TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Kontinuierliche sensordaten- und modellgestützte Bewertung von Infrastrukturbauwerken in der Praxis N2 - Ein Einsatz von kontinuierlichen sensorbasierten Verfahren komplementär zu den zeitlich diskreten bildbasierten Verfahren haben ein enormes Potenzial, die bisher hauptsächlich visuellen Prüfprozesse zu transformieren. Zur Ermöglichung eines strategischen Einsatzes des sensorbasierten Monitorings im Erhaltungsmanagement von Ingenieurbauwerken ist das übergeordnete Ziel des Projektes AISTEC-Pro die Demonstration des praktischen Mehrwerts des sensorbasierten Monitorings. Dies wird durch praktische Anwendungen an der Maintalbrücke Gemünden und einem neu ausgewählten Referenzbauwerk unter Berücksichtigung von typischen Einsatzszenarien im Bereich der Bauwerkserhaltung erreicht werden. Die Einsatzszenarien werden in enger Abstimmung mit den Endanwendern entwickelt und fortgeschrieben. Hierbei wird insbesondere Bezug auf die aktuelle Neufassung der DIN 1076 genommen, in der erstmals die Anwendung von sensor- und bildbasierten Monitoringverfahren in der Bauwerksprüfung geregelt wird. T2 - AISTEC-Pro Auftakttreffen CY - Weimar, Germany DA - 02.12.2024 KW - Sensorbasiertes Monitoring KW - Erhaltung KW - Verkehrsbrücken PY - 2024 AN - OPUS4-61919 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herrmann, Ralf T1 - SHM system integration and experiments at a high speed railway bridge N2 - The long-term preservation of our infrastructure requires not only intelligent sensor technology and highly developed monitoring procedures, but also innovative digital tools for analyzing, evaluating and utilizing the results. This includes mathematical and, in particular, probabilistic methods for damage detection and tracking as well as for calculating service life and maintenance cycles and data management. The example project Maintal Bridge Gemuenden as part of the AISTEC project shows the workflow for the implementation of structural health monitoring and experimental tests with a train of Deutsche Bahn. The influence lines, as one possible way for damage detection, were measured with a highly accurate GNSS System to locate the trains position when crossing the bridge. The results were compared to measurements from 1987 just before the bridge went in operation. T2 - Structural Health Monitoring Using Statistical Pattern Recognition CY - Berlin, Germany DA - 20.03.2023 KW - SHM KW - Maintal Bridge Gemuenden KW - Load Test KW - Damage Detection KW - Railway PY - 2023 AN - OPUS4-57242 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gerards-Wünsche, Paul T1 - A framework for assessing the reliability of crack luminescence – an automated fatigue crack detection system N2 - The new crack luminescence method offers the possibility of making fatigue surface cracks in metallic materials more visible during inspections through a special coating system. This coating system consists of two layers, whereby the first layer has fluorescent properties and emits visible light as soon as it is irradiated by UV light. The top layer is black and is designed to prevent the fluorescent layer from emitting if no crack develops in the underlying material. The technique proved particularly useful in a wide variety of fatigue tests of steel components under laboratory conditions. Moreover, it has the potential to be used in various industrial applications. To enable industrial deployment and integration into maintenance strategies, a concept study is developed in this contribution, resulting in a qualification framework that can serve as a foundation for determining the reliability of the crack luminescence system in terms of a probability of detection curve. Within this study, factors causing measurement variability and uncertainty are being determined and their influences assessed. Due to the extension of the system by a moving computer vision system for automated crack detection using artificial intelligence, additional long-term effects associated with structural health monitoring systems need to be incorporated into an extended probability of detection study as part of the technical justification. Finally, important aspects and findings related to design of experiments are discussed, and a framework for reliability assessment of a new optical crack monitoring method is presented, emphasizing the influence of various uncertainty parameters, including long-term effects such as system ageing. T2 - SPIE Conference Smart Structures + Nondestructive Evaluation 2023 CY - Long Beach, CA, USA DA - 24.03.2023 KW - Structural Health Monitoring KW - Non-Destructive Evaluation KW - Probability of Detection KW - Reliability KW - Artificial Intelligence KW - Computer Vision KW - Crack Luminescence PY - 2023 AN - OPUS4-57245 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 - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Aubram, Daniel T1 - Vorstellung OWA VERBATIM N2 - Das Risiko von Pfahlfussbeulen ist ein wesentlicher Grund für hohe Pfahlwandstärken bei Monopiles. Das Projekt VERBATIM - Verifikation des Beulnachweises und –verhaltens großer Monopiles zielte darauf ab, Beulphänomene zu untersuchen, die sich sowohl auf die plastischen Verformungen der Pfahlspitze während der Installation als auch auf das Beulen des eingebetteten Pfahls in der Nähe des Seebodens beziehen. Auf der Basis aufwändiger Versuche wurden numerische Modelle entwickelt und validiert. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis des Beulverhaltens, um die Wanddicke zu reduzieren, was Kosteneinsparungen bei der Stahlmenge sowie die Entwicklung sicherer und optimierter Strukturen erlaubt. Die bisherigen Designverfahren konnten die erfolgreiche Installation der Monopiles gewährleisten. Da die Größe von Monopiles jedoch stetig zunimmt, wird die Entwicklung verbesserter Designverfahren für sichere und kostengünstige Fundamente immer wichtiger. Der Rückenwind-Vortrag gibt eine Übersicht zu den durchgeführten Untersuchungen und Ergebnissen T2 - Rückenwind Aktuelles aus der Windenergieforschung (PTJ) CY - Online meeting DA - 21.06.2024 KW - Offshore Windenergy Pile Buckling PY - 2024 AN - OPUS4-60349 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Eichner, Lukas A1 - Weise, Sigurd T1 - Digital building management for OWEC-structures N2 - The presentation summarizes the data management and Digital modeling processes in the recurring inspection of wind turbines as developed in DiMoWind-Inspect. T2 - Windforce 2024 CY - Bremerhaven, Germany DA - 10.06.2024 KW - DiMoWind RDS-PP Maintenance Digital Twin Offshore Wind Energy PY - 2024 AN - OPUS4-60351 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Weise, Sigurd T1 - Digitalization of Maintenance Processes N2 - Main aspects of Digitalization of Maintenance Processes are summarized and discussed. Introduction to the Windforce2024 session organised by BAM. T2 - Windforce 2024 CY - Bremerhaven, Germany DA - 11.06.2024 KW - Maintenance Digital Twin Offshore Wind Energy PY - 2024 AN - OPUS4-60350 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias T1 - Probabilistische Systemidentifikation einer Versuchsstruktur für Substrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit statischen und dynamischen Messdaten N2 - In diesem Beitrag wird ein probabilistischer Ansatz zur Systemidentifikation für Tragstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen vorgestellt. Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Integration von globalen Systemantworten in Form von Eigenfrequenzen und -formen sowie Verschiebungen und Dehnungen als lokale Messdaten. Die unterschiedlichen Daten werden kombiniert für die Aktualisierung der Parameter eines Finite-Elemente-Modells genutzt. Zu diesem Zweck wird ein probabilistischer Ansatz nach Bayes verfolgt, um Vorwissen sowie Unsicherheiten einzubeziehen. Die Methodik wird bei einer Versuchsstruktur angewandt, die eine Jacket-Substruktur von Offshore-Windenergieanlagen nachbildet. Eine Systemidentifikation mit Hilfe von Überwachungsdaten ist wertvoll für Jacket-Substrukturen, da eine Zustandsanalyse für die Gewährleistung der strukturellen Integrität unerlässlich ist, aber hinsichtlich der schwierigen Offshore-Bedingungen möglichst effizient sein muss. In diesem Zusammenhang schafft diese Arbeit die Grundlage für eine Schadenserkennung, eine verbesserte Vorhersage der Ermüdungslebensdauer und optimierte Instandhaltungsstrategien. Während das Modell hinsichtlich der statischen Messdaten erfolgreich aktualisiert werden kann, sind Schwierigkeiten bei der Identifizierung der dynamischen Systemeigenschaften erkennbar. T2 - 8. VDI-Fachtagung Baudynamik 2025 CY - Würzburg, Germany DA - 02.04.2025 KW - Systemidentifikation KW - Versuchsstruktur KW - Jacket KW - Offshore-Windenergie PY - 2025 VL - 8 SP - 175 EP - 188 AN - OPUS4-62879 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Omidalizarandi, M. A1 - Herrmann, Ralf A1 - Kargoll, B. A1 - Marx, S. A1 - Paffenholz, J. A1 - Neumann, I. T1 - A validated robust and automatic procedure for vibration analysis of bridge structures using MEMS accelerometers N2 - Today, short- and long-term structural health monitoring (SHM) of bridge infrastructures and their safe, reliable and cost-effective maintenance has received considerable attention. From a surveying or civil engineer’s point of view, vibration-based SHM can be conducted by inspecting the changes in the global dynamic behaviour of a structure, such as natural frequencies (i. e. eigenfrequencies), mode shapes (i. e. eigenforms) and modal damping, which are known as modal parameters. This research work aims to propose a robust and automatic vibration analysis procedure that is so-called robust time domain modal parameter identification (RT-MPI) technique. It is novel in the sense of automatic and reliable identification of initial eigenfrequencies even closely spaced ones as well as robustly and accurately estimating the modal parameters of a bridge structure using low numbers of cost-effective micro-electro-mechanical systems (MEMS) accelerometers. To estimate amplitude, frequency, phase shift and damping ratio coefficients, an observation model consisting of: (1) a damped harmonic oscillation model, (2) an autoregressive model of coloured measurement noise and (3) a stochastic model in the form of the heavy-tailed family of scaled t-distributions is employed and jointly adjusted by means of a generalised expectation maximisation algorithm. Multiple MEMS as part of a geo-sensor network were mounted at different positions of a bridge structure which is precalculated by means of a finite element model (FEM) analysis. At the end, the estimated eigenfrequencies and eigenforms are compared and validated by the estimated parameters obtained from acceleration measurements of high-end accelerometers of type PCB ICP quartz, velocity measurements from a geophone and the FEM analysis. Additionally, the estimated eigenfrequencies and modal damping are compared with a well-known covariance driven stochastic subspace identification approach, which reveals the superiority of our proposed approach. We performed an experiment in two case studies with simulated data and real applications of a footbridge structure and a synthetic bridge. The results show that MEMS accelerometers are suitable for detecting all occurring eigenfrequencies depending on a sampling frequency specified. Moreover, the vibration analysis procedure demonstrates that amplitudes can be estimated in submillimetre range accuracy, frequencies with an accuracy better than 0.1 Hz and damping ratio coefficients with an accuracy better than 0.1 and 0.2 % for modal and system damping, respectively. KW - Vibration analysis KW - Automatic modal parameters identification KW - MEMS KW - FEM analysis KW - Bridge monitoring PY - 2020 UR - https://www.degruyter.com/view/journals/jag/14/3/article-p327.xml DO - https://doi.org/10.1515/jag-2020-0010 SN - 1862-9016 VL - 14 IS - 3 SP - 1 EP - 28 PB - De Gruyter CY - Berlin AN - OPUS4-51338 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald A1 - Herrmann, Ralf T1 - Sensorbasiertes Monitoring der Maintalbrücke Gemünden N2 - Monitoringsysteme erfassen kontinuierlich Bauwerksdaten wie z.B. Bauwerksbeschleunigungen, auf deren Grundlage Bauwerksschäden mit Hilfe von SHM-Methoden quantifiziert werden können. Mit den gewonnenen Informationen über den aktuellen Bauwerkszustand können Vorhersagen des Bauwerkszustandes und der Bauwerkszuverlässigkeit aktualisiert und erforderliche Inspektionen und Instandhaltungsmaßnahmen vorausschauend geplant werden. Im BMBF-Forschungsvorhaben AISTEC entwickeln der Fachbereich 7.2 „Ingenieurbau“ innovative Monitoringverfahren zur Systemidentifikation und automatischen Detektion, Lokalisierung und Quantifizierung von Schäden an Infrastrukturbauwerken anhand von gemessenen dynamischen und statischen Bauwerksdaten. Im Rahmen dieses Projektes werden die Verfahren an der Maintalbrücke bei Gemünden angewendet, welche Teil der ICE-Strecke Hannover-Würzburg ist. In diesem Vortrag wird das für die Maintalbrücke Gemünden geplante und umgesetzte Monitoingsystem vorgestellt. T2 - 4. Verbundtreffen AISTEC CY - Weimar, Germany DA - 24.09.2020 KW - Zivile Sicherheit KW - Brücken KW - Structural Health Monitoring PY - 2020 AN - OPUS4-51333 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -