TY - GEN A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Braun, M.-T. A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Marquardt, E. A1 - Mayr, M. A1 - Nickel, H.-U. A1 - Nüßler, D. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Schür, J. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Wilk, R. ED - Jonuscheit, J. ED - Marquardt, E. T1 - Terahertzsysteme und Anwendungsfelder N2 - Der Frequenzbereich der Terahertzwellen liegt im elektromagnetischen Spektrum zwischen den Mikrowellen und dem infraroten Licht – also etwa im Bereich von 0,1 bis 10 Terahertz (THz). Der VDI-Statusreport „Terahertzsysteme und Anwendungen“ stellt die unterschiedlichen Konzepte für Terahertzsysteme vor und zeigt Anwendungsbeispiele, bei denen die Terahertztechnik erfolgreich eingesetzt wird. Umfangreiche Literaturangaben ermöglichen eine intensivere Beschäftigung mit allen Themen des VDI-Statusreports. KW - Terahertzsysteme PY - 2020 UR - https://www.vdi.de/ueber-uns/presse/publikationen/details/terahertzsysteme-und-anwendungsfelder SP - 1 EP - 44 PB - Verein Deutscher Ingenieure (VDI) CY - Düsseldorf AN - OPUS4-50556 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Mayr, M. A1 - Nüßler, D. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Schür, J. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Wilk, R. T1 - Terahertzsysteme - Zeitbereichsspektrometer (TDS-Systeme) N2 - Diese Richtlinie definiert Kenngrößen und Messverfahren, um Terahertzsysteme für die Zeitbereichsspektroskopie (TDS)zu spezifizieren. So können Hersteller ihre Systeme übereinstimmend beschreiben und Anwender einfach Systeme vergleichen. Systeme für die Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie sind aktive Systeme und nutzen verschiedene Techniken sowohl zur Erzeugung als auch zur zeitaufgelösten Messung von breitbandigen Terahertzimpulsen. Die dazugehörigen Terahertzspektren und -Phasen werden nach einer zeitlichen Abtastung über eine Fourier-Transformation berechnet. In dieser Richtlinie wird ein Überblick über die Funktionsweisen von Zeitbereichsspektrometern gegeben, die eingesetzten Messverfahren näher erläutert sowie die benötigten Begriffe und Kenngrößen definiert. Die Richtlinie konzentriert sich dabei auf Systeme, die auf sogenannten Abtastmessverfahren (Sampling-Messverfahren) basieren. KW - TDS-Systeme PY - 2020 UR - https://www.vdi.de/5590 VL - VDI/VDE 5590 Blatt 2 SP - 1 EP - 22 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ET - Entwurf - Oktober 2020 AN - OPUS4-51947 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Beck, M. A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Haupt, H. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Nickel, H.-U. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Werner, M. A1 - Wilk, R. T1 - Terahertzsysteme - Anwendungsfelder und Systeme N2 - Die nicht ionisierende elektromagnetische Strahlung im Bereich von Terahertz-Frequenzen ermöglicht berührungslose und zerstörungsfreie Mess- und Prüftechnik in zahlreichen Bereichen. Nach ersten Anwendungen in der Astronomie und der Atmosphärenforschung wurden in letzter Zeit Anwendungsfelder in der Sicherheitstechnik, der Medizintechnik, der Nachrichtentechnik und der zerstörungsfreien Prozess- und Qualitätskontrolle erschlossen. Dielektrische Materialien wie Kunststoffe und Keramiken können von Terahertz-Wellen durchdrungen werden. Das ermöglicht Untersuchungen des Objektinneren ohne spezielle Schutzmaßnahmen, wie sie z.B. beim Röntgen notwendig sind. Die Richtlinie erleichtert die Verständigung zwischen Nutzern, Herstellern und dem Vertrieb von Terahertz-Systemen. In der Richtlinie werden bekannte Einsatzgebiete sowie die eingesetzten Verfahren und Funktionsprinzipien aufgeführt, um den Leser bei der Auswahlentscheidung zu unterstützen. Nach einer kurzen Einführung in die physikalischen Grundlagen und Hinweisen zur elektromagnetischen Verträglichkeit, zum Strahlenschutz und zur regulierten Frequenzvergabe werden die verschiedenen Geräteklassen von Terahertz-Systemen ausführlich vorgestellt. Die Richtlinie gibt Hinweise zur messtechnischen Charakterisierung von Terahertz-Wellen. Einsatzgebiete von Terahertz-Systemen, wie die zerstörungsfreie Prüfung, die Dicken- und Abstandsmessung, die Tomografie und die chemische Analytik, werden mit ihren spezifischen Eigenschaften im Detail beschrieben. Umfangreiche Literaturverweise vereinfachen eine vertiefte Beschäftigung mit den Themen der Richtlinie. Eine tabellarische Übersicht mit einer Zusammenfassung, welche Terahertz-Systeme für welche Anwendungsfelder eingesetzt werden können, vervollständigt die Richtlinie. KW - Terahertzsysteme KW - THz-Wellen PY - 2018 UR - https://www.vdi.de/5590 VL - VDI/VDE 5590 Blatt 2 SP - 1 EP - 27 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ET - Entwurf - November 2018 AN - OPUS4-46727 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Signorini, C. A1 - Bracklow, F. A1 - Hering, Marcus A1 - Butler, M. A1 - Leicht, L. A1 - Schubert, T. A1 - Beigh, M. A. B. A1 - Beckmann, B. A1 - Curbach, M. A1 - Mechtcherine, V. T1 - Ballistic limit and damage assessment of hybrid fibre-reinforced cementitious thin composite plates under impact loading N2 - Impact resistance of reinforced concrete (RC) structures can be significantly improved by strengthening RC members with thin composite layers featuring high damage tolerance. Indeed, to limit the well-known vulnerability of cement-based materials against impact loading, the synergistic effects of short fibres and continuous textile meshes as hybrid reinforcement has been proved to be highly beneficial. This paper addresses the characterisation of novel cement-based hybrid composites through accelerated drop-weight impact tests conducted on rectangular plates at different impact energies. Two distinct matrices are assessed, with particular interest in a newly developed limestone calcined clay cement (LC3)-based formulation. Important parameters quantifying energy dissipation capability, load bearing capacity and damage are cross-checked to compute the ballistic limit and estimate the safety-relevant characteristics of the different composites at hand. Although textiles alone can improve the damage tolerance of fine concrete to some extent, the crack-bridging attitude of short, well-dispersed fibres in hybrid composites imparts a certain ductility to the cement-based matrices, allowing a greater portion of the textile to be activated and significantly reducing the amount of matrix spalling under impact. KW - Impact loading KW - Cement-based composites KW - SHCC KW - TRC KW - Sustainable binders PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.108037 VL - 80 SP - 1 EP - 21 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-58793 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hoch, H. A1 - Wessel, A. A1 - Asche, M. A1 - Baum, D. A1 - Beckmann, F. A1 - Bräunig, P. A1 - Ehrig, Karsten A1 - Mühlethaler, R. A1 - Riesemeier, Heinrich A1 - Staude, Andreas A1 - Stelbrink, B. A1 - Wachmann, E. A1 - Weintraub, P. A1 - Wipfler, B. A1 - Wolff, C. A1 - Zilch, M. T1 - Non-sexual abdominal appendages in adult insects challenge a 300 million year old bauplan N2 - Despite their enormous diversity, the bauplan of adult winged insects (pterygotes) is remarkably conservative since the Lower Devonian: a five-segmented head, a three-segmented thorax with three pairs of walking legs and an eleven-segmented abdomen without any non-sexual appendages 1 and 2. The only known exceptions are the abdominal appendages of adult male sepsid flies on the fourth segment; however, these are also used as copulatory organs and are supposedly maintained through sexual selection [3]. Here, we report a rod-like paired appendage from the third and fourth abdominal segments in adults of the Southeast-Asian Hemiptera taxon Bennini (Figure 1A,B; Supplemental information). These are fully musculated, innervated, and movable and bear highly organized sensory and secretory units. The appendages, termed LASSO (lateral abdominal sensory and secretory organs), are consistent in topology and structure in all species studied and not sexually dimorphic. The existence of these non-sexual abdominal appendages reveals the potential of the 300 million year old conserved bauplan of insects. KW - CT KW - Bauplan KW - Adult insects KW - Abdominal appendages PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.11.040 SN - 0960-9822 SN - 1879-0445 VL - 24 IS - 1 SP - R16 EP - R17 PB - Cell Press CY - Cambridge, Mass. AN - OPUS4-30034 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beckmann, Jörg A1 - Marchetti, B. A1 - von Chrzanowski, Lars S. A1 - Ritter, E. A1 - Puskar, L. A1 - Aziz, E. F. A1 - Schade, U. T1 - Optical constants of harmful and highly energetic liquids for application to THz screening systems N2 - The far-infrared (IR) optical constants of a set of hazardous and flammable liquids have been obtained by means of spectroscopic ellipsometry in attenuated total reflection configuration over a broad spectral range. Such liquids recently became of considerable concern for transportation security measures worldwide. Their optical identification at check-in gates can only become possible if the characteristic spectra are already known. The refractive indices and the extinction coefficients reported here contribute to a spectroscopic data base in the far-IR and terahertz (THz) spectral regions and may support modeling the performance of THz screening systems on liquids for airports and other security sensitive areas. Examples of several container material/liquid systems are discussed. From the measured optical constants typical THz waveforms are calculated and discussed. KW - liquids material characterization KW - Ellipsometry KW - FT-IR spectroscopy KW - THz time-domain spectroscopy (THz-TDS) PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1109/TTHZ.2016.2547319 SN - 2156-342X VL - 2016 / Vol. PP IS - 99 SP - 1 EP - 12 PB - IEEE - Inst. Electrical Electronics Engineers Inc CY - New York, NY, USA AN - OPUS4-36366 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hering, Marcus A1 - Fiedler, Georg A1 - Schubert, T. A1 - Hille, Falk A1 - Hüsken, Götz A1 - Beckmann, B. ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Großmaßstäbliche Impaktversuche mit Stahlbetonplatten – Konzeptionierung und Vorbereitung N2 - Seit 1977 ist der Flugzeugabsturz ein wesentliches Belastungsszenario bei der Auslegung von Kernkraftwerken. Zur Untersuchung dieses Szenarios wurden umfassende Studien durchgeführt, welche die Reaktion von Stahlbetonkonstruktionen unter Stoßbelastung analysieren. Da großmaßstäbliche Experimente teuer und aufwendig sind, gewinnen skalierte Versuche zunehmend an Bedeutung. Im Rahmen eines Forschungsprojekts der TU Dresden und der BAM wurden Grundlagen für skalierte Impaktversuche im großen Maßstab geschaffen, um die Übertragbarkeit vom Labor- auf Realmaßstab zu ermöglichen. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Fallturm KW - Impakt KW - Stahlbetonbauteile PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613257 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 278 EP - 285 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61325 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schubert, T. A1 - Bracklow, F. A1 - Unger, N. A1 - Hering, Marcus A1 - Beckmann, B. T1 - Impact Tests on Reinforced Concrete Slabs – Variation in Results and Residual Load Bearing Capacity due to Hard Impact N2 - Structures such as concrete slabs and concrete barriers of critical infrastructure facilities must be able to withstand impact events or severe accidents. In particular, the structural safety of the confinements of nuclear power plants against a possible aircraft impact is essential to ensure the safety of inhabitants and environment. This article presents research results of hard impact on reinforced concrete slabs, which have been carried out at the Institute of Concrete Structures (IMB) at TUD Dresden University of Technology Technische Universität (TU Dresden). A specially designed drop tower is available for this purpose on the premises of the Otto Mohr Laboratory of TU Dresden. In the framework of a research project many reinforced concrete slabs of dimension 1.5 x 1.5 x 0.2 m³ were tested by hard impact. The investigation on some already carried out impact tests on reinforced concrete slabs intend to show the range of deviation of impact tests. In particular, the possible standard deviations that should be regarded in impact tests are estimated for the applied test setup. Furthermore, the residual structural capacity of an undamaged and damaged reinforced concrete slab has been investigated. T2 - Conference: 27th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT) CY - Yokohama, Japan DA - 04.03.2024 KW - Reinforced Concrete KW - Drop Tower KW - Hard Impact PY - 2024 SP - 1 EP - 10 PB - IASMiRT CY - Yokohama, Japan AN - OPUS4-61915 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fiedler, Georg A1 - Hering, Marcus A1 - Schubert, T. A1 - Bracklow, F. A1 - Nerger, Deborah A1 - Hille, Falk A1 - Beckmann, B. ED - Wuttke, F. ED - Aji, H. ED - Özarmut, A. T1 - Schädigung von Stahlbetonplatten infolge eines harten Anpralls - Vergleich von halb-empirischen Methoden und experimentellen Ergebnissen N2 - Schutzbauwerke von systemkritischen Infrastruktureinrichtungen wie Betonwände und Betonbarrieren müssen Anprallereignissen oder schweren Unfällen in einem vertretbaren Maße widerstehen können. Anprallereignisse können verschiedenster Natur sein. Hierzu zählen Steinschlag, Fahrzeug- oder Flugzeuganprall oder auch Geschosseinschlag. Geschosseinschläge bzw. Bei den Anprall- oder Impaktereignissen wird zwischen hartem und weichem Anprall unterschieden, bei hartem Anprall verformt sich der Anprallkörper nicht oder nur geringfügig, bei weichem Anprall stark. In diesem Artikel werden Forschungsergebnisse zum harten Anprall auf bewehrte Stahlbetonplatten vorgestellt, welche über die letzten Jahre im Rahmen eines Kooperationsprojekts zwischen dem Institut für Massivbau (IMB) der Technischen Universität Dresden (TUD) und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durchgeführt wurden. Auf dem Gelände des Otto-Mohr-Labors (OML) der TUD steht hierfür ein speziell konzipierter Fallturm zur Verfügung. Der Aufbau im Fallturm lässt aktuell druckluftbeschleunigte Impaktversuche mit mittleren Anprallgeschwindigkeiten zu. Die durch Anprall geschädigten Stahlbetonplatten wurden anschließend bei der BAM mit Strahlung tomographisch untersucht. Diese Untersuchungen ermöglichen einen Blick auf die Schädigung und Rissstruktur im Inneren der Stahlbetonplatten. Ein Schwerpunkt der durchgeführten Untersuchung ist der Vergleich von Testergebnissen mit den häufig angewendeten halbempirischen Berechnungsmethoden zu den erforderlichen Wandstärken und den sich daraus ergebenden zulässigen Anprallgeschwindigkeiten. Bei diesem Vorgehen wird auch die mit analytischen Methoden abschätzbare Durchdringungsgeschwindigkeit bzw. Austrittgeschwindigkeit eines Projektils ermittelt und mit den realen Testergebnissen verglichen. Außerdem wird der Einfluss von sowohl externen als auch internen Strukturparametern auf Risse betrachtet und ein Fazit abgeleitet. Weiterhin werden laufende und zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen zum Anprall auf Betonstrukturen am IMB und der BAM genannt. T2 - 18. D-A-CH-Tagung CY - Kiel, Germany DA - 13.09.2023 KW - Impakt KW - Harter Anprall an Stahlbetonstrukturen KW - Fallturm PY - 2023 SN - 978-3-930108-15-1 SP - 471 EP - 479 PB - Deutsche Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik (DGEB) e.V. AN - OPUS4-58341 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krumbholz, N. A1 - Jansen, A. A1 - Scheller, M. A1 - Müller-Wirts, T. A1 - Lübbecke, S. A1 - Holzwarth, R. A1 - Scheunemann, R. A1 - Wilk, R. A1 - Sartorius, B. A1 - Roehle, H. A1 - Stanze, D. A1 - Beckmann, Jörg A1 - von Chrzanowski, Lars A1 - Ewert, Uwe A1 - Koch, M. ED - Keith A. Krapels, ED - Neil A. Salmon, T1 - Handheld terahertz spectrometer for the detection of liquid explosives N2 - We present a handheld fiber-coupled terahertz spectrometer operating at a center wavelength of 1550 nm. The key elements are a fs-fiber laser, a fiber stretcher delay line and fiber-coupled antennas, which contain novel InAlAs-InGaAs multi layer chips. First experimental data obtained with this system demonstrates its great potential and robustness. In addition, we investigate different hazardous and harmless liquids in reflection geometry. These experiments show that liquids are in principle distinguishable by terahertz spectroscopy. Finally, first steps towards an algorithm that allows for an extraction of the liquids dielectric properties are discussed. The algorithm works for the analysis of reflection data even if the liquid is located inside a container. KW - Handheld terahertz spectrometer KW - Liquid explosives PY - 2009 DO - https://doi.org/10.1117/12.830381 SN - 0277-786X VL - 7485 SP - 748504-1 - 748504-12 AN - OPUS4-20268 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beckmann, Jörg A1 - Przybilla, Waldemar A1 - Redmer, Bernhard A1 - Ewert, Uwe A1 - Rachny, S. A1 - Ochsenfarth, B. A1 - Krull, R. T1 - Durchstrahlungsprüfung aluminothermischer Schweißungen von verlegten Schienen mit Hilfe von Speicherfoliensystemen N2 - Speicherfoliensysteme werden seit den 80-iger Jahren in der Röntgendiagnostik eingesetzt. Die technische Modifizierung der anfänglich im medizinischen Bereich genutzten Speicherfoliensysteme ermöglichte die Einführung der Computer-Radiographie (CR) in die Digitale Industrielle Röntgenprüfung mit dem Ziel des Filmersatzes. Die Speicherfolien detektieren im Vergleich zum Röntgenfilm einen wesentlich größeren Dosisbereich. Die daraus resultierende Dynamik befähigt die Speicherfoliensysteme zur Abbildung eines großen Objektumfanges und verringert zugleich das Risiko einer Fehlbelichtung. Vor allem die Möglichkeit, unmittelbar nach dem Belichten das virtuell im Speicherleuchtstoff gespeicherte Durchstrahlungsbild auszulesen, in digitalisierter Form im PC zu speichern und auf dem Bildschirm betrachten zu können, verdeutlicht die Vorteile von CR Systemen beim Gebrauch in der Durchstrahlungsprüfung. Eine vollständige Ablösung des Röntgenfilmes durch digitale Techniken ist jedoch erst dann zu erwarten, wenn es gelingt, eine Bildqualität zu erreichen, die besser oder gleichwertig zu der vom jeweiligen Röntgenfilmsystem geforderten ist. Mit diesem Ziel hat in den letzten Jahren eine technische Weiterentwicklung von CR Systemen für den industriellen Einsatz stattgefunden. Im gleichen Zeitraum wurden mehrere Standards zur Bewertung von CR Systemen und zu deren richtigen Gebrauch in der Durchstrahlungsprüfung entwickelt. Heutzutage ist die Herstellung von Durchstrahlungsbildern mit einer entsprechend gewünschten Bildgüte sichergestellt, was in den letzten Jahren zum verstärkten Einsatz von CR Systemen in der Durchstrahlungsprüfung führte. Im Rahmen einer von der EU finanzierten Studie (Filmfree) wurden anfänglich systematische Untersuchungen zu den Einsatzmöglichkeiten und –grenzen von CR Systemen für die Durchstrahlungsprüfung von aluminothermischen Schweißnähten in Schienen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse ließen sich optimale Bedingungen und Strategien für die Durchstrahlungsprüfung von Schienen ableiten, die anschließend im vor Ort Einsatz auf der Teststrecke der Deutschen Bahn verifiziert wurden. Im vorgestellten Beitrag werden die Vorteile des Einsatzes von CR Systemen bei der Durchstrahlungsprüfung von aluminothermischen Schweißnahtverbindungen dargestellt und deren Verwendung unter realen Verkehrsbedingungen im Schienenverkehr beschrieben. Es wird gezeigt, wie unter den bestehenden Fahrbetriebsbedingungen die Durchstrahlungsprüfung von Schweißungen in verlegten Schienen umgesetzt werden kann. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2010 CY - Erfurt, Deutschland DA - 2010-05-10 KW - Digital radiography KW - Computed radiography KW - Image quality KW - Speicherfolien KW - Schienenprüfung PY - 2010 SN - 978-3-940283-26-9 IS - DGZfP-BB 122 (Di.1.A.1) SP - 1 EP - 16 CY - Berlin AN - OPUS4-22534 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernhardt, R. A1 - Scharnweber, D. A1 - Müller, B. A1 - Thurner, P. A1 - Schliephake, K. A1 - Wyss, P. A1 - Beckmann, F. A1 - Goebbels, Jürgen A1 - Worch, H. T1 - Comparison of microfocus- and synchrotron X-ray tomography for the analysis of osteointegration around T16AL4V-implants N2 - Micro-computed tomography (µCT) provides quantitative three-dimensional information of bone around titanium implants similar to classical histology. The study, based on an animal model, using cuboid-shaped biofunctionalised Ti6Al4V implants with surrounding bone after 4 weeks, is performed using 3 µCT-systems with X-ray tubes, one synchrotron-radiation-based µCT-system (SRµCT), and classical histology. Although the spatial resolution of the µCTsystems is comparable, only the results of SRµCT agree with results of classical histology. The X-ray tube sources give rise to huge artefacts in the tomograms (interface scattering, beam hardening), which impaired the quantitative analysis of bone up to about 200 µm from the implant surface. Due to the non-destructive character of µCT the specimens can be subsequently examined by classical histology without restriction. The quantitative comparison of bone formation uncovers the strong dependence of the detected amount of newly formed bone from the selected slice. This implies the necessity of 3D analysis. SRµCT and classical histology prove that surface modifications of the titanium implant significantly influence the bone formation. Using SRµCT, the preparation artefacts due to cutting and polishing are excluded. KW - X-ray micro computed tomography KW - Comparison of microfocus and synchrotron radiation KW - Osteointegration KW - Surface modification of titanium implants KW - Histology KW - Bone segmentation KW - Quantification of bone formation PY - 2004 UR - http://www.ecmjournal.org/journal/papers/vol007/vol007a05.php SN - 1473-2262 VL - 7 SP - 42 EP - 51 PB - Univ. of Wales CY - Aberystwyth, Wales AN - OPUS4-5600 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hering, Marcus A1 - Fiedler, Georg A1 - Schubert, T. A1 - Hille, Falk A1 - Hüsken, Götz A1 - Beckmann, B. A1 - Grunwald, Marcel A1 - Redmer, Bernhard A1 - Rogge, Andreas T1 - Investigation of multiple impact-damaged reinforced concrete structures as a reference for liquid penetration behavior and tomographic studies N2 - The structural integrity of outer reinforced concrete (RC) containments of nuclear power plants provides an essential shield against external hazards. If this containment is damaged by an impact event, such as an aircraft crash, the question arises to which degree the reinforced concrete containment still has its protective capability. This concerns both purely structural protection and protection against liquids penetrating the interior of the containment. Due to the dimensions of the containment structures, it is difficult to perform real scale impact experiments, so in the past decades plate geometries at medium scale have been used for investigations. Detailed investigations on the structural behaviour of RC members or RC plates subjected to impact loading have already been presented in Just et al., Hering, Hering et al., Bracklow et al., Hille et al. and Nerger et al. The following investigations deal with the single and multiple impact event (first hard impact and/or subsequent soft impact) on a RC specimen, which provides the basis for further investigations. A description of the test setup and the test procedure as well as a presentation of the test results from the impact tests are provided. Furthermore, the experimental program is presented, which the damaged RC specimens are to undergo to deal with the question of how much the impact-damaged RC structure has become permeable to liquid media, such as water and kerosene, depending on the intensity of the impact. The aim of these following investigations is to develop a test setup that can be applied to investigate the liquid penetration behaviour (LPB) of small, medium, and large-scale RC members. In addition to the liquid penetration experiments, the damaged specimens are to be examined by planar tomography to obtain the damage inside the specimen. The combination of damaging event, fluid penetration behaviour and tomography should enable a comprehensive understanding of the damage to the RC specimen. T2 - Conference: 27th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT) CY - Yokohama, Japan DA - 04.03.2024 KW - Drop tower KW - Hard impact KW - Soft impact KW - Multiple impact PY - 2024 SP - 1 EP - 10 PB - IASMiRT CY - Yokohama, Japan AN - OPUS4-59723 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - BOOK A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Schork, B. A1 - Hensel, J. A1 - Kucharczyk, P. A1 - Tchoffo Ngoula, D. A1 - Tchuindjang, D. A1 - Bernhard, J. A1 - Beckmann, C. T1 - Fatigue and fracture of weldments - The IBESS approach for the determination of the fatigue life and strength of weldments by fracture mechanics analysis N2 - The acronym IBESS stands for "Integrale Bruchmechanische Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen" which, translated from German, means "integral fracture mechanics determination of the fatigue strength of welds". the method introduced in this study is the outcome of a German Research cluster in which eight partners were involved. A list of them is found at the end this study. The IBESS method is characterized by a number of partially novel aspects and elements of fracture mechanics applied to the evaluation of fatigue stength of welds. The most important ones are: (a) Determination of fatigue crack propagation for mechanically/physically short and long cracks. (b) Determination of an elastic-plastic crack driving force for the treatment of mechanically short cracks. To that purpose an analytical expression for the cyclic J-integral was developed and validated against finite element results. (c) The gradual build-up of the crack closure phenomenon is determined by using cyclic R-curves which describe the crack size dependency of the fatigue crack propagation threshold in the physically short crack growth regime. (d) A physically meaningful initial crack size is defined for total life consideration. It is based on a two-criteria approach. Based on a cyclic R-curve analysis, the crack size at crack arrest is determined as a lower bound. If, however, a pre-existing crack-like defect is larger than this, its dimensions define the initial crack size. (e) Multiple crack propagation at the weld toe is considered. (f) In conjunction with this, the variation of the weld toe geometry is considered in a stochastic model. (g) As a result, both the fatigue limit (defined for 107 loading cycles) and the finite life (high cycle) fatigue S-N curve are obtained statistically. (h) At various analysis steps, parametric equations have been developed which allow for analytical calculations instead of complete stochastic analyses based on finite elements which are unrealistic even at present. (i) The method has been validated with a large number of S-N curves including two materials, three weldment types with two geometries, each referring to differnt manufacturing technologies and the as-welded and stressrelieved state. (j) Althrough not finally solved, an extended discussion is provided on the issue of welding residual stresses including their redistribution under cyclic loading. (k) A number of simplifications is proposed at lower analyses levels which, however, partly lack complete validation by now. KW - Crack initation KW - Short crack KW - Fracture of weldments KW - IBESS PY - 2019 UR - https://www.kriso.ee/db/9783030040727.html SN - 978-3-03004-072-7 SP - 1 EP - 189 PB - Springer-Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-46885 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beckmann, S. A1 - Krüger, M. A1 - Engelen, B. A1 - Gorbushina, Anna A1 - Cypionka, H. T1 - Role of bacteria, archaea and fungi involved in methane realease in abandoned coal mines N2 - Worldwide, abandoned coal mines release substantial amounts of methane, which is largely of biogenic origin. The aim of this study was to understand the microbial processes involved in mine-gas formation. Therefore, coal and timber samples and anaerobic enrichments from two abandoned coal mines in Germany were subjected to DGGE analyses and quantitative PCR. The primers used were specific for Bacteria, Archaea, Fungi, and the key functional genes for sulfate reduction (dsrA) and methanogenesis (mcrA). A broad spectrum of facultative anaerobic bacteria and acetogens belonging to all five groups (α-ε) of the Proteobacteria, as well as the Bacteroidetes, Tenericutes, Actinobacteria, Chlorobi and Chloroflexi were detected. Archaea were represented by acetoclastic Methanosarcinales and Crenarchaeota with an unknown metabolism. Fungi formed thick biofilms particularly on timber, and were identified as typical wood degraders belonging to the Ascomycetes and Basidiomycetes. The community analysis as well as the environmental conditions and the metabolites detected in a previous study are consistent with the following scenario of methane release: Weathering of coal and timber is initiated by wood-degrading Fungi and Bacteria under a suboxic atmosphere. In the lower, oxygen-depleted layers Fungi and Bacteria perform incomplete oxidation and release reduced substrates which can be channeled into methanogenesis. Acetate appeared to be the main precursor of the biogenic methane in the investigated coal mines. KW - Mine gas KW - Community analysis or microbial diversity KW - Quantitative PCR KW - DGGE KW - Acetoclastic methanogenesis KW - Fermentative bacteria KW - Methanosarcinales PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1080/01490451.2010.503258 SN - 0149-0451 VL - 28 IS - 4 SP - 347 EP - 358 PB - Crane, Russak & Co. CY - New York, NY, USA AN - OPUS4-23841 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - BOOK A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Schork, B. A1 - Hensel, J. A1 - Kucharczyk, P. A1 - Ngoula, D. A1 - Tchuindjang, D. A1 - Bernhard, J. A1 - Beckmann, C. T1 - The IBESS approach for the determination of the fatigue life and strength of weldments by fracture mechanics analysis N2 - This book provides a comprehensive and thorough guide to those readers who are lost in the often-confusing context of weld fatigue. It presents straightforward information on the fracture mechanics and material background of weld fatigue, starting with fatigue crack initiation and short cracks, before moving on to long cracks, crack closure, crack growth and threshold, residual stress, stress concentration, the stress intensity factor, J-integral, multiple cracks, weld geometries and defects, microstructural parameters including HAZ, and cyclic stress-strain behavior. The book treats all of these essential and mutually interacting parameters using a unique form of analysis. KW - Fatigue crack propagation KW - Cyclic J-integral KW - Cyclic R-curve analysis KW - Fatigue S-N curve KW - HAZ PY - 2019 SN - 978-3-030-04072-7 SN - 978-3-030-04073-4 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-04073-4 SP - 1 EP - 130 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-47576 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hoffmann, H A1 - Paulisch, M C A1 - Gebhard, M A1 - Osiewacz, J A1 - Kutter, M A1 - Hilger, A A1 - Arlt, T A1 - Kardjilov, N A1 - Ellendorff, B A1 - Beckmann, F A1 - Markötter, Henning A1 - Luik, M A1 - Turek, T A1 - Manke, I A1 - Roth, C T1 - Development of a Modular Operando Cell for X-ray Imaging of Strongly Absorbing Silver-Based Gas Diffusion Electrodes N2 - Metal-based gas diffusion electrodes are utilized in chlor-alkali electrolysis or electrochemical reduction of carbon dioxide, allowing the reaction to proceed at high current densities. In contrast to planar electrodes and predominantly 2D designs, the industrially required high current densities can be achieved by intense contact between the gas and liquid phase with the catalytically active surfaces. An essential asset for the knowledge-based design of tailored electrodes is therefore in-depth information on electrolyte distribution and intrusion into the electrode’s porous structure. Lab-based and synchrotron radiography allow for monitoring this process operando. Herein, we describe the development of a cell design that can be modularly adapted and successfully used to monitor both the oxygen reduction reaction and the electrochemical reduction of CO2 as exemplary and currently very relevant examples of gas-liquid reactions by only minor modifications to the cell set-up. With the reported cell design, we were able to observe the electrolyte distribution within the gas diffusion electrode during cell operation in realistic conditions. KW - X-Ray imaging KW - Gas diffusion electrodes KW - Operando cell PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac6220 VL - 169 IS - 4 SP - 044508 PB - IOP science AN - OPUS4-55027 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -