TY - JOUR A1 - Bulling, Jannis A1 - Jurgelucks, B. A1 - Prager, Jens A1 - Walther, A. T1 - Defect reconstruction in a two-dimensional semi-analytical waveguide model via derivative-based optimization N2 - This paper considers an indirect measurement approach to reconstruct a defect in a two-dimensional waveguide model for a non-destructive ultrasonic inspection via derivative-based optimization. The propagation of the mechanical waves is simulated by the scaled boundary finite element method that builds on a semi-analytical approach. The simulated data are then fitted to given data associated with the reflected waves from a defect which is to be reconstructed. For this purpose, we apply an iteratively regularized Gauss-Newton method in combination with algorithmic differentiation to provide the required derivative information accurately and efficiently. We present numerical results for three kinds of defects, namely, a crack, delamination, and corrosion. The objective function and the properties of the reconstruction method are investigated. The examples show that the parameterization of the defect can be reconstructed efficiently as well as robustly in the presence of noise. KW - Mechanical waves KW - Corrosion KW - Finite-element analysis KW - Ultrasonic testing KW - Nondestructive testing techniques KW - Symbolic computation KW - Materials analysis KW - MATLAB KW - Newton Raphson method PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-565485 DO - https://doi.org/10.1121/10.0013574 VL - 152 IS - 2 SP - 1217 EP - 1229 PB - AIP Publ. CY - Melville, NY AN - OPUS4-56548 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Taffe, Alexander A1 - Hillemeier, B. A1 - Walther, A. T1 - Verifizierung moderner zerstörungsfreier Prüfverfahren an einem Abbruchbauwerk N2 - Die Entwicklung zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen (ZfPBau-Verfahren) hat in den letzten Jahren zu einer rasanten Leistungssteigerung geführt. Etliche Verfahren haben das Potenzial, in der Zukunft vom 'Stand der Wissenschaft' zum 'Stand der Technik' zu werden. Damit dies geschieht, muss möglichen Kunden vermittelt werden, welche Prüfaufgabe mit welchem Verfahren bearbeitet werden kann und wie zuverlässig die Ergebnisse sind. Um die Leistungsfähigkeit von ZfPBau-Verfahren nachzuweisen, ist eine genaue Kenntnis des wirklichen Bestands und der tatsächlichen Schäden erforderlich, um diese mit den Messergebnissen zu vergleichen und deren Güte zu bewerten. Mit dem Abriss der Spandauer- Damm-Brücke in Berlin ergab sich die Gelegenheit, zunächst eine großflächige Zustandsermittlung der Fahrbahnplatte bezüglich des Grads vorhandener Korrosionsschäden und des Verpresszustands von Spanngliedern vorzunehmen. Durch den vorgefundenen Zustand der Quervorspannung mit nachweislich vorhandenen Brüchen der Spanndrähte konnte an diesem Abrissbauwerk die Leistungsfähigkeit des Remanenzmagnetismusverfahrens zur Ortung von Spanndrahtbrüchen erstmals großflächig nachgewiesen werden, wobei auch der Vergleich der Untersuchungen mit und ohne Fahrbahnbelag durchgeführt wurde. Da der Anteil an vorhandenen Verpressfehlern nach großflächiger Auswertung sich als sehr gering herausstellte und an den ausgelösten Brückenteilen keine Verpressfehler vorhanden waren, wird in diesem Beitrag die Leistungsfähigkeit der Kombination von Radar und Ultraschall mit bildgebender Darstellung gezeigt. Damit wird es künftig möglich sein, Informationen zur Rekonstruktion nicht vorhandener Bestandspläne zu gewinnen. KW - Zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen KW - Bauen im Bestand KW - Brückenprüfung KW - Spanndrahtbruch KW - Remanenzmagnetismus KW - Automatisierung PY - 2010 DO - https://doi.org/10.1002/best.201000067 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 105 IS - 12 SP - 813 EP - 820 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-22706 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Arndt, Ralf A1 - Röllig, Mathias A1 - Rieck, C. A1 - Walther, A. A1 - Scheel, H. A1 - Hillemeier, B. T1 - Application of impulse-thermography for non-destructive assessment of concrete structures N2 - Impulse-thermography is an active method for quantitative investigations of the near surface region of various structures. It has recently been applied and optimised to applications in civil engineering. By using either an internal or external heat source, parts of the structure under investigation are heated up and the transient heat flux is observed by recording the temperature change at the surface as a function of time. This method is very well suited for the detection of voids and honeycombing in concrete, up to concrete covers of 10 cm as well as for the location of delaminations in multi-layered systems (e.g. plaster on concrete, CFRP-laminates on concrete, asphalt on concrete). Also safety relevant defects like voids in tendon ducts and cracks in concrete could be recognised. KW - Non-destructive testing KW - Impulse-thermography KW - Concrete KW - CFRP-laminates KW - Delamination KW - Tendon duct KW - Voids KW - Compaction faults PY - 2006 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2006.02.011 SN - 0958-9465 SN - 1873-393X VL - 28 IS - 4 SP - 393 EP - 401 PB - Elsevier CY - Barking, Essex AN - OPUS4-12359 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bulling, Jannis A1 - Jurgelucks, B. A1 - Prager, Jens A1 - Walther, A. T1 - Experimental validation of an inverse method for defect reconstruction in a two-dimensional waveguide model N2 - Defect reconstruction is essential in non-destructive testing and structural health monitoring with guided ultrasonic waves. This paper presents an algorithm for reconstructing notches in steel plates, which can be seen as artificial defects representing cracks by comparing measured results with those from a simulation model. The model contains a parameterized notch, and its geometrical parameters are to be reconstructed. While the algorithm is formulated and presented in a general notation, a special case of guided wave propagation is used to investigate one of the simplest possible simulation models that discretizes only the cross section of the steel plate. An efficient simulation model of the plate cross section is obtained by the semi-analytical scaled boundary finite element method. The reconstruction algorithm applied is gradient-based, and algorithmic differentiation calculates the gradient. The dedicated experimental setup excites nearly plane wave fronts propagating orthogonal to the notch. A scanning laser Doppler vibrometer records the velocity field at certain points on the plate surface as input to the reconstruction algorithm. Using two plates with notches of different depths, it is demonstrated that accurate geometry reconstruction is possible. KW - Ultrasound KW - Waveguides KW - Symbolic computation KW - Optimization problems PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1121/10.0025469 SN - 0001-4966 VL - 155 IS - 6 SP - 3794 EP - 3806 PB - Acoustical Society of America (ASA) AN - OPUS4-60325 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -