser Arbeit wurde auf der Grundlage der Ergebnisse des ersten Teils ein Materialmodell in Anlehnung an den Eurocode 2 entwickelt. Mit diesem konnte das Trag- und Verformungsverhalten der Stahlbetonstützen aus hochfestem Beton im Brandfall hinreichend genau abgebildet werden. Im Rahmen der Validierung zeigte sich, dass die charakteristischen Kenngrößen des Modells (E-Modul und Festigkeit) zwingend aus den instationären Kriechversuchen abgeleitet werden müssen. Sofern die Festigkeit nur aus den stationären Versuchen abgeleitet wird, wird das Tragverhalten deutlich überschätzt. KW - Hochfester Beton KW - Temperatur KW - Thermomechanik KW - Instationäres Temperaturkriechen KW - Schallemissionsanalyse KW - Ultraschall KW - Polypropylen-Fasern KW - Brand KW - Numerische Simulation KW - Stützen PY - 2010 SN - 0171-7197 IS - 590 SP - 1 EP - 135 PB - Beuth CY - Berlin AN - OPUS4-23005 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Friese, Martin A1 - Effner, Ute A1 - Nowak, Thomas Rudolf A1 - Mielentz, Frank T1 - Erfolgskontrolle von Rissinjektionen durch Ultraschallmessungen T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose - Praktische Anwendungen zerstörungsfreier Prüfungen und Zukunftsaufgaben CY - Berlin, Deutschland DA - 2010-02-18 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - Risse KW - Erfolgskontrolle Rissinjektion PY - 2010 SN - 978-3-940283-24-5 IS - DGZfP-BB 121 (Poster 05) SP - 1 EP - 10 CY - Berlin AN - OPUS4-22550 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Friese, Martin A1 - Roder, C. A1 - Effner, Ute A1 - Mielentz, Frank T1 - Quality control for crack repair - a new approach using ultrasonic imaging T2 - NDE/NDT for highways and bridges - Structural materials technology CY - New York, NY, USA DA - 2010-08-16 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - Risse KW - Erfolgskontrolle Rissinjektion PY - 2010 SN - 978-1-57117-211-2 SP - 374 EP - 382 AN - OPUS4-22549 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Friese, Martin A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Effner, Ute A1 - Mielentz, Frank ED - Frangopol, D. ED - Sause, R. ED - Kusko, C. T1 - Capabilities of non-destructive testing of RC structures - quality assurance for crack repair using ultrasonic echo T2 - IABMAS 2010 - Bridge maintenance, safety, management and life-cycle optimization CY - Philadelphia, PA, USA DA - 2010-07-11 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - Risse KW - Erfolgskontrolle Rissinjektion PY - 2010 SN - 978-0-415-87786-2 SP - 1524 EP - 1531 PB - CRC Press AN - OPUS4-22548 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Müller, Sabine A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Krause, Martin A1 - Bohlen, T. T1 - Reverse time migration: A seismic imaging technique applied to ultrasound data T2 - NDE/NDT for highways and bridges - Structural materials technology (SMT) CY - New York, USA DA - 2010-08-16 KW - Ultraschall KW - Rekonstruktion KW - Migration PY - 2010 SN - 978-1-57117-211-2 SP - 554 EP - 559 CY - Columbus, OH, USA AN - OPUS4-22543 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völz, Uwe A1 - Mrasek, Heinz T1 - Vergleich von Modellrechnung und Schallfeldmessung an Gruppenstrahlerprüfköpfen N2 - Die Modellierung von Schallausbreitungsvorgängen ist eine notwendige Grundlage für die Optimierung von Prüfparametern bei der zerstörungsfreien Prüfung mit Ultraschall. Das gilt insbesondere bei der Anwendung der Gruppenstrahlertechnik. Außerdem besteht vielfach der Wunsch, die komplexen physikalischen Effekte bei der Schallausbreitung in Festkörpern anschaulich darzustellen. Als Modell dient eine vollständige mathematische Beschreibung einer Punktquelle an der Oberfläche eines isotropen Halbraumes bei impulsförmiger Anregung. Ein Ansatz für die Erweiterung auf transversalisotrope Medien ist vorhanden. Die Berechnung der Schallfelder von ausgedehnten Schwingern und Schwingersystemen, wie bei einem Gruppenstrahler-Prüfkopf, erfolgt durch Überlagerung der Felder mehrerer Punktquellen mit der so genannten Punktquellensynthese. Zur Verifizierung der Modellrechnungen wird ein Verfahren zur Schallfeldmessung verwendet, das sich durch seine einfache Handhabung und einen hohen Signal-Rausch-Abstand auszeichnet. Dabei wird das streifende Schallfeld an der Oberfläche von Festkörpern mit einer elektrodynamischen Sonde als Amplituden- Zeit-Funktion der parallel zur Oberfläche orientierten Teilchenverschiebung aufgezeichnet. Durch entsprechende Aufbereitung der Messdaten kann so der zeitliche Verlauf der Wellenfronten sichtbar gemacht werden. An mehreren Beispielen werden gerechnete Simulationsergebnisse mit gemessenen Schallfeldverläufen von Gruppenstrahler-Prüfköpfen in Festkörpern verglichen. Daran kann zum einen gezeigt werden, dass die eingesetzte Methode zur Messung und Visualisierung von Schallfeldern an der Oberfläche von Festkörpern sehr anschauliche Darstellungen der Ultraschallausbreitung ermöglicht. Zum anderen ist erkennbar, dass mit dem hier verwendeten Punktquellenmodell der Verlauf von Schallfeldern mit qualitativ guter Übereinstimmung zu den Messdaten berechnet werden kann. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2010 CY - Erfurt, Deutschland DA - 2010-05-10 KW - Ultraschall KW - Schallfeld KW - Elektrodynamische Sonde KW - Visualisierung KW - Modellierung KW - Punktquellensynthese PY - 2010 SN - 978-3-940283-26-9 IS - DGZfP-BB 122 (Di.1.B.3) SP - 1 EP - 8 CY - Berlin AN - OPUS4-21877 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Shokouhi, Parisa A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Zoëga, Andreas A1 - Barner, Andreas A1 - Schöne, Dieter T1 - Using ultrasonic coda wave interferometry for monitoring stress-induced changes in concrete T2 - 23rd SAGEEP Symposium on the application of geophysics to engineering and environmental problems CY - Keystone, Colorado, USA DA - 2010-04-11 KW - Coda wave interferometry KW - Concrete KW - Beton KW - Stress KW - Ultrasonics KW - Ultraschall PY - 2010 SN - 1554-8015 SP - 650 EP - 654 AN - OPUS4-21570 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völz, Uwe A1 - Mrasek, Heinz A1 - Matthies, Klaus T1 - Visualisierung der Schallausbreitung in Festkörpern mit elektrodynamischen Sonden T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - Elektrodynamische Sonde KW - Visualisierung KW - Schallfeld KW - Ultraschall KW - Engspaltschweißnaht KW - Nickellegierung KW - Gruppenstrahler PY - 2009 SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 (Mi.2.A.2) SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-20517 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Schenk, Gottfried T1 - Vom "Logikgrab" zur Einchip-Lösung: Der Einsatz von FPGAs in digitalen Ultraschallgeräten T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - Ultraschall KW - Gerätetechnik PY - 2009 SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 ( Poster 36) SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-20515 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ploigt, Roy A1 - Dohse, Elmar A1 - Schenk, Gottfried A1 - Völz, Uwe T1 - Hohe Prüfgeschwindigkeit bei einem Gruppenstrahler-Prüfsystem - eine Herausforderung für die Entwickler T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - Ultraschall KW - Gerätetechnik PY - 2009 SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 ( Poster 37) SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-20510 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mielentz, Frank A1 - Boehm, Rainer A1 - Krause, Martin A1 - Mayer, K. T1 - Optimierung von Ultraschall-Prüfkopf-Arrays für die zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen mithilfe von Modellierungen T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - Ultraschall KW - Beton KW - Modellierung KW - Schallfeld KW - Punktquellensynthese KW - Elastodynamische Finite Integrationstechnik (EFIT) KW - Prüfkopf KW - Array KW - Gruppenstrahler KW - Phased array PY - 2009 SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 (Poster 2) SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-20328 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Völz, Uwe A1 - Mrasek, Heinz A1 - Matthies, Klaus T1 - Untersuchungen zur Schallausbreitung in anisotropen Schweißverbindungen von Nickellegierungen mit Hilfe der Visualisierung von Schallfeldern mit elektrodynamischen Sonden N2 - In der jüngeren Vergangenheit wurden verschiedene Verfahren vorgestellt, um Schallfeldverläufe in Festkörpern messtechnisch zu erfassen und in anschaulicher Form darzustellen. Hier soll ein Verfahren mit elektrodynamischen Sonden vorgestellt werden, das sich durch einfache Handhabung und einen hohen Signal-Rausch-Abstand auszeichnet. Es ermöglicht, das streifende Schallfeld an der Oberfläche von Festkörpern aus beliebigem Material als Amplituden-Zeit-Funktion abzutasten, wobei die Teilchenauslenkungen in allen drei Raumrichtungen erfasst werden können. Am Beispiel einer anisotropen Engspaltschweißnaht zwischen Chromstahl und einer Nickellegierung (Alloy617) wird die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens demonstriert. Die Messmethode erlaubt es, die Wellenausbreitung durch die Schweißnaht sichtbar zu machen und das Reflexions- und Streuverhalten an den anisotropen Strukturen sowie an eingebrachten Testfehlern zu zeigen. Ziel dieser Entwicklung ist es, die Schallausbreitung in Festkörpern, insbesondere in solchen mit akustisch anisotropen Eigenschaften, besser zu verstehen, die vorhandenen Modellvorstellungen zu verifizieren und die Prüfmethoden zu optimieren bzw. weiterzuentwickeln. T2 - DACH-Jahrestagung 2008 - Zerstörungsfreie Materialprüfung, ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung CY - St. Gallen, Schweiz DA - 2008-04-28 KW - Elektrodynamische Sonde KW - Visualisierung KW - Schallfeld KW - Ultraschall KW - Engspaltschweißnaht KW - Nickellegierung PY - 2008 SN - 978-3-940283-09-2 IS - DGZfP-BB-113 (Poster P18) SP - 672 EP - 681 AN - OPUS4-17989 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -