TY - JOUR A1 - Klinger, Christian A1 - Bohraus, Stefan T1 - 1992 Northeim train crash - A root cause analysis N2 - Shortly after midnight on 15th November 1992, a severe train crash was caused by the break off of a buffer from a tool and gear wagon of a freight train. The buffer fell between the rails, tumbled, and then lifted one axle of a following freight wagon off the rails. Several freight wagons derailed in the station of Northeim, Germany, blocking the adjacent track. A night train travelling on that blocked track was already too close (only 180 m) to stop, despite emergency braking initiated immediately and automatically by the track signalling system. When the night train crashed into the freight wagons, some of its coaches were heavily damaged. Eleven people were killed, and 51 injured, some of them seriously. The task for failure analysts was to find out why the buffer broke off from the front frame of the tool and gear wagon. Therefore, the material of the attachment, the front frame, and the welds were tested. Chemical composition, hardness, and microstructure were allowable. The welds showed imperfections which were determined not to be causal. The fracture surfaces had graded corrosion – which again was not causal – and beach marks that depicted fatigue cracks before final fracture. The cause for the break off was the fact that the front frame had been repaired at this same buffer attachment some years before and that the repair patch used was thinner than the original front frame profile. Additionally, the force characteristics of the buffer showed reduced stroke but increased forces which was due to several friction springs that had been broken for a long time. The buffer forces in service were assessed from standards, literature, and the deformations of the attachment. The in-service stresses at the welds were estimated using FEM analysis. High cyclic stresses at the welds resulted in fatigue cracking and finally break off of the attachment with the buffer. KW - Buffer break off KW - Northeim train crash (Germany) KW - Friction spring fatigue fractures KW - Lamellar tearing KW - Disastrous coaction of events PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.10.004 SN - 1350-6307 SN - 1873-1961 VL - 43 IS - Special Issue 'A Tribute to Prof. A. Martens' SP - 171 EP - 185 PB - Elsevier Science Publ. CY - Oxford AN - OPUS4-31594 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Klinger, Christian T1 - Failures of cranes due to wind induced vibrations N2 - Self-excited vibrations with large amplitudes in natural wind may occur at slender structural elements with low damping. Because of the different designs (e. g. using solid sections today instead of cables for tension elements in the past) the susceptibility to wind induced oscillations has increased. Those wind induced vibrations of profiles with specific cross section geometry which are motion induced and therefore self-exciting are called 'galloping vibrations'. Especially systems with elements that are highly tensile loaded and undamped, like hangers of bridges or tension bars of cranes, are sensitive to wind induced vibrations. Therefore more and more fatigue problems caused by galloping oscillations have occurred in the 1990s. This paper describes exemplary the collapses of two modern cranes of different design and manufacturers. During standstill periods, both cranes suffered from wind induced vibrations of the tension bars, which bear up the counterweights. The failure analysis process to identify and explain the fatigue fractures as well as the comparative experiments and simulation to verify that they were caused by wind induced galloping-vibrations is described. It is shown, which parameters led to galloping-vibrations of the tension bars and how their onset wind speed and the amplitudes can be estimated with more accuracy by a non-linear and non-stationary approach. Furthermore it is shown that such dynamic stresses caused fatigue failure of the tension bars for the counter weights and subsequently collapsing of the cranes. For loss prevention knowledge and results gained by these investigations should be put at disposal to engineers working on this field of design. In the meantime, a contribution to development of appropriate technical standards on structural steelwork was given by the research works on galloping. Although new standards were introduced, which consider wind induced vibrations, such failures still occur. (Reference to the paper 'Fatigue crack in railway bridge hanger due to wind induced vibrations – failure analysis, measures and remaining service life estimation' in this same Special Issue 'A tribute to A. Martens' 2014). KW - Wind induced galloping vibrations KW - Onset wind speed KW - Undamped structural elements KW - Crane tension bars KW - Fatigue fracture PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.12.007 SN - 1350-6307 SN - 1873-1961 VL - 43 IS - Special issue: 'A tribute to A. Martens' SP - 198 EP - 220 PB - Elsevier Science Publ. CY - Oxford AN - OPUS4-31595 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bettge, Dirk A1 - Azevedo, César Roberto de Farias A1 - Klinger, Christian T1 - Editorial - Special Issue “A Tribute to A. Martens” N2 - The 100th anniversary of the death of Adolf Martens will be commemorated on July 24th, 2014. He is eponymously remembered today through the term martensite, which was first used by Floris Osmond as a name for the metastable phase that results from rapid quenching of carbon steels. Born in 1850 near to Hagenow in the region Mecklenburg, Germany, Martens was one of the pioneers of materials engineering in 19th century Europe. Martens began his career working for the Prussian Eastern Railway before joining the Royal Industrial Academy in Berlin in 1880. In 1884, he was appointed director of the Royal Mechanical Experimental Station, a small institution associated to the academy. Failure analysis was continuously practiced at this institution, which became later the nucleus of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), for the 110 years since. The history of Martens will be dealt with in an in-depth article in this special issue. Since the 19th century, failure analysis techniques have been refined, and new methods of chemical analysis and non-destructive testing have been developed; however, the basic approach to failure analysis has not changed much since Martens' days. The basic tenets of failure analysis remain things like on-site inspection, extensive visual 'non-destructive' inspection, developing an understanding of the background story, performing materials testing, and 'connecting the dots.' Martens introduced and developed experimental techniques like macro photography, fractography, metallography, hardness measurements, and mechanical testing. Modern failure analysts continue adding even more techniques to this list, leading to a more interdisciplinary approach – which many would say is the only way to find the root causes of complex failure events. The present special issue of EFA presents an overview of more than 100 years of failure analysis at BAM and its predecessors, closing the circle from the beginnings of modern failure analysis done by Martens himself in the 1890s to its present-day application. This special issue starts with an excursion back to Martens' work and innovations and presents a newly translated original manuscript of Martens from 1890. Whereas some papers of Martens and his co-workers are well documented, only little can be found about failure analysis in the period from 1914 to the 1950s. Most documents of this period have not survived until today. Beginning in the 1960s more and more significant works are preserved, which were using the interdisciplinary approach of Martens. Since the beginning of the digital age in the 1980s almost all text documents are accessible, whereas digital images were stored since the 1990s. Since then the problem is no longer accessibility but copyright issues that prevent many interesting case studies from being published. Maybe the next generation of failure scientists can reveal some of them later on. PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2014.04.006 SN - 1350-6307 SN - 1873-1961 VL - 43 IS - Special Issue 'A Tribute to A. Martens' SP - 1 PB - Elsevier Science Publ. CY - Oxford AN - OPUS4-31591 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Lüddecke, Falk A1 - Ell, Matthias A1 - Klingbeil, Dietmar T1 - Schäden durch fremderregte Schwingungen im Stahl- und Anlagenbau - Schadensanalyse und daraus folgende Maßnahmen T2 - Kolloquium Schadensanalyse 2009, Werkstofftechnik bei Prof. Ing. A. Fischer, Universität Duisburg-Essen CY - Duisburg-Essen, Germany DA - 2009-02-09 PY - 2009 AN - OPUS4-18974 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schurig, Michael A1 - Klinger, Christian ED - Karl-Friedrich Ziegahn, T1 - Der Repetitve Shock Test für Intermediate Bulk Container (IBC) T2 - 38. Jahrestagung der GUS 2009 - Umwelteinflüsse erfassen, simulieren, bewerten CY - Karlsruhe DA - 2009-03-18 KW - Schwingungsprüfung KW - IBC PY - 2009 SN - 978-3-9810472-7-1 IS - V 19 SP - 137 EP - 144 PB - DWS Werbeagentur und Verlag GmbH CY - Karlsruhe AN - OPUS4-19395 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schurig, Michael A1 - Häßlich, Mirko A1 - Klinger, Christian ED - Ziegahn, K.-F. T1 - Der Temperaturgang von Beschleunigungssensoren und sein Einfluss auf die Messunsicherheit bei kombinierten Vibrations- und Klimaprüfungen N2 - Die Empfindlichkeit von Beschleunigungssensoren hängt von der Temperatur ab, bei der sie eingesetzt werden. Aus diesem Grund fordert der Entwurf der Neuausgabe von IEC 60068-2-531[1], dass Beschleunigungssensoren bei allen Prüftemperaturen kalibriert sein müssen. Darüber hinaus müssen die Grenzabweichungen der entsprechenden dynamischen Prüfverfahrensnormen eingehalten werden. Das Messunsicherheitsbudget für die Beschleunigungsmessung bei einer kombinierten Vibrations- und Klimaprüfung wird aufgestellt. Einflussgrößen sind die Kalibrierunsicherheit, der Frequenz- und Temperaturgang des Sensors, sowie die Messunsicherheit der elektrischen Messkette. Anhand typischer Prüfbedingungen werden Kriterien aufgestellt, wann der Temperaturgang für die Prüfung relevant wird. Eigene Untersuchungen [2] und Hinweise aus der Literatur [3] zeigen, dass dies eher selten der Fall ist. Gegebenenfalls muss auf geeignete Maßnahmen zur Verringerung der Messunsicherheit zurückgegriffen werden. Eine Kompensation des Temperaturganges ist möglich [4], aber derzeit noch aufwändig. T2 - 39. Jahrestagung der GUS 2010 - Umweltflüsse erfassen, simulieren, bewerten CY - Stutensee, Deutschland DA - 2010-03-17 PY - 2010 SN - 978-3-9813136-0-4 SP - 135 EP - 147 PB - DWS Werbeagentur und Verlag GmbH CY - Pfinztal AN - OPUS4-21107 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schurig, Michael A1 - Reich, Franziska A1 - Jochems, Frank A1 - Klinger, Christian ED - Ziegahn, K.-F. T1 - Vibrationsprüfungen an sicherheitskritischen Ventilen: Zwei Beispiele aus Forschung und Anwendung N2 - Ventile für gasförmige Medien müssen neben dem Druck oft auch Vibrationsbelastungen durch ihren Einsatz ertragen. Die dadurch entstehenden Massenkräfte können die Funktion des Ventils beeinflussen, indem z. B. die Anpresskraft im Ventilsitz dadurch verändert oder die Betätigungseinrichtung verstellt wird. Die schwellenden oder wechselnden Beanspruchungen können auch zu Ermüdungsschäden und damit zu dauerhaftem Funktionsverlust führen. Bei der Vibrationsprüfung für ein pneumatisch ausgelöstes Schnellöffnungsventil eines CO2-Feuerlöschsystems wurde die relevante EN 12094-4 angewendet. Diese setzt Mindestanforderungen in Hinblick auf die Schwingfestigkeit durch eine Gleitsinusprüfung. Im Gegensatz dazu steht die im Rahmen eines Forschungsvorhabens durchgeführte Vibrationsprüfung an einem Sicherheitsventil für Tanklastwagen, bei der ein umfangreicheres Prüfprogramm erstellt wurde, um vibrationsabhängiges Ansprechen des Ventils zu untersuchen. T2 - 40. Jahrestagung der GUS 2011 - Umwelteinflüsse erfassen, simulieren, bewerten CY - Stutensee-Blankenloch/Karlsruhe DA - 30.03.2011 KW - Vibrationsprüfung KW - Schockprüfung KW - Sicherheitsventile KW - Schwingungsbedingtes Ansprechen PY - 2011 SN - 978-3-9813136-1-1 IS - V17 SP - 1 EP - 12 PB - DWS Werbeagentur und Verlag GmbH CY - Karlsruhe AN - OPUS4-23591 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Maskos, Michael A1 - Berger, Georg A1 - Braun, Ulrike A1 - Heyn, Andreas A1 - Klinger, Christian A1 - Wachtendorf, Volker T1 - Schadensanalyse und Beständigkeit von Materialien in biomedizinischen Einsatzgebieten N2 - Der Anteil von Polymeren als Funktions- und Konstruktionswerkstoffe in dauerhaften medizinischen Anwendungen steigt beständig. Derartige Materialien müssen den mechanischen, biologischen und chemischen Bedingungen im Körper widerstehen (u.a. Abrieb, Hydrolyse, Degradation) und gleichzeitig gut verträglich sein. Der sichere Einsatz von polymeren Materialien erfordert die Kenntnisse über ihre Langzeitstabilität unter verschiedenen äußeren Bedingungen. Diese sind nicht nur beeinflusst durch die unmittelbare Umgebung in vivo, sondern auch durch die Historie der verwendeten Materialien. Dazu zählen u. a. erhöhte Temperaturen unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre während der Verarbeitung oder die Exposition von ionisierender Strahlung oder reaktiven Radikalen während der Sterilisation. PY - 2011 SP - 83 EP - 85 CY - Berlin AN - OPUS4-23592 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian A1 - Schurig, Michael T1 - Sollte Kurtosis in zukünftigen Prüfnormen für Vibrationsprüfungen berücksichtigt werden? T2 - DKE K 131, Sitzung des Normungs-Kommittees bei IABG CY - Ottobrunn, Germany DA - 2008-04-23 PY - 2008 AN - OPUS4-18664 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian T1 - Schwingbruch einer Kraftstoffleitung durch Biodiesel? N2 - Schadensteil: PME-Kraftstoffleitung Schadensmechanismus: Reibverschleiß und Schwingbruch Schadensursachen: Nichtbeständigkeit der Elastomereinlage in Befestigungsschelle gegen unplanmäßig ausgetretenen Biodiesel (PME); Schwingungen der Kraftstoffleitungen Schadensablauf: Elastomer versprödet, Schwingungen der Kraftstoffanlage, Reibverschleiß an der Befestigungsschelle, äußerliche oberflächliche Korrosion der Leitung; Schwingbruch der Kraftstoffleitung; Brand am Motor eines BHKWs T2 - 42. VDI-Jahrestagung CY - Würzburg, Germany DA - 29.09.2016 KW - Schwingbruch PY - 2016 VL - 42. VDI-Jahrestagung SP - 109 EP - 119 PB - VDI-Wissensforum GmbH AN - OPUS4-38284 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Christian, Klinger T1 - Schwingbruch einer Kraftstoffleitung durch Biodiesel? N2 - Schadensteil: PME-Kraftstoffleitung Schadensmechanismus: Reibverschleiß und Schwingbruch Schadensursachen: Nichtbeständigkeit der Elastomereinlage in Befestigungsschelle gegen unplanmäßig ausgetretenen Biodiesel (PME); Schwingungen der Kraftstoffleitungen Schadensablauf: Elastomer versprödet, Schwingungen der Kraftstoffanlage, Reibverschleiß an der Befestigungsschelle, äußerliche oberflächliche Korrosion der Leitung; Schwingbruch der Kraftstoffleitung; Brand am Motor eines BHKWs T2 - VDI-Jahrestagung Schadensanalyse CY - Würzburg, Germany DA - 29.09.2016 KW - Reibverschleiß KW - Schwingbruch PY - 2016 AN - OPUS4-38160 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian T1 - Aufbau einer Wissensbasis zu Bruchflächen und Gefüge in der fraktographischen online-Datenbank N2 - In einer fraktographischen online-Datenbank werden Informationen zum Bruchverhalten von technischen Werkstoffen zusammengetragen. Primäres Ziel ist die kontrollierte Erzeugung von Brüchen und deren anschließende Analyse, aber auch Beispiele aus Schadensfällen werden eingestellt. Die makroskopischen und mikroskopischen Merkmale von Bruchflächen, die Art der Beanspruchung und die dazugehörigen Werkstoffgefüge werden in Datensätzen zusammengefasst, die der interessierten Fachöffentlichkeit zu Verfügung stehen. T2 - Metallographietagung 2016 CY - Berlin, Germany DA - 21.9.2016 KW - Fraktografie KW - Datenbank KW - Bruchverhalten KW - Schadensanalyse PY - 2016 SN - 978-3-88355-412-9 VL - 50 SP - 3 EP - 12 PB - DGM AN - OPUS4-38189 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Sonnenburg, Elke A1 - Klinger, Christian T1 - Metallographische Zielpräparation von Ungänzen im Zusammenspiel mit ZfP-Methoden N2 - Oft sind von außen nicht sichtbare „Ungänzen“ im Innern die Ursache für das Versagen von Bauteilen. In manchen Fällen genügt eine herkömmliche metallographische Präparation, um der Schadensursache auf die Spur zu kommen. In anderen Fällen aber sind die Ungänzen zu klein oder ihre Lage zu ungewiss, um sie mit zufälligen Schnitten zu treffen. Zudem würde man durch Fehlversuche das Bauteil zu stark schädigen und so wertvolle Spuren verlieren sowie die weitere Untersuchbarkeit einschränken. In solchen Fällen ist es im wahrsten Sinn des Wortes zielführend, die Ungänzen mit Hilfe eines räumlich abbildenden ZfP-Verfahrens zu lokalisieren und dann mit den erhaltenen Koordinaten eine metallographische Zielpräparation präzise durchzuführen. Als Methoden kommen z.B. Mikro-Computer-Tomographie (µCT) und Tauch-Ultraschall in Frage. Bauteile können kleine elektronische Komponenten sein, aber auch große Bauteile wie Wellen aus Fahrzeugen oder Anlagen. T2 - Metallographietagung 2016 CY - Berlin, Germany DA - 21.09.2016 KW - Metallographie KW - ZfP KW - Schadensanalyse PY - 2016 AN - OPUS4-38190 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian A1 - Roth, Jonas T1 - Schadensanalyse an Fahrradkomponenten - Fraktographie, Ursachen, Prävention N2 - Komponenten von Fahrrädern werden im Betrieb vorwiegend schwingend beansprucht. Typische Werkstoffe sind Stahl, Aluminiumlegierungen, Messing, CFK und thermoplastische Kunststoffe. Da es sich, unabhängig von der Preiskategorie, um konstruktiven Leichtbau handelt, werden einige Bauteile betriebsfest mehr oder weniger weit oberhalb der Dauerfestigkeit ausgelegt. Die im normalen Betrieb auftretenden Schäden sind daher weit überwiegend Schwingbrüche. Andere Schadensmechanismen wie z.B. Korrosion spielen quantitativ eine untergeordnete Rolle. Schwingbrüche treten nach einer Periode unbemerkten Risswachstums oft ohne Vorwarnung und ohne makroskopische Verformung auf. Im Falle von sicherheitsrelevanten Komponenten wie Rahmen, Gabeln, Lenkern, Sattelstützen, Kurbelarmen oder Pedalen kann dies zu erheblichen Personenschäden führen, die den Wert des ursächlichen Bauteilschadens weit überschreiten. Über einen langjährigen Zeitraum wurden gebrochene Komponenten aus dem Alltag und aus Gerichtsverfahren analysiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der fraktographischen Analyse, teilweise wurden die zu Grunde liegenden Schadensursachen ermittelt. Einflussfaktoren sind beispielsweise konstruktive Kerben an ungünstigen Stellen, aber auch Werkstoffwahl und Fertigungsqualität spielen eine Rolle. In den meisten Fällen wurde jedoch die konstruktive Lebensdauer überschritten. Diese wird praktisch nie mitgeteilt, und eine wiederkehrende Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile findet nicht statt. Im Sinne der Vermeidung von Schäden und Unfällen könnte darauf hingewirkt werden, für sicherheitsrelevante Komponenten Lebensdauern besser abzuschätzen und von der Laufleistung abhängige Sichtprüfungen zu empfehlen. T2 - DGM Tagung Werkstoffprüfung CY - Dresden, Germany DA - 26.10.2022 KW - Fraktographie KW - Fahrrad KW - Lebensdauer KW - Öffentliche Sicherheit KW - Schadensanalyse KW - Schadensprävention PY - 2022 AN - OPUS4-56122 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tiebe, Carlo A1 - Zunkel, Astrid A1 - Klein, Ulrich A1 - Schlischka, Jörg A1 - Klinger, Christian T1 - Materialuntersuchungen an einem explodierten Umlaufkühler N2 - Ein Umlaufkühler ist im Betrieb explodiert. Splitter des zerborstenen Gehäuses aus Kunststoff wurden mit dem Kühlwasser in die Umgebung geschleudert, am Betriebsort entstand Personenschaden. Bei Funktionsprüfungen am beschädigten Gerät traten unerwartet - aber reproduzierbar - Knalleffekte bei Berührung der Außenoberfläche der Kupfer-Kühlschlange auf. Ein möglicher Mechanismus konnte im Labor durch Synthese von Kupferazid auf Kupferproben und Auslösung vergleichbarer Knalleffekte nachgestellt werden. Damit ist die Plausibilität des beschriebenen Schadensereignisses mit diesem oder einem ähnlich reagierenden Stoff belegt. Ein eindeutiger Nachweis darüber, dass bei dem aufgetretenen Schadensfall dieselbe chemische Reaktion stattgefunden hat, war nicht möglich, da die Belag-Überreste aus dem explodierten Kühlgerät für eine Analyse nicht mehr in ausreichender Menge verfügbar gewesen sind. KW - Kupferazid KW - Umlaufkühler KW - Explosion KW - Gutachten KW - Schadensanalyse KW - Materialuntersuchung PY - 2022 SN - 2191-0073 VL - 12 IS - 7/8 SP - 15 EP - 21 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf AN - OPUS4-55570 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian A1 - Le, Hoa-Quynh T1 - Systematische Schadensanalyse: Vergleich und Anwendung von Richtlinien und Prozeduren N2 - Recherche verschiedener jeweils nationaler/internationaler Regelwerke und Prozeduren für die Systematische Schadensanalyse • Literaturrecherche zu Methoden der systematischen interdisziplinären Schadensanalyse • Vergleich der Regelwerke VDI 3822, ASTM, ASM sowie der Methoden • Anwendung der Regelwerke/Prozeduren und Methoden am Beispiel T2 - 46. VDI Jahrestagung: Schadensanalyse in der Energietechnik CY - Online meeting DA - 06.10.2020 KW - Regelwerke KW - Systematische Schadensanalysen, Prozeduren PY - 2020 AN - OPUS4-51401 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Zunkel, Astrid A1 - Klein, Ulrich A1 - Schlischka, Jörg A1 - Klinger, Christian T1 - Materialuntersuchungen zur Schadensanalyse an einem explodierten Umlaufkühler N2 - Ein Durchlaufkühler ist im Betrieb explodiert. Die zerborstenen Gehäuseteile aus Kunststoff führten zu einem Austreten der Kühlflüssigkeit am Betriebsort sowie zu einem Personenschaden mit Knalltrauma. Bei Funktionsprüfungen am beschädigten Gerät traten unerwartet, aber reproduzierbar Knalleffekte auf der Kupfer-Kühlschlange auf. Ein möglicher Mechanismus konnte im Labor durch Synthese von Kupferazid auf Kupferproben und Auslösung vergleichbarer Knalleffekte nachgestellt werden. Damit ist die Plausibilität des beschriebenen Schadensereignisses mit diesem oder einem ähnlich reagierenden Stoff belegt. Ein eindeutiger Nachweis darüber, dass beim aufgetretenen Schadensfall dieselbe chemische Reaktion stattgefunden hat ist nicht möglich, da die Belag-Überreste aus dem explodierten Kühlgerät für eine Analyse nicht mehr in ausreichender Menge verfügbar waren. T2 - Erfahrungsaustausch für Sachverständige in der Anlagenüberwachung der Industrie (ESA 2021) CY - Online meeting DA - 20.04.2021 KW - Umlaufkühler KW - Schadensanalyse KW - Materialuntersuchungen KW - Gutachten KW - Kupferazid PY - 2021 AN - OPUS4-52484 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian T1 - Schadensanalyse an Fahrradkomponenten - Fraktographie, Ursachen, Prävention N2 - Komponenten von Fahrrädern werden im Betrieb vorwiegend schwingend beansprucht. Typische Werkstoffe sind Stahl, Aluminiumlegierungen, Messing, CFK und thermoplastische Kunststoffe. Da es sich, unabhängig von der Preiskategorie, um konstruktiven Leichtbau handelt, werden einige Bauteile betriebsfest mehr oder weniger weit oberhalb der Dauerfestigkeit ausgelegt. Die im normalen Betrieb auftretenden Schäden sind daher weit überwiegend Schwingbrüche. Andere Schadensmechanismen wie z.B. Korrosion spielen quantitativ eine untergeordnete Rolle. Schwingbrüche treten nach einer Periode unbemerkten Risswachstums oft ohne Vorwarnung und ohne makroskopische Verformung auf. Im Falle von sicherheitsrelevanten Komponenten wie Rahmen, Gabeln, Lenkern, Sattelstützen, Kurbelarmen oder Pedalen kann dies zu erheblichen Personenschäden führen, die den Wert des ursächlichen Bauteilschadens weit überschreiten. Über einen langjährigen Zeitraum wurden gebrochene Komponenten aus dem Alltag und aus Gerichtsverfahren analysiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der fraktographischen Analyse, teilweise wurden die zu Grunde liegenden Schadensursachen ermittelt. Einflussfaktoren sind beispielsweise konstruktive Kerben an ungünstigen Stellen, aber auch Werkstoffwahl und Fertigungsqualität spielen eine Rolle. In den meisten Fällen wurde jedoch die konstruktive Lebensdauer überschritten. Diese wird praktisch nie mitgeteilt, und eine wiederkehrende Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile findet nicht statt. Im Sinne der Vermeidung von Schäden und Unfällen könnte darauf hingewirkt werden, für sicherheitsrelevante Komponenten Lebensdauern besser abzuschätzen und von der Laufleistung abhängige Sichtprüfungen zu empfehlen. T2 - Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Fahrrad KW - Fraktographie KW - Lebensdauer KW - Schadensanalyse KW - Schadensprävention KW - Öffentliche Sicherheit PY - 2023 UR - https://dgm.de/fileadmin/DGM/Veranstaltungen/2022/Werkstoffpruefung/Tagungsband/WP2022-Tagungsband-online.pdf SN - 978-3-88355-430-3 SP - 73 EP - 78 PB - DGM - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V CY - Sankt Augustin AN - OPUS4-56832 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Ell, Matthias T1 - Failure analysis on medical implants N2 - The application of implants e.g. for osteosynthesis or substitution of worn out joints is common practice since decades. Successes in surgery and orthopedics are highly dependent on the use of artificial parts for implanting into the human body. Over the years the number of surgical procedures and the number of different implants were growing rapidly. Implants, however, are exposed to complex mechanical, corrosive and tribological loads along with restriction in geometric dimension. While being essentially successful, the sheer number of cases leads to a rising number of implant failures. Such failures are painful for the affected patients and are very costly. The failure cases presented in this paper occurred from 1981 to 2016. The predominant failure mechanism of all kinds of implants is fatigue fracture. Fatigue cracks are initiated due to a whole bunch of reasons: Material defects and fabrication defects are rare events. The main factors are cyclic overload due to improper fitting with delayed bone healing, corrosion and unauthorized modification of the implant during surgery T2 - Int. Conf. on Engineering Failure Analysis 2018 CY - Budapest, Hungary DA - 08.07.2018 KW - Implant failures KW - Complex loading KW - Fatigue fracture PY - 2018 AN - OPUS4-50198 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Murakami, Y. T1 - Defects as a root cause of fatigue failure of metallic components. I: Basic aspects N2 - According to the definition of the ASM handbook [1,3], a defect is "an imperfection. that can be shown to cause failure by a quantitative analysis and that would not have occurred in the absence of the imperfection". The topic of the present three-part review is a discussion of defects which can cause failure in cyclically loaded structures. The features discussed comprise material defects such as non-metallic inclusions, pores or micro-shrinkages, etc. and geometric defects such as surface roughness and secondary notches which have their origin in manufacturing, and defects such as surface damage due to scratches, impact events or contact fatigue as well as corrosion pits which arise in service. In this first part, the discussion is prefaced by an introduction to basic aspects which are essential for a deeper understanding of the characteristics and mechanisms how the defects influence fatigue crack initiation and propagation. These include the life cycle of a fatigue crack from initiation up to fracture, crack arrest, multiple crack initiation and coalescence, and the material and geometrical properties affecting these. KW - Defects KW - Fatigue crack propagation stages KW - Crack arrest KW - Multiple cracks PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.055 SN - 1350-6307 VL - 97 SP - 777 EP - 792 PB - Pergamon-Elsevier Science Ltd CY - Oxford, England AN - OPUS4-47372 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Murakami, Y. T1 - Defects as a root cause of fatigue failure of metallic components. III: Cavities, dents, corrosion pits, scratches N2 - This third part of the review on defects as root cause of fatigue failure addresses cavities (pores, micro-shrinkages, unmelted regions), defective microstructures and microcracks as material defects and defects due to local damage during manufacturing, service and maintenance such as dents, scratches and localized corrosion. In addition, damage due to contact fatigue and the effect of surface roughness are discussed in the context of fatigue failure. Also addressed is the competition between different kinds of defects in controlling the initiation and early growth of fatigue cracks. KW - Pores KW - Micro-shrinkages KW - Impact damage KW - Contact fatigue KW - Corrosion pits KW - Scratches PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.034 SN - 1350-6307 VL - 97 SP - 759 EP - 776 PB - Pergamon-Elsevier Science Ltd CY - Oxford, England AN - OPUS4-47373 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Murakami, Y. T1 - Defects as a root cause of fatigue failure of metallic components. II: Non-metallic inclusions N2 - This second part of the review on defects as root cause of fatigue failure comprises the origin, the nature and the effects of non-metallic inclusions. Topics addressed are the different kinds of inclusions formed during the manufacturing process, various types of mis-match causing local stresses and, as a consequence, fatigue crack initiation, and effects of characteristics such as size, morphology, localization, spatial distribution and orientation of the defects on the fatigue behavior. Methods for inclusion counting and sizing are discussed along with statistical aspects necessary to be considered when evaluating structural components. KW - Non-metallic inclusions KW - Mis-match KW - Inclusion size KW - Inclusion cluster KW - Statistics PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.054 SN - 1350-6307 VL - 98 SP - 228 EP - 239 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-47459 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Klinger, Christian T1 - Material defects as cause for the fatigue failure of metallic components N2 - The paper provides an overview on material defects which may serve as fatigue crack initiation sites and can cause final fatigue failure of a component. These comprise nonmetallic inclusions in Steel and aluminum alloys, cavities such as pores, micro-shrinkages and un-welded regions in cast, sinter and additively manufactured alloys, graphite nodules, shrinkages and other items in modular cast iron, regions of defective microstructure, microcracks and secondary notches such as undercuts and surface roughness. Besides their origin, the effect and mechanisms on fatigue crack initiation and propagation are discussed. The considerations are proceeded and accompanied by a Brief discussion of some Basic aspects such as the stages of crack propagation along their length scale, the overcoming of crack arrest and the question when a secondary notch can be treated as a crack. KW - Material defects KW - Fatigue strength and life KW - Non-metallic inclusions KW - Pores KW - Shrinkages KW - Graphite modules KW - Surface roughness PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2019.06.024 SN - 0142-1123 SN - 1879-3452 VL - 127 SP - 312 EP - 323 PB - Elsevier AN - OPUS4-49127 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -