TY - JOUR A1 - Häcker, Ralf T1 - Failure of a pressure vessel for rail transport of fluid carbon dioxide N2 - In 1976, a pressure vessel of a tank wagon burst during gravity shunting. The pressure vessel was filled with cold fluid carbon dioxide and failed by cleavage fracture explosively. Big parts of the vessel were flung up to 300 m, a building was destroyed, and rails as well as the superstructure of the gravity shunting yard were damaged. The initiation sites of the fracture and the orientations of crack propagation were determined by means of the patterns on the fracture surfaces of the broken parts. The initiation sites were located in the heat-affected zone (HAZ) of welds, close to transitions of cross-sections and the starting and end points, respectively, of the welds. The primary initiation of crack propagation was almost certainly on the left side, close to the weld of the fixed bearing connecting the vessel with the carriage. The results of metallographic investigations indicated the development of cold weld cracks during welding. Mechanical behavior assessments on specimens extracted from the failed vessel indicated sufficient strength and ductility in tensile loading. The values of the notched-bar impact energy or toughness were within the limits according to industry rules and standards, except for one metal sheet of the vessel that was welded to the left fixed bearing. During shunting, two tank wagons were inappropriately braked, and began to roll too quickly. One rail brake used for deceleration of the wagons caused impulsive noises and vibrations, resulting in high impulsive loading of the first wagon. The cold weld cracks in the heat-affected zones near the fixed bearing of the pressure vessel were initiation points for unstable crack growth. As the result of very low notched-bar impact toughness, crack propagation was not arrested and unstable cleavage fracture occurred. Due to a second similar accident, happened one year before, a program was started to assess characteristic values of pressure vessel materials and the influence of weld parameters by the manufacturer, the inspecting authority, and BAM. The scientific findings led to modifications of industry rules and standards with regard to using ISO-V specimens and to higher required values for notched-bar impact energy for fine grain structural steels. KW - Transport failure KW - Pressure vessel KW - Notched-bar impact energy KW - Toughness PY - 2014 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630713003889 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.12.006 SN - 1350-6307 SN - 1873-1961 VL - 43 IS - Special Issue 'A Tribute to Prof. A. Martens' SP - 92 EP - 106 PB - Elsevier Science Publ. CY - Oxford AN - OPUS4-30101 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häcker, Ralf A1 - Wossidlo, Peter T1 - Meßunsicherheiten bestimmen - Am Beispiel der Ermittlung von Rißwiderstandskurven PY - 1998 SN - 0025-5300 VL - 40 IS - 9 SP - 361 EP - 365 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-33404 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mayer, U. A1 - Böhme, W. A1 - Borsutzki, M. A1 - Häcker, Ralf A1 - Schneider, K. A1 - Düpmeier, T. A1 - Tobisch, M. A1 - Kudliczka, H. A1 - Neuhaus, R. A1 - Ruifrok, R. A1 - Cotinaut, L. A1 - Höfemann, M. ED - Frenz, H. ED - Grellmann, W. T1 - Ergebnisse eines VDEh-Ringversuchs zum Stahl-Eisen-Prüfblatt "Hochgeschwindigkeitszugversuche an gefügten Stählen" T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2008 CY - Berlin, Germany DA - 2008-12-04 KW - Hochgeschwindigkeitszugversuch KW - Fügestellen KW - Kennwerte für Crashsimulation KW - Scherzugversuch KW - Ringversuch KW - High rate tension test KW - Joints KW - Properties for crash simulation KW - Shear tension test KW - Round robin PY - 2008 SN - 978-3-00-026399-6 SN - 1861-8154 SP - 161 EP - 166 AN - OPUS4-33405 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böhme, W. A1 - Borsutzki, M. A1 - Düpmeier, T. A1 - Häcker, Ralf A1 - Larour, P. A1 - Mayer, U. A1 - Geisler, S. ED - Grellmann, W. T1 - Ergebnisse eines VDEh-Ringversuchs zum Stahl-Eisen-Prüfblatt SEP 1230 "Hochgeschwindigkeitszugversuche" T2 - Tagung Werkstoffprüfung Dez. 2005 CY - Berlin, Germany KW - Hochgeschwindkeitszugversuch KW - Prüfblatt SEP 1230 KW - Ringversuch KW - Crashkennwerte KW - Dynamische Fließkurven KW - Crashsimulation KW - High rate tensile testing KW - Testing recommendation SEP 1230 KW - Round robin KW - Dynamic flow curve KW - Material properties KW - Crash simulation PY - 2005 SN - 1861-8154 N1 - Serientitel: DVM Bericht – Series title: DVM Bericht VL - 641 SP - 181 EP - 188 AN - OPUS4-33406 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Braun, T. A1 - Uhlmann, E. A1 - Häcker, Ralf A1 - Jäger, M. A1 - Rauch, H. A1 - Kondas, J. A1 - Brach, K. A1 - Singh, R. T1 - Evaluation of electric conductivity and mechanical load capacity of copper deposits for application in large winding components for electrical high-voltage machines made with cold spray additive manufacturing N2 - In line with the industrial trend of additive manufacturing, cold spray as a non-laser-based process is becoming increasingly important for many fields of application. For the evaluation of additive manufacturing of winding components made of copper for large electrical high-voltage machines, material and component properties such as electrical conductivity, mechanical load capacity and the component size that can be produced are of particular importance. In this context, the cold spray process offers advantages over laser-based additive manufacturing processes such as laser powder bed fusion (LPBF) or laser cladding by using the kinetic energy of the copper powder particles to generate particle cohesion. To investigate the electrical conductivity as well as the mechanical load capacity of cold spray parts, specimens were machined out of cold sprayed bulk copper deposits. The characteristic values were obtained with regard to the direction of deposition, which is defined by the direction of the robot’s movement. Thus, for the investigation of the component properties, specimens were provided that had been produced both longitudinally and transversely as well as orthogonally to the direction of deposition. The results of the investigations show that both the electrical conductivity and the mechanical load capacity of the specimen have a strong preferential direction of the specimen orientation with respect to the direction of deposition. Furthermore, it could be shown that by increasing the deposition height, there is an increasing oxygen content in the sample material, combined with increasingly significant defect networks. These effects have a negative impact on the electrical conductivity as well as on the mechanical load capacity. As a conclusion, further need for investigation is identified in the optimization of the process parameters as well as in the deposition strategy for the additive manufacturing of large-volume components with cold spray. T2 - ITSC 2022 CY - Wien, Austria DA - 04.05.2022 KW - Cold Spray KW - Electrical conductivity KW - Copper powder particles KW - Large electrical high-voltage machine PY - 2022 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-56108 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Häcker, Ralf A1 - Zunkel, Astrid ED - Biliszczuk, Jan ED - Bien, Jan T1 - Cast iron arch bridges - part of the world heritage N2 - Cast iron arch bridges were built in the late 18th and early 19th century across Europe. After the famous Iron Bridge in the Ironbridge Gorge in Coalbrookdale in England, being now part of the UNESCO world heritage, many cast iron bridges followed and substituted timber bridges. A series of cast iron bridges has been built in central Europe, in Laasan, Breslau, (now Wrocław), in Berlin, Potsdam, Bad Muskau and Schwerin. The paper gives an overview about the current state of some remaining cast iron arch bridges, typical damage cases, material properties and rehabilitation. Most of the old cast iron arch bridges serve as pedestrian bridges. Some of these bridges have been strengthened to increase the traffic load. Different rehabilitation measures as substitution of parts of the bridges and strengthening using Carbon Reinforced Polymers (CFRP) are discussed. T2 - Arch 2016 CY - Wroclaw, Poland DA - 05.10.2016 KW - Arch bridges KW - Cast iron KW - Materials parameters KW - Rehabilitytion PY - 2016 SN - 978-83-7125-265-5 SP - 194 EP - 197 PB - Dolnośląskie wydawnictwo edukacyjne CY - Wroclaw, Poland AN - OPUS4-38476 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eberle, Arno A1 - Häcker, Ralf A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Wossidlo, Peter T1 - Experimentelle und numerische ERmittlung dynamischer Risswiderstandskurven im Kerbschlagbiegeversuch N2 - Die bruchmechanische Beurteilung von Komponenten erfordert die Kenntnis von Risswiderstandskurven, die jedoch häufig aufgrund fehlenden Probenmaterials nicht zur Verfügung stehen. Vielmehr sind typische werkstofftechnische Kennwerte verfügbar, wie Streckgrenze, Zugfestig, Gleichmaßdehnung, Bruchdehnung sowie die Kerbschlagarbeit in der Hochlage und die laterale Breitung von Kerbschlagbiegeproben. Das Materialmodell von Gurson beschreibt duktiles Risswachstum mit den Stadien Hohlraumentstehung, Hohlraumwachstum und Koaleszenz benachbarter Hohlräume bis zum makroskopischen Riss. Die Materialparameter des Gurson-Modells sind abhängig vom Werkstoff und der Temperatur, jedoch nicht von der Probengeometrie und Belastungsgeschwindigkeit, was eine Übertragung zwischen quasistatisch belasteten Bruchmechanikproben unterschiedlicher Geometrie und schlagartig belasteten Kerbschlagbiegeproben erlaubt. Im vorliegenden Beitrag wird eine Methode zur Konstruktion von Risswiderstandskurven vorgestellt, die auf den grundlegenden Daten des Zugversuchs und der Kenntnis der Fließkurve basiert. Die Fließkurve bei dynamischer Belastung wird durch erprobte Vorgehensweisen ermittelt, die auf der Analyse der dann erhöhten Aktivierungsenergie von Versetzungen basieren. Die Parameter der duktilen Schädigung werden im wesentlichen durch die Simulation von Versuchen an gekerbten Rundzugproben und des Kerbschlagbiegeversuchs bzw. der Anpassung an die Kerbschlagarbeit in der Hochlage bestimmt. Damit sind die Parameter der duktilen Schädigung bekannt, so dass durch die Simulation duktilen Rissfortschritts in Bruchmechanikproben die erforderlichen J-Risswiderstandskurven zur Verfügung gestellt werden können, was die Anwendung des klassischen J-Konzepts erlaubt. Wegen der Geometrieunabhängigkeit der ermittelten Materialparameter ist auch die direkte Anwendung des Gurson-Modells zur Sicherheitsanalyse angerissener Bauteile durchführbar. PY - 2001 SN - 0933-5137 SN - 1521-4052 VL - 32 IS - 6 SP - 532 EP - 538 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-33718 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mayer, U. A1 - Böhme, W. A1 - Borsutzki, M. A1 - Häcker, Ralf A1 - Schneider, K. T1 - Hochgeschwindigkeitszugversuche an gefügten Stählen - Ergebnisse eines VDEh-Ringversuchs zum Stahl-Eisen-Prüfblatt N2 - Für die Berechnung des Crashverhaltens von Fahrzeugstrukturen muss zusätzlich zur Dehnratenabhängigkeit des plastischen Verformungsverhaltens des Grundwerkstoffs auch das Verhalten von Fügestellen bei hoher Beanspruchungsgeschwindigkeit bestimmt werden. Ziel der VDEh-Arbeitsgruppe 'Hochgeschwindigkeitszugversuche an gefügten Stählen' war die Erstellung eines Stahl-Eisen-Prüfblattes (SEP) zur Ermittlung crashrelevanter Kennwerte für gefügte Stahl-Feinbleche unter vereinheitlichten Prüfbedingungen. Zur Erarbeitung der in dieser Richtlinie zu formulierenden Empfehlungen wurden Scherzugversuche bei hoher Geschwindigkeit an punktgeschweißten und lasergeschweißten Proben von elf Prüflaboratorien durchgeführt. Der Beitrag beschreibt die Ergebnisse dieses Ringversuchs und seine Auswirkungen auf das SEP. PY - 2009 SN - 0025-5300 VL - 51 IS - 11-12 SP - 755 EP - 760 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-33403 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häcker, Ralf T1 - Ergebnisse eines VDEh-Ringversuchs zum Stahl-Eisen-Prüfblatt SEP 1230 "Hochgeschwindigkeitszugversuche" T2 - DVM-Tagung "Werkstoffprüfung 2005" CY - Berlin DA - 2005-12-01 PY - 2005 AN - OPUS4-33296 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häcker, Ralf T1 - Zuverlässige Ermittlung von Kennwerten an Stählen bei hohen Dehngeschwindigkeiten T2 - DVM-Tag 2006 "Werkstoffkennwerte: Basis für Bauteilauslegung und Simulation" CY - Berlin DA - 2006-05-09 PY - 2006 AN - OPUS4-33297 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -