TY - CONF A1 - Seneschal-Merz, Karine T1 - New UV-protective glazing for the conservation of cultural assets N2 - For centuries, churches, secular buildings and museums have been furnished with valuable works of art. Many works of art are UV- and light-sensitive. It is well known that especially UV radiation causes damage and discoloration in paintings, textiles, plastics, wood and other materials. In particular, the wavelengths between 280 and 410 nm cause color changes, embrittlement or destruction of e.g. plastics over time. Therefore, strongly UV-absorbing glasses are advantageous for architecture and are necessary for the protection of cultural assets. As restorers in all disciplines become more and more aware, the demands placed on buildings and their furnishings in terms of climate are becoming increasingly detailed and precise. The aim in each case is to preserve the valuable artwork. For some years now, the industry has been offering the protection of cultural objects by installing special UV-protective glasses. Currently, UV protection for church buildings is realized by laminated safety glass equipped with appropriate UV-protective plastic films. Technically, this always means a second pane of glass in front of the windows, which is installed outside the building. This creates climatic gaps that are difficult to control and deterioration due to ageing effects can be expected. At the same time, this protective glazing is not invisible and has a considerable aesthetic influence on the interior and exterior appearance of the building. Meanwhile, the preservation of historical monuments accepts such aesthetic cuts on buildings in order to protect the artwork in the interior from UV light. To this day, however, the long-term durability of UV protection provided by inserted plastic films is still controversial. To date the only available alternative on the market is a mouth-blown UV protection glass which uses a so-called overlay to provide UV protection. This shows that UV protection can also be achieved by glasses without plastic films thus realizing an exclusive inorganic protection which normally is more stable than a polymeric one. So far there are not enough studies to prove long-term durability. The aim of this project is to provide existing glazing or new glazing to be created with a highly transparent layer that ensures this UV-protective filter function below 400 nm. The glass coating is to be applied to the glass over a large area and fired into the surface like a classic ceramic enamel paint with the same technics. In addition, it should be long-term durable in its function. It means, that the glass has to be fused at temperatures below 630 °C during the firing process, its chemical durability has to be high, its coefficient of thermal expansion has to be as close as the one of the substrate (usually float glass) and the glass has to absorb the UV-radiation within a thin thickness (thinner as 100 µm). In this project, the long-term durability of commercial UV-protective glasses is examined. New low melting glasses containing UV-absorbing ions are being developed. Their UV-absorption as a thin layer is analyzed as well as their chemical durability and their thermal properties. We are grateful to BMWI for the financial support in the frame of the Central Innovation Programme for SMEs (ZIM). T2 - HVG-DGG: 94. Glastechnische Tagung CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Glass KW - Low melting KW - Chemical durability KW - Weathering tests KW - Aging test KW - UV absorption KW - UV protection KW - Architecture KW - Optical properties PY - 2021 AN - OPUS4-52648 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Botsch, B T1 - Classification of fracture surface types based on SEM images N2 - The following work deals with the quantitative fracture surface evaluation in damage analysis. So far, fracture surfaces have almost exclusively been evaluated qualitatively, i.e. the presence of fracture features is documented and their surface proportions are estimated, if necessary. Many years of experience are required, as well as an intensive comparison with defined comparative images from the literature. The aim of this work is the development of classifiers which can recognize fracture mechanisms or fracture features in scanning electron microscope images (SEM). The basis is 46 SEM images, which have been evaluated by fractography experts with regard to fracture features. The existing data set of images is expanded using augmentation methods in order to increase the variability of the data and counteract overfitting. Only convolutional neural networks (CNN) are used to create the classifiers. Various network configurations are tested, with the SegNet achieving the best results. T2 - Materialsweek 2021 CY - Online meeting DA - 07.09.2021 KW - Fractography KW - Fracture surface KW - Deep learning KW - SEM PY - 2021 AN - OPUS4-53418 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stephan-Scherb, Christiane A1 - Schulz, Wencke A1 - Schneider, M. A1 - Karafiludis, Stephanos A1 - Laplanche, G. T1 - High-Temperature Oxidation in Dry and Humid Atmospheres of the Equiatomic CrMnFeCoNi and CrCoNi High- and Medium-Entropy Alloys N2 - Surface degradation phenomena of two model equiatomic alloys from the CrMnFeCoNi alloy system were investigated in 2% O2 and 10% H2O (pO2 = 0.02 and 10−7 atm, respectively) at 800 °C for times up to 96 h. The crystallographic structures, morphologies, and chemical compositions of the corrosion layers developing on CrMnFeCoNi and CrCoNi were comparatively analyzed by mass gain analysis, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy combined with energy-dispersive X-ray spectroscopy and electron backscatter diffraction. The oxidation resistance of CrMnFeCoNi is relatively poor due to the fast growth of porous Mnoxide(s). CrCoNi forms an external chromia layer that is dense and continuous in a dry 2% O2 atmosphere. This layer buckles and spalls off after exposure to 10% H2O atmosphere. Beneath the chromia layer, a Cr-depleted zone forms in the CrCoNi alloy in both environments. As the oxide scale spalls off in the H2O-containing atmosphere, a secondary chromia layer was observed and correspondingly enlarges the Cr-depleted zone. In contrast, as the chromia layer remains without significant spallation when CrCoNi is exposed to a dry oxidizing atmosphere, the region depleted in Cr is narrower. KW - High temperature oxidation KW - High entropy alloys KW - Medium entropy alloys KW - CrMnFeCoNi KW - CrCoNi KW - Mn-oxides PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-517859 DO - https://doi.org/10.1007/s11085-020-10014-7 SN - 0030-770X VL - 95 IS - 1-2 SP - 105 EP - 133 PB - Springer AN - OPUS4-51785 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vecchiato, Luca T1 - Fatigue limit estimation of welded joints under constant amplitude uniaxial loading adopting the cyclic R-curve analysis N2 - Most of the in-service failures of welded structures are due to fatigue damage occurring in the joints. Damage tolerant approaches based on the principles of Fracture Mechanics have been shown to play a key role in this framework, as the fatigue limit is defined by the non-propagating condition of multiple defects at the weld toe. The fatigue limit assessment can be performed using the cyclic R-curve analysis which consists in comparing the driving force of a crack propagating into a component, which depends on the geometry, material and external loads, with its resistance curve, i.e. the cyclic R-curve. The crack propagation occurs whenever the crack driving force is higher than the resistance to fatigue crack propagation, while the crack is arrested in the opposite case. Consequently, this suggests that the fatigue limit of a component is defined as that stress level at which the crack driving force curve is tangent to the crack resistance curve. In the present work, the cyclic R-curve analysis has been adopted for determining the fatigue limit of stress-relieved transverse non-load-carrying joints made of S355 structural steel and subjected to fatigue axial loadings. Experimental tests have been performed to evaluate the fatigue limit of the joints. The driving force, identified by the applied Stress Intensity Factor (SIF), has been evaluated by means of linear elastic finite element analysis taking advantage of the Peak Stress Method for its rapid estimation. Based on the experimental observations that the crack initiation and early crack growth phases in welded joints occur within the Heat Affected Zone (HAZ) the cyclic R-curve has been experimentally derived for both the base metal and HAZ material. T2 - European Conference on Fracture 2022 (ECF23) CY - Funchal, Portugal DA - 27.06.2022 KW - Welded Joints KW - Fatigue Limit KW - Cyclic R-curve PY - 2022 AN - OPUS4-55254 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schartel, Bernhard T1 - Sustainability Finding its Way into Flame Retardancy: Food for Thought between Fake Fiction and Future N2 - Main message: Sustainability, or in other words, exploiting environmental conservation for the economic welfare and prosperity for all, would revolutionise the plastics industry were it to become predominant practice as a linear, fossil-fuel–based economy is switched to a carbon circular economy. Food for though is given by dint of a critical overview of the current trends in sustainable flame-retardant polymeric materials. Introduction: Transforming the plastics industry into a carbon circular economy over the next 30 years requires an immediate revolution entailing the development of cutting-edge materials and the planning of future industrial production plants. Hence, the innovative field of flame-retardant polymeric materials should lend its strength to drive this challenge. Visionary solutions are proposed to inspire us, while the implementation of economically feasible concepts can take us forward into the future. Experimental The synthesis, processing, polymer analysis, thermal analysis, and investigation of fire behaviour from our own research are performed according to the state of the art, mostly in accordance with the pertinent ISO standards. Indeed, some of our equipment is part of the accredited lab; for the other methods we fulfil equivalent quality standards in terms of maintenance, calibration, participation in round robins, etc. Work steps such as the synthesis or preparation of new materials are usually outsourced or done with partners that have the relevant core competence. The talk also presents examples from other groups whose experimental is described in the corresponding scientific papers. Results and Discussion An overview of current trends towards producing sustainable, flame-retardant polymeric materials is presented, using examples from the literature and by sketching our own projects performed in recent years. The examples are structured along a common theme leading from the use of old and new natural materials with some intrinsic flame retardancy, via flame-retardant biopolymers and biocomposites, to using renewable sources for flame retardants with the objective of exploiting natural sources available as industrial waste streams. Natural flame retardants and adjuvants are highlighted, although the status of most may be assessed as merely motivating our vision. Nevertheless, there are natural material streams finding their way into polymer mass production as fillers, adjuvants, polymers, or renewable educt sources. Natural substances originating from industrial waste streams open the door to sustainable solutions, because they are often available at low cost and avoid competition for land with farming or virgin forests. Aside from this main topic, remarks will address the recycling of flame-retarded polymeric materials; vitrimers are mentioned as a potential material for recyclable thermosets. At the end of the day, only convincing property profiles will prevail both for exploiting renewable sources and circular design, including cost effectiveness, sufficient availability, consistent quality, processibility, mechanical properties, and flame retardancy. However, sustainability must not be merely tolerated as an additional demand, but should instead be recognized as a solution, because sustainability aspires to ensure our economic welfare now and in the future. Acknowledgement: The examples shown from own project were supported by funding grants: BMBF WTZ: 01DN16040, DFG Scha 730/19-1, VW-Stiftung: Experiment No: 97437, DFG Scha 730/20-1, BMBF KMU Innovativ 031B1289B. T2 - 19th European Meeting on Fire Retardant Polymeric Materials (FRPM23) CY - Dübendorf, Switzerland DA - 26.06.2023 KW - Renewable KW - Biocomposite KW - Sustainable KW - Circular economy KW - Natural PY - 2023 AN - OPUS4-57815 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Fraucture mechanics-based probablistic structural integrity assessment for aero-engine turbine disk N2 - Aero-engine turbine disks are safety-relevant components which are operated under high thermal and mechanical stress conditions. The aim of this work is to present part of a fracture mechanics-based probabilistic assessment procedure under development which aims at calculating the critical rotational speed of the turbine disk based on the numerical-analytical solutions and regulations for the failure probability. In particular, the rim-peeling failure mode is considered as case study. A semi-circular surface crack is modelled at the most stressed region at the diaphragm of a turbine disk. In order to design a lab representative specimen, beside the crack driving force, expressed in terms of J-integral, also the constraint to plastic deformation e.g., stress triaxiality, at the crack-tip must be similar for the same crack in the specimen and in the disk. The analytical solutions to calculate the crack driving force for the lab representative specimen are used for the Monte Carlo simulations, the result of which has been assessed in the form of a Failure Assessment Diagram (FAD). The results of the probabilistic structural integrity assessment show good agreement between Monte Carlo simulations and certification values for the disk in terms of expected failure mode and value of the critical speed. T2 - ICF15 - International Conference on Fracture CY - Atlanta, GA, USA DA - 12.06.2023 KW - Fracture Mechanics KW - Failure Assessment Diagram KW - Finite Element Analysis KW - Component Assessment PY - 2023 AN - OPUS4-57727 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Probabilistic structural integrity assessment of welded joints N2 - The fatigue assessment of welded joints requires several input data, which can be subdivided into three categories: geometry, material and loading. The number of input data depends essentially on the complexity of the models employed and on the level of accuracy of the analysis. It is common practice to use safety factors in design to account for the scatter of the input parameters. Nevertheless, overly-conservative factors lead often to unrealistic estimations of fatigue life. This work presents a fracture mechanics-based model for the structural integrity assessment of welded joints under constant amplitude fatigue loading, in which the local geometry at the weld toe and the fatigue crack growth properties are considered statistically distributed. The approach is validated against a large number of experimental data. T2 - ICF15 - International Conference on Fracture CY - Atlanta, GA, USA DA - 12.06.2023 KW - Fatigue KW - Fracture Mechanics KW - Weldments KW - Short crack KW - Probabilistic Assessment PY - 2023 AN - OPUS4-57726 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jentzsch, Stefan T1 - Numerical and experimental investigations on metal shear band formation at high strain rates with a Hopkinson bar setup N2 - The essence of dynamic failure is closely linked to the formation of adiabatic shear bands (ASB), which result from the localization of shear strain under high deformation speeds accompanied by a rapid temperature increase. Understanding this phenomenon is crucial in view of safety issues when impacts of fast rotating machine components (i.e. aircraft turbine blades) may occur. Our contribution addresses both the experimental evidence and characterization of ASBs due to high-speed impact tests at the Split HOPKINSON pressure bar (SHPB) setup and the finite element analysis to determine the parameters of the underlying constitutive model, which is closely related to JOHNSON-COOK (JC) material model. Experimental investigations were performed on notched shear specimens made of the fine -grained structural steel S690QL and the displacements in the regions affected by shear localization were measured with subset-based local Digital Image Correlation (DIC). The displacement fields, obtained in the SHPB tests, were considered as an objective to validate and to identify the constitutive parameters with. The JC model could reasonably reproduce the displacement distribution. In order to overcome the issues with mesh dependency we provide a nonlocal extension based on the implicit gradient model approach. T2 - GAMM Annual Meeting 2023 CY - Dresden, Germany DA - 30.05.2023 KW - Gradient-enhanced damage KW - Adiabatic shear bands KW - Split Hopkinson bar KW - Digital image correlation KW - Viscoplasticity KW - Finite element analysis PY - 2023 AN - OPUS4-57827 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Niemz, P. A1 - Baensch, Franziska A1 - Brunner, A. J. ED - Pavalache-Ilie, M. ED - Curtu, A. L. T1 - Acoustic Emission Analysis And Synchrotron-based Microtomography of glued shear strength samples from spruce wood N2 - To better understanding the failure of adhesive joints tensile tests were carried out on miniature test specimens from Norway spruce in the synchrotron. Urea-formaldehyde resin was used as adhesive. e. For comparison purposes, tensile tests were carried out on solid wood and on bonded miniature tensile shear samples with acoustic emission. The acoustic emission signals of all the experiments occurred with classified pattern recognition. This resulted in two classes of signals for each two frequency peaks. One class consisted of the low-frequency and the other of the higher-frequency peak of higher intensity, but this was essentially independent from the structure (solid wood or plywood) and size scale of the test specimens. The influence of the adhesive layers was determined on wood test specimens on laboratory scale and on miniature test specimens with an adhesive layer and selected fiber orientations. This gave evidence that the sound emission signals from the failure of the adhesive layer presumably of the class with low frequency signals peak in the range of services can be assigned. KW - Wood KW - Bondline KW - In-situ test KW - Acoustic emission KW - Synchrotron tomography PY - 2020 DO - https://doi.org/10.31926/but.fwiafe.2020.13.62.1.7 VL - 13 IS - 62 Part 1 SP - 81 EP - 88 PB - Transilvania University Press, Brasov, Romania CY - Brasov AN - OPUS4-51010 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin T1 - New findings on the formation of corrosion product layers on zinc in the atmosphere N2 - The presentation shows systematic investigations to describe the corrosion and corrosion product formation processes of pure zinc under the climatic conditions currently prevailing in the Federal Republic of Germany. The investigations in their entirety aim at questioning current and establishing new ways of looking at the formation of corrosion products of pure zinc under atmospheric corrosion conditions. Thus, they make a significant contribution in understanding corrosion protection by zinc and zinc coatings. In particular, the focus is placed on the initial stage of the corrosion product formation. A systematic investigation of this time range, which is characterized by very reactive corrosion products, is only made possible by using gel-type electrolytes. The short periods of time at the beginning of weathering is now measurable and their influence on the formation of corrosion products and the kinetics of layer formation describable. By combining the new electrochemical approach with gravimetric, microscopic and analytical methods, new insights could be gained both on a methodic and scientific level. T2 - 26th International Galvanizing Conference and Exhibition CY - Rome, Italy DA - 20.06.2022 KW - Atmospheric Corrosion KW - Corrosion KW - Corrosion products KW - Gel-type electrolytes KW - Zinc PY - 2022 AN - OPUS4-55113 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Progress in the determination of the fatigue propagation resistance in metals and its application to fatigue assessment N2 - This plenary lecture aims at showing the progress in the experimental determination of the fatigue propagation resistance in metals and its application to fatigue assessment. In particular, different new experimental techniques are introduced, which allow a better description of the crack propagation resistance from short to long crack regime. These data can be then applied in the fatigue assessment to predict the fatigue limit and the total life of metallic components. T2 - 5th Iberian Conference on Structural Integrity CY - Coimbra, Portugal DA - 30.03.2022 KW - Crack propagation resistance KW - Cyclic R-Curve KW - Fatigue assessment KW - Kitagawa-Takahashi diagram KW - S-N diagram PY - 2022 AN - OPUS4-54603 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin T1 - Forschungsprojekt RUNOFF: "Neubewertung der Dauerhaftigkeit von Dach- und Fassadenmaterialien und des Eintrags von Schwermetall-Ionen in die Umwelt hervorgerufen durch Runoff„ N2 - Bei Betrachtungen zur Lebensdauer von Metallbauteilen im Bauwesen müssen Korrosions- und Runoff-Vorgänge an der Atmosphäre als verschiedene Reaktionen unterschieden werden. Korrosion ist der Prozess, der von elektrochemischen Reaktionen an der Grenzfläche Metall/Patina kontrolliert wird. Runoff dagegen wird durch chemische Reaktionen an der Grenzfläche Patina/Atmosphäre begünstigt. Mit zunehmender Bewitterungszeit nimmt die Korrosionsgeschwindigkeit stetig ab, während postuliert wird, dass die Geschwindigkeit des Runoffs über die gesamte Zeit konstant bleibt. Dieses Verhalten des Runoffs muss aber zunehmend bezweifelt werden. Die Gesamtmenge an abgezehrtem Metall beinhaltet zwei Bestandteile. Ein Teil wird in die Schicht aus Korrosionsprodukten eingebaut, der andere wird aufgrund von Niederschlägen aus der Patina gelöst. Aus diesem Grund ist die Menge an Zink-Runoff stark abhängig von den Eigenschaften der Korrosionsprodukt- bzw. Patinaschicht und nicht anhand der Zusammensetzung des Metalls abschätzbar. Vorhandene Modelle können die Menge an Runoff, und damit verbunden die Abzehrung einer Schicht aus Zink und Kupfer, sowie den resultierenden Eintrag von Schwermetallionen in die Umwelt nicht mehr darstellen und erklären. Um den Korrosionsschutz an Bauwerken zum einen dauerhaft unter Beachtung von Kostenaspekten und Ressourcenschonung und zum anderen unter ökologischen Gesichtspunkten auslegen zu können, müssen deshalb neue wissenschaftliche Grundlagen erarbeitet und die Mechanismen beschrieben werden. Das BAM-Forschungsvorhaben RUNOFF widmet sich den Fragestellungen. Der Vortrag gibt einen kurzen Überblick zum Forschungsvorhaben. T2 - 19. Projektetage der Bauforschung CY - Online meeting DA - 22.03.2022 KW - Runoff KW - Zink KW - Korrosion KW - Kupfer PY - 2022 AN - OPUS4-54580 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Maack, Stefan A1 - Benner, Philipp A1 - Kröll, Mirco A1 - Prager, Jens A1 - Daum, Werner A1 - Casperson, Ralf A1 - Heckel, Thomas A1 - Spaltmann, Dirk A1 - et al., ED - Wahlster, W. ED - Winterhalter, C. T1 - Deutsche Normungsroadmap künstliche Intelligenz T1 - German standardization roadmap on artificial intelligence N2 - Im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz haben DIN und DKE im Januar 2022 die Arbeiten an der zweiten Ausgabe der Deutschen Normungsroadmap Künstliche Intelligenz gestartet. In einem breiten Beteiligungsprozess und unter Mitwirkung von mehr als 570 Fachleuten aus Wirtschaft, Wissenschaft, öffentlicher Hand und Zivilgesellschaft wurde damit der strategische Fahrplan für die KI-Normung weiterentwickelt. Koordiniert und begleitet wurden diese Arbeiten von einer hochrangigen Koordinierungsgruppe für KI-Normung und -Konformität. Mit der Normungsroadmap wird eine Maßnahme der KI-Strategie der Bundesregierung umgesetzt und damit ein wesentlicher Beitrag zur „KI – Made in Germany“ geleistet. Die Normung ist Teil der KI-Strategie und ein strategisches Instrument zur Stärkung der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Wirtschaft. Nicht zuletzt deshalb spielt sie im geplanten europäischen Rechtsrahmen für KI, dem Artificial Intelligence Act, eine besondere Rolle. N2 - On behalf of the German Federal Ministry of Economic Affairs and Climate Action, DIN and DKE started work on the second edition of the German Standardization Roadmap Artificial Intelligence in January 2022. With the broad participation and involvement of more than 570 experts from industry, science, the public sector and civil society, the strategic Roadmap for AI standardization was thus further developed. This work was coordinated and accompanied by a high-level coordination group for AI standardization and conformity. The standardization roadmap implements a measure of the German government’s AI Strategy and thus makes a significant contribution to “AI – Made in Germany”. Standardization is part of the AI Strategy and is a strategic instrument for strengthening the innovation and competitiveness of the German and European economies. Not least for this reason, standardization plays a special role in the planned European legal framework for AI, the Artificial Intelligence Act. KW - Digitalisierung KW - Künstliche Intelligenz KW - Datenwissenschaft KW - Normung Roadmap KW - Data science KW - Artificial intelligence KW - Standardization roadmap KW - Digitization PY - 2022 UR - https://www.din.de/resource/blob/1072988/20bf33d405710a703aa26f81362493bb/ausgabe-2-nrm-ki-data.pdf UR - https://www.dke.de/de/arbeitsfelder/core-safety/normungsroadmap-ki SP - 1 EP - 448 PB - Deutsches Institut für Normung (DIN) CY - Berlin ET - 2. AN - OPUS4-56576 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruse, Julius T1 - Anwendung der IBESS-Prozedur zur Berechnung der Schwingfestigkeit geschweißter bauteilähnlicher Proben mit künstlichen Defekten N2 - Im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit der Schottel GmbH wurde eine bauteilnahe Probengeometrie entwickelt, mit der sich unter Verwendung einer einachsigen Prüfmaschine das Spannungstiefenprofil in dem unter überlagerter Biege- und Zugspannung beanspruchtem Querschnitt im Schweißnahtübergang des Bauteils reproduzieren ließ. Proben dieser Geometrie wurden vom Kooperationspartner im geschweißten bzw. geschweißten und spannungsarmgeglühten Zustand bereitgestellt. An der BAM wurden je Wärmebehandlungszustand mittels Senkerodieren zwei verschiedene künstliche Defektgeometrien im Schweißnahtübergang eingebracht. Anhand der Proben wurden experimentell für alle vier Probenzustände Wöhlerlinien für ein Spannungsverhältnis von R = 0,1 ermittelt. Zusätzlich wurde das u.a. an der BAM entwickelte IBESS-Verfahren angewandt, um die Wöhlerlinien analytisch zu bestimmen. Hierbei wurde eine sehr gute Übereinstimmung von Berechnung und Experiment erreicht, wobei die Berechnung zu einer leicht konservativen Lebensdauervorhersage führte. T2 - 56. DVM Tagung "Bruchmechanik und Bauteilsicherheit" CY - Kassel, Germany DA - 20.02.2024 KW - Bruchmechanik KW - Ermüdung KW - Schwingfestigkeit KW - Schweißverbindungen PY - 2024 AN - OPUS4-59781 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thiele, Marc A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Analysis of damage evolution in concrete under fatigue loading by acoustic emission and ultrasonic testing N2 - The fatigue process of concrete under compressive cyclic loading is still not completely explored. The corresponding damage processes within the material structure are especially not entirely investigated. The application of acoustic measurement methods enables a better insight into the processes of the fatigue in concrete. Normal strength concrete was investigated under compressive cyclic loading with regard to the fatigue process by using acoustic methods in combination with other nondestructive measurement methods. Acoustic emission and ultrasonic signal measurements were applied together with measurements of strains, elastic modulus, and static strength. It was possible to determine the anisotropic character of the fatigue damage caused by uniaxial loading based on the ultrasonic measurements. Furthermore, it was observed that the fatigue damage seems to consist not exclusively of load parallel oriented crack structures. Rather, crack structures perpendicular to the load as well as local compacting are likely components of the fatigue damage. Additionally, the ultrasonic velocity appears to be a good indicator for fatigue damage beside the elastic modulus. It can be concluded that acoustic methods allow an observation of the fatigue process in concrete and a better understanding, especially in combination with further measurement methods. KW - Concrete KW - Fatigue KW - Damage evolution KW - Ultrasonic testing KW - Acoustic emission PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-541891 DO - https://doi.org/10.3390/ma15010341 SN - 1996-1944 VL - 15 IS - 1 SP - 341 EP - 355 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54189 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruns, Sebastian T1 - Digitalizing a lab course for undergraduate students: ELN, ontology, data management N2 - We report about a joint project aiming at the digitalization of a lab course in materials testing. The undergraduate students were asked to prepare samples of a precipitation hardened aluminum alloy and characterize them using hardness and tensile tests. In a first step, we developed the frames for the digital labor notebook using eLabFTW. The primary data and the relevant metadata of each run were saved in a central database and made available for analysis and report issues. The whole set of results produced in a course was made available in the database. This database can be improved and serve as an open repository for data on this specific alloy. The logical frame for the joint project was provided by the PMD Core Ontology (PMDco), a mid-level ontology that enables the representation and description of processes and process chains in an MSE-specific manner, ensuring full traceability of generated data. For the digitalization of this lab course, the tensile test ontology (TTO) was applied which is designed as a module of the PMDco using strongly related semantic concepts. T2 - FEMS EUROMAT 2023 CY - Frankfurt a. M., Germany DA - 03.09.2023 KW - Electronic Lab Notebook KW - FAIR data management KW - Digtial Representation KW - Knowledge graph and ontologies PY - 2023 AN - OPUS4-58207 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 1 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 1/2022 PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545287 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 1 SP - 1 EP - 54 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-54528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scacco, F. A1 - Zerbst, Uwe A1 - Meneghetti, G. A1 - Madia, Mauro T1 - Comparison between PSM and IBESS approaches for the fatigue life estimation of weldments N2 - In the framework of the fatigue assessment of welded components, several methods are available in design standards such as the nominal stress, hot-spot stress, notch stress and linear elastic fracture mechanics approaches. The present paper aims at comparing two advanced local approaches for the fatigue strength assessment of different welded joints made of steel. The first one is IBESS which is based on short crack fracture mechanics. The second one is the PSM which instead involves the strain energy density approach. Both methods will be briefly presented, and the fatigue life prediction results discussed. The results obtained for the joint geometries considered in this work show advantages and drawbacks of the approaches, which are thoroughly analysed as well. KW - Fatigue KW - Welded joints KW - FAT class KW - IBESS KW - Peak stress method (PSM) KW - Finite element (FE) PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545139 DO - https://doi.org/10.1007/s40194-022-01284-7 SP - 1 EP - 23 PB - Springer AN - OPUS4-54513 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Madia, Mauro A1 - Zerbst, Uwe A1 - Werner, Tiago T1 - Estimation of the Kitagawa-Takahashi diagram by cyclic R curve analysis N2 - The Kitagawa-Takahashi (KT) diagram is a proven concept for describing the fatigue limit in presence of a defect or crack. It can be determined empirically with great experimental effort. It can also be estimated by means of the El Haddad relationship if the endurance limit and the long fatigue crack propagation threshold are available in reasonable accuracy. A third option is the determination using the cyclic R-curve, which describes the dependency of the fatigue crack propagation threshold on the crack growth at the short crack propagation stage. This can be experimentally determined using a closure-free initial pre-crack. It can then be applied to the determination of crack arrest for a given applied load and a given defect or crack size. Compared to the other two methods mentioned above, this option has considerable advantages: It can be applied to any component and any stress ratio. It allows the treatment of multiple cracks and provides estimations of the S-N curve in the finite life regime as well as at the endurance limit. Compared to the empirical determination of the KT diagram, the experimental effort is significantly lower and compared to the El Haddad approach it avoids problems such as the use of non-conservative long fatigue crack propagation thresholds (when the conventional load reduction method is applied to materials prone to corrosion) and the mathematical predetermination of the curve shape. The work introduces the method and provides a critical discussion as well as quantitative comparison between the different methods. T2 - FATIGUE DESIGN 2021 CY - Online meeting DA - 17.11.2021 KW - Fatigue life KW - Endurance limit KW - Kitagawa-Takahashi diagram KW - Cyclic R-curve PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-544931 DO - https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.03.032 SN - 2452-3216 VL - 38 SP - 309 EP - 316 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-54493 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 2 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 2/2022 KW - Festlegungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien KW - Anerkennungen PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-550917 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 2 SP - 55 EP - 158 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-55091 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönherr, J. A. A1 - Duarte, Larissa A1 - Madia, Mauro A1 - Zerbst, Uwe A1 - Geilen, M. B. A1 - Klein, M. A1 - Oechsner, M. T1 - Robust determination of fatigue crack propagation thresholds from crack growth data N2 - The robust determination of the threshold against fatigue crack propagation DKth is of paramount importance in fracture mechanics based fatigue assessment procedures. The standards ASTM E647 and ISO 12108 introduce operational definitions of DKth based on the crack propagation rate da/dN and suggest linear fits of logarithmic DK– da/dN test data to calculate DKth. Since these fits typically suffer from a poor representation of the actual curvature of the crack propagation curve, a method for evaluating DKth using a nonlinear function is proposed. It is shown that the proposed method reduces the artificial conservativeness induced by the evaluation method as well as the susceptibility to scatter in test data and the influence of test data density. KW - Fatigue crack propagation threshold KW - ISO 12108 KW - ASTM E647 KW - Data evaluation methods KW - Experimental determination PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-552153 DO - https://doi.org/10.3390/ma15144737 SN - 1996-1944 VL - 15 IS - 14 SP - 1 EP - 21 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-55215 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas T1 - Innovation und Sicherheit durch Einsatz von Duplexstählen in Straßentunneln N2 - Es werden die Ergebnisse eines mehrjährigen Forschungsvorhabens der BAM in Zusammenarbeit mit Straßenbauverwaltungen der Länder und Industriebeteiligten zur betriebstechnischen Ausrüstung von Straßentunneln präsentiert. Schwerpunkte waren die Bestimmung der Korrosivität der Atmosphäre von 3 ausgewählten Straßentunneln, die Analyse korrosionsrelevanter Ablagerungen und von Klimadaten. Die Auswirkungen dieser Einflussgrößen auf die Dauerhaftigkeit von Konstruktionen aus nichtrostenden Stählen wurde ermittelt und in Abhängigkeit verschiedener Einflussparameter dargestellt. Die Ergebnisse der systematischen Untersuchungen an Prüfköpern decken sich mit Beobachtungen an realen Bauteilen. Spaltbehaftete Konstruktionen aus Werkstoffen der CRC III führen demnach in Zeiträumen zwischen 10 und 15 Jahren zu Korrosionserscheinungen, welche die technische Sicherheit beeinträchtigen können und die erwartete Dauerhaftigkeit nicht erfüllen. Die Folge sind zusätzliche Sperrungen und ein vorzeitig notwendiger Unterhaltsaufwand, die erhebliche Kosten verursachen. Im Ergebnis ist eine Überarbeitung des aktuellen Regelwerkes erforderlich, um die angestrebte Dauerhaftigkeit von 30 Jahren zu gewährleisten. T2 - Sitzung ISER Marketingausschuss CY - Dusseldorf, Germany DA - 24.04.2024 KW - Korrosion KW - Straßentunnel KW - Dauerhaftigkeit KW - Nichtrostender Stahl PY - 2024 AN - OPUS4-59955 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Curtain Walls with Biofilms for Improving the City Climate N2 - Building envelopes & natural rock surfaces represent the frontier between solid material surfaces, biosphere and the atmospheric environment – and are subject to permanent change in structure and chemistry. These surfaces are a natural habitat of subaerial rock biofilms (SAB) that are an important stage of primary succession. As their metabolic processes have a great impact on the composition of the near-surface layers of the earth biofilms on natural and manmade hard substrates are a research focus of geomicrobiology. In technical systems immobilized algae biofilms are already used successfully for wastewater cleaning. Algae can eliminate bacteria from the water and at the same time increase the oxygen concentration and the pH value in the water through photosynthesis, which again allows phosphate elimination to take place. Nitrificants contained in the algae biofilm convert ammonium to nitrite and nitrate. Mineral claddings for building facades could be engineered to sustain either natural or previously established carefully selected algae-dominated biofilms and this way help to clean the air. For a targeted engineering of the mineral substrates and the biofilms attached to them basic knowledge is however missing. By systematic research in an interdisciplinary team of microbiologists and building material scientists the following questions shall be clarified • How can a curated biofilm be stabilized on the surface and designed to be durable without compromising the substrate • What exactly do the biofilms need in terms of moisture in their respective growth stages? Or how long water must be available in what form and quantity to enable growth. • What is the influence of the substrate on the availability and quality of the (rain) water (water quality, leaching of substances (alkalis) from the building materials, leaching of aerosol components, surface tension, suction tension, thickness of the water molecule layers adsorbed in the pore spaces....) There are several research groups working on bioreceptive building materials which emphasizes the general interest in the topic. The idea of speeding-up the process by the targeted establishment of biofilms on building façade panels is a unique approach that has so far only been researched at BAM. Architects are very interested in biofilm facades as a new co-designing method of humans and nature reflecting the changing awareness for the loss of biodiversity in cities. If the biofilms need irrigation the evaporative cooling would reduce the urban heat island effect. T2 - Preparatory Workshop SPP 2451: Engineered Living Materials with Adaptive Functions CY - Saarbrücken, Germany DA - 10.07.2023 KW - Engineered living materials KW - Adaptive functions KW - Bioreceptivity KW - Biofilm KW - Concrete PY - 2023 UR - https://spp2451.de/event/preparatory-workshop/ AN - OPUS4-58965 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bachmann, Marcel T1 - Challenges in dynamic heat source modeling in high-power laser beam welding N2 - The amount of absorbed energy in the keyhole as well as its spatial and temporal distribution is essential to model the laser beam welding process. The recoil pressure, which develops because of the evaporation process induced by the absorbed laser energy at the keyhole wall, is a key determining factor for the macroscopic flow of the molten metal in the weld pool during high-power laser beam welding. Consequently, a realistic implementation of the effect of laser radiation on the weld metal is crucial to obtain reliable and accurate simulation results. In this paper, we discuss manyfold different improvements on the laser-material interaction, namely, the ray tracing method, in the numerical simulation of the laser beam welding process. The first improvement relates to locating the exact reflection points in the ray tracing method using a so-called cosine condition in the determination algorithm for the intersection of reflected rays and the keyhole surface. A second correction refers to the numerical treatment of the Gaussian distribution of the laser beam, whose beam width is defined by a decay of the laser intensity by a factor of 1/e2, thus ignoring around 14% of the total laser beam energy. In the third step, the changes in the laser radiation distribution in the vertical direction were adapted by using different approximations for the converging and the diverging regions of the laser beam, thus mimicking the beam caustic. Finally, a virtual mesh refinement was adopted in the ray tracing routine. The obtained numerical results were validated with experimental measurements. T2 - International Congress of Applications of Lasers & Electro-Optics 2023 CY - Chicago, Illinois, USA DA - 16.10.2023 KW - Laser beam welding KW - Laser energy distribution KW - Ray tracing KW - Numerical modeling PY - 2023 AN - OPUS4-58759 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Biorezeptiver Beton: Interdisziplinäre Forschung an der BAM N2 - Inhalt des Vortrags: Forschungsidee und Zielstellung, Forschungsstruktur, Veränderung, Wasserverfügbarkeit, Wasserrückhaltevermögen, pH-Wert, Speziesauswahl, Applikation, Monitoring von Bewuchs T2 - BDA Galerie, Ausstellung: wechselStoffwechsel, Galeriegespräch Nr. 3 CY - Berlin, Germany DA - 06.06.2023 KW - Biorezeptivität KW - Beton KW - Biofilm KW - Funktionalisierung KW - Fassade PY - 2023 UR - https://www.bda-berlin.de/events/wechsel-stoff-wechsel-gespraech-3/ AN - OPUS4-58961 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalinka, Gerhard T1 - Testing the fibre matrix interface of short glass fibre reinforced PMCs with using the push out technique N2 - With this presentation, the push-out technique is explained. The focus of the experimental work is on the characterization of the fiber-matrix interface of short fiber reinforced composites. The reinforcing component was glass fibers and the matrix polymer was PA6.6 and PPA. It is demonstrated for the first time that the push-out technique ca be applied on injection molded short fiber PMC and is sensitive to the mechanical interface properties. Further studies are planned on the influence of multiple processing, the temperature and humidity. T2 - Composirtes United Workshop „Fiber Matrix Interphases“ CY - Online meeting DA - 09.11.2023 KW - Polymer Matrix Composite KW - Glass Fibres KW - PA6.6 KW - PPA KW - Push-out Test KW - Interface Strength PY - 2023 AN - OPUS4-59053 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp A1 - Barqawi, Haitham T1 - Einfluss von Geokunststoffen auf die aquatische Umwelt N2 - Im Rahmen des Projekts konnte gezeigt werden, dass Geokunststoffe bei ausreichender Stabilisierung Einsatzdauern von über 100 Jahren besitzen. Es werden keine Stoffe freigesetzt, die für Wasserorganismen schädlich sind. An den Ostseestränden im Gebiet Kaliningrad werden nennenswerte Mengen von Kunststoffresten gefunden, die zum Teil aus Küstenschutzbauwerken stammen. Ursache ist hier jedoch eine verfehlte Materialauswahl. Hauptsächlich stammen die Kunststoffreste am Strand jedoch aus unsachgemäße Abfallbehandlung. KW - Geokunststoffe KW - Mikroplastik KW - Autoklaventest KW - Ökotoxtests PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-556431 DO - https://doi.org/10.2314/KXP:1813230285 SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-55643 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 51, Heft 4 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 4/2021 PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-541902 SN - 0340-7551 VL - 51 IS - 4 SP - 135 EP - 158 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-54190 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duarte, Larissa T1 - Analytische Prozedur zur Berechnung der Ermüdungslebensdauer basierend auf effektiven Rissfortschrittsdaten und zyklischer R-Kurve N2 - Bruchmechanik-basierende Methoden können für die Ermüdungsbewertung von mechanischen Bauteilen angewendet werden, die Defekte oder Risse enthalten und zyklischen Belastungen ausgesetzt sind. Die Kenntnis des Risswachstumsverhaltens für kurze und lange Risse ermöglicht die Bestimmung sowohl endlicher als auch unendlicher Lebensdauer. Ein erstes Problem ergibt sich jedoch aus der empirischen Bestimmung von Ermüdungswerkstoffkennwerten, die je nach Prüfbedingungen, z. B. Prüfmethode, Frequenz und Spannungsverhältnis R, variieren. Dies ist auf die Rissschließeffekte und weitere Umgebungsphänomene zurückzuführen, die das Rissfortschrittsverhalten beeinflussen. Ein zweites Problem ist das Fehlen von Standardversuchsverfahren zur Bestimmung des Schwellenwerts gegen Ermüdungsrissausbreitung ΔKth in Abhängigkeit von der Rissausbreitung. Dies ist problematisch, da ΔKth mit der Zunahme der Rissschließeffekte im Kurzrissbereich zunimmt und seine ungenaue experimentelle Bestimmung zu großen Abweichungen bei der Bewertung und, was noch kritischer ist, zu nicht konservativen Vorhersagen führt. Mit dem Ziel, zuverlässigere und sicherere Bewertungsverfahren bereitzustellen, wird in dieser Arbeit eine Methode vorgeschlagen, die auf effektiven Risswachstumsdaten basiert, die bei hohen Spannungsverhältnissen (R ≈ 0,8) ermittelt wurden. Zur Beschreibung der Entwicklung der Rissschließeffekte wird ein Kurzrissmodell auf der Grundlage von zyklischen R-Kurven und CPLR-Daten verwendet. Die analytischen Vorhersagen werden mit experimentellen Daten verglichen, die zur Validierung des Verfahrens durchgeführt wurden, und die daraus entstandenen Unterschiede werden diskutiert. Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version) T2 - BMDK-Seminar SS24 CY - Magdeburg, Germany DA - 10.04.2024 KW - Schwellenwert gegen Ermüdungsrissausbreitung KW - Rissschließeffekte KW - Ermüdungslebensdauer KW - Zyklische R-Kurve PY - 2024 AN - OPUS4-59876 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Duarte, Larissa A1 - Madia, Mauro A1 - Zerbst, Uwe T1 - The effect of the environmental conditions on the threshold against fatigue crack propagation N2 - The threshold against fatigue crack propagation (ΔKth) is a crucial parameter for the damage tolerance assessment of engineering components subjected to cyclic loading and it is composed by two distinct components, one intrinsic, dependent on the elastic material properties and the lattice type, and one extrinsic, related to the occurrence of crack closure effects. An important issue is that several factors can influence ΔKth and, in general, the fatigue crack propagation behavior. In this work, the influence of the experimental procedure, air humidity, stress ratio and test frequency on da/dN-ΔK data has been investigated. Results are discussed with their potential causes and consequences on the calculations of the residual lifetime. KW - Fatigue crack propagation threshold KW - Crack closure effect KW - Experimental procedure KW - Environmental conditions PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-544905 DO - https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.03.030 VL - 38 SP - 292 EP - 299 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-54490 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas T1 - Korrosionsprüfung N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über gängige Korrosionsversuche. Die wesentlichen Unterschiede zwischen Prüf- und Untersuchungsverfahren, deren jeweilige Zielstellung, Aussagefähigkeit und Grenzen werden aufgezeigt. Es werden ausgewählte Auslagerungsversuche, Kammerprüfungen sowie elektrochemische Messmethoden zur Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit vorgestellt. Anhand praktischer Beispiele werden ausgewählte Ergebnisse der einzelner Methoden vorgestellt und diskutiert. T2 - VDEh Seminar "Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle in wässrigen Medien und bei atmosphärischer Beanspruchung* CY - Düsseldorf, Germany DA - 30.01.2024 KW - Korrosion KW - Korrosionsversuche KW - Nichtrostender Stahl PY - 2024 AN - OPUS4-59553 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weise, Frank A1 - Werner, D. A1 - Maier, Bärbel A1 - Wilsch, Gerd T1 - Schadenskategoriespezifische Bewertung von AKR-Prüfverfahren T1 - Evaluation of ASR testing methods in relation to specific damage categories N2 - Ausgehend von den verstärkt auftretenden AKR-Schäden an den vor 2005 hergestellten BAB-Abschnitten verfolgte das Forschungsvorhaben zwei Ziele. So sollte einerseits die Ursache für die mit der AKR-Schadensentwicklung einhergehende Dunkelfärbung der Oberfläche der Betonfahrbahndecke im Fugenbereich ermittelt werden. Andererseits galt es, ausgehend von der Zustands- und Schadenserfassung das AKR-Restschädigungspotenzial der Prüfkörper aus je drei ein- und zweischichtig ausgeführten, unterschiedlich stark AKR-geschädigten BAB-Abschnitten vergleichend zu bewerten. Folgende Ergebnisse wurden u. a. erzielt: 1. Dunkelfärbung Experimenteller Nachweis mit kombinierter insitu- Feuchtemessung mit Radar (integral) und NMR (tiefenaufgelöst), dass Dunkelfärbung der Oberfläche der Betonfahrbahndecke im Fugenbereich auf eine erhöhte Durchfeuchtung der Betonrandzone zurückzuführen ist; erfolgreiche Validierung der ZfP-Ergebnisse mit Darr-Wäge-Versuch. 2. Zustand beprobter BAB-Abschnitte und schadenskategoriespezifische Bewertung der AKR-Prüfverfahren: • Auffinden von Horizontalrissen im Bereich der Querscheinfuge bei allen AKR-geschädigten BAB-Abschnitten, • Ermittlung mittlerer Eindringtiefen bei Natrium von maximal 20 bis 45 mm und bei Chlorid von maximal 15 bis 60 mm im Entnahmezustand; keine Korrelation mit der AKR-Schadenskategorie des jeweiligen BAB-Abschnitts, • Nachweis gleichzeitig auftretender SEB bei allen AKR-geschädigten BAB-Abschnitten im Entnahmezustand, • keine signifikante Verminderung der Spaltzugfestigkeit durch die verstärkte AKR am Plattenrand, • Ermittlung eines erhöhten AKR-Restschädigungspotenzials bei vier der sechs beprobten BAB-Abschnitte primär mittels AKR-erformanceprüfungen, • Ermittlung höherer Dehnungen bei Performanceprüfungen aus Ober- und Unterbeton bestehenden Halbschalen, als an separat aus Ober- und Unterbeton gewonnenen Prismen, • Unauffälliges Verhalten nahezu aller bei der Performanceprüfung auffälligen Bestandsbetone im 40°C- und 60°C-Betonversuch; vermutete Ursache: mit LIBS nachgewiesene hohe und tiefreichende Auslaugung der Alkalien. N2 - Our research project had two aims in addressing the increased occurrence of ASR damage on German motorway sections built before 2005: firstly, to establish the cause of the darker discolouration around the joints of concrete road surface that occurs in conjunction with ASR damage. Secondly, based on the status and damage report, it aimed to comparatively evaluate the residual ASR damage potential of test samples from three federal motorway sections of one-layer and three of twolayer pavement, showing different levels of ASR damage. We obtained the following results (among others): 1. Dark discolouration Experimental evidence using non-destructive testing methods showing that dark discolouration of concrete road surfaces near joints is due to increased moisture in the concrete boundary zone: NDT findings successfully validated by weighing and drying test. 2. Condition of sampled motorway sections and evaluation of ASR test methods used: • discovery of horizontal cracks located near transverse contraction joint in all motorway sections with ASR damage, • determination of maximum mean penetration depth of sodium from 20 to 45 mm and of chloride from 15 to 60 mm in sample as extracted; no correlation with the ASR damage category of the relevant motorway section, • evidence of simultaneous occurrence of DEF on all ASR-damaged motorway sections in sample as extracted, • no significant reduction of splitting tensile strength due to increased ASR at slab edge, • increased ASR residual damage potential found on four of the six motorway sections tested primarily with ASR performance tests, • increased expansion found during performance tests on half shells consisting of upper and lower concrete compared to prisms taken separately from upper and lower concrete, • 40°C and 60°C concrete prism tests revealed no noticeable reactions in almost all existing concrete types that showed irregularities in the performance test. Suggested cause: high and deep levels of alkali leaching determined by LIBS. KW - NMR-Relaxometrie KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Betonfahrbahndecke KW - AKR-Betonversuche KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Radar PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:opus-bast-24661 UR - https://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2466 SN - 978-3-95606-543-9 SN - 0943-9323 VL - S 145 SP - 1 EP - 60 PB - Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG CY - Bremen AN - OPUS4-54748 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lehmann, Jens T1 - Offshore Auslagerung von nichtrostenden Stahlcoupons N2 - Zur Erweiterung der Anwendungserfahrungen nichtrostender Stähle, insbesondere von Lean-Duplex-Stählen, unter maritimen Einsatzbedingungen, wurden Testracks auf der Umspannplattform OSS des Windparks Hohe See errichtet. Hier wurden neben Standardproben zur Korrosivitätsbestimmung nach ISO 9223 auch mehrere Serien nichtrostender Stahlgüten mit unterschiedlichen Oberflächen, Spaltausbildungen und Verarbeitungszuständen ausgelagert und nun nach 1-jähriger Bewitterungszeit bewertet. In diesem Beitrag werden Oberflächenzustände, Korrosionszustände und Lochtiefen dieser Probekörper gezeigt. T2 - 21. Tagung Korrosionsschutz in der maritimen Technik CY - Hamburg, Germany DA - 24.01.2024 KW - Korrosion KW - Offshore KW - Atmosphärische Korrosion KW - Nichtrostender Stahl KW - Edelstahl rostfrei PY - 2024 AN - OPUS4-59452 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lehmann, Jens T1 - Demonstrationsexperimente N2 - Ergänzend zu den theoretischen Betrachtungen des Korrosionsverhaltens nichtrostender Stähle werden in diesem Vortrag Demonstrationsexperimente gezeigt. T2 - Seminar Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle in wässrigen Medien und bei atmosphärischer Beanspruchung CY - Düsseldorf, Germany DA - 30.01.2024 KW - Korrosion KW - Experimente KW - Elektrochemie KW - Nichtrostender Stahl KW - Edelstahl rostfrei PY - 2024 AN - OPUS4-59455 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Babutzka, Martin A1 - Grabowski, Sven A1 - Sahrhage, H. A1 - Lampke, T. T1 - Electrochemical corrosion investigations on binary and ternary zinc alloy coatings using gel electrolytes N2 - Novel agar-based test electrolytes are used to perform electrochemical corrosion investigations on ZnFe and ZnNi binary as well as ZnFeMo ternary zinc coatings. The objectives of the electrochemical investigations include the characterization of the corrosion behavior, the description of the protective effect of the coatings as well as the investigation of the layer formation and degradation under artificial aging. ZnFe and ZnFeMo coatings are applied with varying iron content as well as an additional passivation layer, respectively, to study the effect on corrosion resistance. The results show that the protective effect of the coatings is not negatively influenced by different iron contents or the addition of molybdenum. Additional passivation of the ZnFe-containing coatings by means of a passivating agent leads to a significant improvement in the protective effect. Artificial aging leads to slight degradation of the additional passivation layer whereas coatings without post-treatment enhance their protective effect by the formation of corrosion product layers. KW - Binary zinc alloys KW - Ternary zinc alloys KW - Corrosion testing KW - Gel electrolytes KW - Corrosion PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-543013 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101336 SN - 1438-1656 SP - 1 EP - 14 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54301 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas T1 - Korrosionsarten bei nichtrostenden Stählen N2 - Übersichtsvortrag zu Korrosionsarten, die bei nichtrostenden Stählen unter verschiedenen Einsatzbedingungen auftreten können. Die Grundlagen zur Pasivität und der örtlichen Störung der Passivität werden im Zusammenspiel komplexer Einflussfaktoren des Korrosionssystems herausgestellt. Die erarbeiteten theoretischen Grundlagen werden anhand praktischer Beispiel für alle relevanten Korrosionsarten vertieft. T2 - VDEh Seminar "Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle in wässrigen Medien und bei atmosphärischer Beanspruchung* CY - Düsseldorf, Germany DA - 30.01.2024 KW - nichtrostender Stahl KW - Korrosionsverhalten KW - Passivität PY - 2024 AN - OPUS4-59549 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weise, Frank A1 - Oesch, T. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Sigmund, S. A1 - Hünger, K.-J. A1 - Kositz, M. T1 - Analyse des gefügeabhängigen Löslichkeitsverhaltens potenziell AKR-empfindlicher Gesteinskörnungen T1 - Analysis of the microstructure depending solubility behavior of potential ASR sensitive aggregates N2 - Das gefügeabhängige Löslichkeitsverhalten wurde an folgenden vier Gesteinskörnungen unterschiedlicher Alkaliempfindlichkeitsklassen untersucht: • GK1 (EIII-S): quarzreicher Kies • GK2 (EIII-S): Grauwacke (Splitt) • GK3 (EI-S): Quarz-Feldspat-Porphyr (Splitt) • GK4 (EI-S): sandsteinreicher Kies DiePorenstrukturanalyse erfolgte sowohl an Einzelkörnern mittels vergleichender 3D-CT und BET- Untersuchungen als auch an Korngemengen der einzelnen Kornfraktionen (außer Fraktion 16/22 mm) über die Wasseraufnahme und mit BET. Für die Visualisierung und Quantifizierung der von außen zugänglichen Oberflächenanteile der Einzelkörner wurde ein Softwaretool entwickelt, erprobt und erfolgreich angewandt. Es gelang so u.a. den Nachweis zu erbringen, dass die gebrochenen Einzelkörner der Grauwacke und des Rhyoliths einen deutlich geringeren von außen zugänglichen Oberflächenanteil als die gleichartigen Gesteinskörner aus dem Kies besitzen. Aufgrund der limitierten Ortsauflösung der 3D-CT von 11 bis 16,5 μm wurde mit BET eine um drei Zehnerpotenzen höhere spezifische Oberfläche ermittelt. Zu den Porositätsuntersuchungen an den Korngemengen sei angemerkt, dass zum Teil gegenläufige Trends zwischen offener Porosität und spezifischer Oberfläche festgestellt wurden. Dieses ist beim Bezug des bei den Löseversuchen in 0,1 M KOH mit definierter NaCl-Zugabe aus der Gesteinskörnung gelösten SiO2 und Al2O3 von zentraler Bedeutung. Bei den Löseversuchen an den fraktionsspezifischen Korngemengen selbst zeigte sich, dass die stufenweise Erhöhung des NaCl-Gehalts von 0 auf 10 M.-% im Eluat eine erhöhte SiO2-Löslichkeit und eine verminderte Auslaugung von Al2O3 zur Folge hat. Auffallend war hierbei, dass die Al2O3-Löslichkeit bei GK4 ohne und mit geringer NaCl-Zugabe die mit Abstand höchsten Werte annimmt. Bei den zusätzlich durchgeführten Löseversuchen an den tomografierten Einzelkörnern in 1 M KOH-Lösung mit Zugabe von 1 M.-% NaCl zeigte sich, dass nur vereinzelt bei den untersuchten Gesteinsarten eine Korrelation zwischen dem SiO2- bzw. Al2O3-Gehalt im Eluat und der absoluten BET-Oberfläche nachweisbar ist. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass neben der Oberfläche weitere Parameter (z.B. die mineralogische Zusammensetzung der Einzelkörner) das Löseverhalten maßgebend beeinflussen. Bei den parallel zu den Löseversuchen durchgeführten Betonversuchen nach dem ARS 04/2013 zeigte sich, dass die Alkaliempfindlichkeit der GK4 bei beiden Betonversuchen mit Alkalizufuhr unterschiedlich zu bewerten ist. So ist unabhängig von der vorgegebenen pessimalen Betonrezeptur des Fahrbahndeckenbetons ausschließlich bei der Klimawechsellagerung die GK4 als alkaliempfindlich einzustufen. Allerdings konnte der Befund der stark ausgeprägten AKR bei der GK4 mit der Dünnschliffmikroskopie nicht bestätigt werden. Analoges gilt für die Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von GK2 mit den Betonversuchen nach der Alkalirichtlichtlinie des DAfStb. So ist auch hier die GK2 nicht im 60 °C-Betonversuch sondern ausschließlich im 40 °C-Betonversuch als alkaliempfindlich einzustufen. Dienach den verschiedenartigen Betonversuchen durchgeführten LIBS-Analysen am Vertikalschnitt der Prüfkörper zeigen, dass im Kernbereich nach dem 60 °C-Betonversuch mit 10 %iger NaCl-Lösung und nach der Klimawechsellagerung mit NaCl-Beaufschlagung annähernd gleich hohe Natrium- und Chloridgehalte vorgefunden werden. Wider Erwarten treten an den beaufschlagten Prüfflächen Abreicherungen von Natrium und Anreicherungen von Chlorid auf. Im 40°C- und 60 °C-Betonversuch wurde das Natrium bis in eine maximale Tiefe von ca. 30 mm bzw. 20 mm ausgelaugt. Die aufbauenden korrelativen Betrachtungen zwischen den Ergebnissen des 60°C Betonversuchs mit Alkalizufuhr und der Löseversuche an den fraktionsspezifischen Korngemengen in 1 M KOH-Lösung mit definierter NaCl-Zugabe sind durchaus vielversprechend. So zeigt sich beispielsweise beim Waschbeton, dass der fraktionsspezifisch gewichtete SiO2-Überschuss im Eluat nach 56 Tagen mit Zugabe von 0,5 M.-% NaCl ohne Bezug auf die BET-Oberfläche zur gleichen Einstufung der vier betrachteten Gesteinskörnungen wie bei den Dehnungen im 60 °C-Betonversuch mit 3 %-iger NaCl-Lösung führt. Außerdem korrelieren die im 60 °C-Betonversuch mit 10 %-iger NaCl-Lösung ermittelten Dehnungen mit dem gewichteten SiO2-Überschuss im Eluat bei Zugabe von 2 M.-% NaCl ohne Bezug auf die BET-Oberfläche. Ausschließlich bei den Betonversuchen nach der Alkali-Richtlinie erwies sich der Bezug des im Eluat ermittelten SiO2-Überschusses auf die BET-Oberfläche als zielführend. Aufgrund des Potenzials der Löseversuche mit NaCl-Zugabe für die Bewertung der Alkaliempfindlichkeit der Gesteinskörnung im Fahrbahndeckenbeton wird empfohlen, die vergleichenden Untersuchungen zwischen den Löseversuchen an Korngemischen der einzelnen Fraktionen und den Betonversuchen nach dem ARS 04/2013 mit einer möglichst hohen Anzahl an Gesteinskörnungen und einem präzisierten Untersuchungsumfang fortzuführen. N2 - The following four aggregates (GK) of varying grades of alkali sensitivity were examined for their microstructure-dependent solubility behavior: • GK1 (EIII-S) gravel with high quarz content • GK2 (EIII-S) greywacke (crushed stone) • GK3 (EI-S) quarz-feldspar-porphyry (crushed stone) • GK4 (EI-S) gravel with high sandstone content Pore structure analysis was carried out both on single grains using comparative 3D-CT and BET tests, and on grain samples of individual grain fractions (excluding the 16/22 mm fraction) using water absorption and BET. A software tool for visualizing and quantifying the externally accessible surfaces of single grains was developed, tested and successfully applied. This enabled us, among other things, to prove that single broken grains of greywacke and rhyolite have a much smaller externally accessible surface than grains of gravel of the same aggregate fraction. Due to the 3D-CT’s limited spatial resolution of 11 to 16.5 μm, BET was used to determine a two to three powers of ten higher specific surface. In relation to the porosity tests of the grain samples, it should be noted that in some cases, counterdirectional trends between open porosity and specific surface were determined. This is of central importance in relation to the SiO2 and Al2O3 dissolved from the aggregate in the solubility tests in 1 M KOH with defined addition of NaCl. The solubility tests on the grain samples of specific fractions showed that the gradual increase of the NaCl content in the eluate from 0 to 10 M.-% resulted in increased SiO2 solubility and reduced leaching of Al2O3. It was striking in this context that the solubility of Al2O3 in GK4 with no or little addition of NaCl gives by far the highest values. The additional solubility tests carried out on single grains, that were previously subjected to CT testing, in 1 M KOH solution with 1 M.-% added NaCl showed that in the types of aggregate examined, a correlation between the SiO2 and Al2O3 in eluate and the absolute BET surface is only occasionally demonstrable. This is probably due to the fact that solubility behavior is decisively influenced by other parameters in addition to the surface (e.g. by the mineralogical composition of individual grains). The concrete tests according to ARS 04/2013 carried out parallel to the solubility tests showed that GK4’s alkali sensitivity in both concrete tests with added alkali must be evaluated differently. For example, independent of the prescribed pessimal road surface concrete formula, GK4 can only be classified as alkali sensitive under cyclic storage. However petrographic microscopy could not confirm the findings of very marked ASR in GK4. The same applies to the evaluation of alkali sensitivity in GK2 with the concrete tests according to the German Committee for Structural Concrete (DAfStb)’s Alkali Guidelines. In this case too, GK2 should not be classified as alkali sensitive in 60 °C concrete testing, but only in 40 °C concrete testing. The LIBS analyses carried out on the vertical cross-section of the test specimens after the various concrete tests showed that almost equally high sodium and chloride levels were found in the core area after the 60 °C concrete prism test with 10 % NaCl solution and after cyclic storage with NaCl application. Contrary to expectations, the surfaces of samples after NaCl application showed a decrease in sodium and an increase in chloride. In the 40°C and 60°C concrete prism tests, sodium was depleted up to a maximum depth of approx. 30 mm and 20 mm respectively. Subsequent correlative observations between the findings of the 60°C concrete prism test with alkali application, and the solubility tests on the samples of specific grain fractions in 1 M KOH solution with defined NaCl addition, are very promising. In the case of exposed aggregate concrete, for example, the fraction-specific weighted excess SiO2 to in the eluate after 56 days with added 0.5 M.-% NaCl unrelated to the BET surface results in the same classification of the four aggregates examined as the expansions in the 60 °C concrete prism test with 3% NaCl solution. In addition, the expansions found in the 60 °C concrete prism test with 10% NaCl solution correlated with the weighted excess SiO2 in eluate with added 2 M.-% NaCl without relation to the BET surface. Only in the case of the concrete test in accordance with the Alkali Guidelines did the relationship of the excess SiO2 in the eluate to the BET surface prove to be productive. Due to the potential of the solubility test with added NaCl for the evaluation of alkali sensitivity of aggregates in road surface concrete, we recommend continuing with comparative tests between solubility tests of grain samples of the various fractions and the concrete tests in accordance with ARS O4/13 with the greatest possible number of aggregates and a precisely defined investigation scope. KW - LIBS KW - Betonfahrbahndecke KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Gesteinskörnung KW - Alkaliempfindlichkeit KW - 3D-CT KW - Tausalzeintrag PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:opus-bast-25832 UR - https://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2583 SN - 978-3-95606-648-1 SN - 0943-9323 VL - S 165 SP - 1 EP - 111 PB - Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG CY - Bremen AN - OPUS4-54755 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - von Werder, Julia A1 - Manninger, Tanja A1 - Maier, Bärbel A1 - Fladt, Matthias A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, Andre A1 - Höhnel, Desirée A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Meng, Birgit T1 - A multiscale and multimethod approach to assess and mitigate concrete damage due to alkali-silica reaction N2 - Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction within concrete which can lead over time to cracking and spalling. Due to the complexity of the problem, it still causes damage to concrete constructions worldwide. The publication aims to illustrate the interdisciplinary research of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) within the last 20 years, considering all aspects of ASR topics from the macro to the micro level. First, methods for characterization and assessment of ASR risks and reaction products used at BAM are explained and classified in the international context. Subsequently the added value of the research approach by combining different, preferably nondestructive, methods across all scales is explained using specific examples from a variety of research projects. Aspects covered range from the development of new test-setups to assess aggregate reactivity, to analysis of microstructure and reaction products using microscopical, spectroscopical and X-ray methods, to the development of a testing methodology for existing concrete pavements including in-depth analysis of the visual damage indicator and the de-icing salt input using innovative testing techniques. Finally, research regarding a novel avoidance strategy that makes use of internal hydrophobization of the concrete mix is presented. KW - Mitigation strategies KW - Concrete KW - Damage analysis KW - Alkali silica reaction KW - Road pavement KW - Accelerated testing KW - Non-destructive testing KW - Microstructure PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2022052515100075090235 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101346 SN - 1527-2648 VL - 24 IS - 6 SP - 1 EP - 36 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf T1 - DICONDE für die Schienenprüfung N2 - Bei der zerstörungsfreien Prüfung verlegter Eisenbahnschienen werden die Rohdaten derzeit in proprietären Datenformaten gespeichert und auf Datenträgern zwischen den Prüfzügen und den auswertenden Stellen versendet. Die proprietären Datenformate sind in der Regel nur den Herstellern der Prüfsysteme bekannt und deren Dokumentation nicht allgemein zugänglich. Das Forschungsprojekt „Artificial Intelligence for Rail Inspection“ (AIFRI) erfordert den Austausch von Prüfdaten in einem offenen Format sowohl zwischen den Projektpartnern als auch die Veröffentlichung anonymisierter Daten ausgewählter Strecken aus dem Offenen Digitalen Testfeld (ODT). Wir haben uns in dem Projekt für die Verwendung der „Standard Practice for Digital Imaging and Communication in Nondestructive Evaluation“ (DICONDE) entschieden. DICONDE basiert auf dem medizinischen Standard „Digital Imaging and Communication in Medicine“ (DICOM) und wurde von ASTM an die ZfP angepasst. DICOM bzw. DICONDE ist nicht nur ein Datenformat, sondern beinhaltet auch Kommunikationsschnittstellen für die Auftragsvergabe, Datenübertragung und Abfrage gespeicherter Datensätze aus einem Archiv. In dem Vortrag werden DICOM und DICONDE vorgestellt, sowie die Verwendung von DICONDE für die Schienenprüfung im Projekt AIFRI näher erläutert. Es wird gezeigt, wie sich Prüfdaten, Prüfparameter, Streckeninformationen incl. Kilometertafeln und Geokoordinaten und Befunde in DICONDE kodieren lassen. T2 - 13. Fachtagung ZfP im Eisenbahnwesen CY - Erfurt, Germany DA - 12.03.2024 KW - DICONDE KW - Wirbelstromprüfung KW - Ultraschallprüfung KW - Schienenprüfung PY - 2024 AN - OPUS4-59663 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lozano Duarte, Daniel Hernando T1 - Modeling guided waves interacting with arbitrarily shaped inhomogeneities using SBFEM in combination with an extruded quadtree decomposition for 3D plates N2 - For structural health monitoring systems or non-destructive testing, it is crucial to study the interactions of ultrasonic-guided waves with inhomogeneities or damage in structural components. Simulation of these interactions poses a challenge. After the wave-damage interaction, the numerical model must reproduce features like mode conversion or wave scattering. Mathematically, damages are discontinuities in a computational domain, and each interacts diversely depending on its geometrical features. We propose a quadtree-based meshing in the current contribution to capture these geometrical characteristics. This kind of discretisation approach requires special techniques to couple cells of different sizes since, after a quadtree decomposition, the problem of so-called hanging nodes may arise. Transition elements based on high-order transfinite shape functions are used to solve this issue. The advantage is that these elements allow the correct coupling of the cells while retaining a high-order interpolation. Moreover, the reuse of the dynamic stiffness matrices can be exploited based on the similarity of the cells. This procedure renders the approach very efficient. Examples show the scattering characteristics of different guided wave modes after interacting with inhomogeneities and discontinuities in a plate. T2 - DAGA 2023 CY - Hamburg, Germany DA - 06.03.2023 KW - SBFEM KW - Quadtree KW - Image-based models KW - Wave-defect interaction PY - 2023 AN - OPUS4-59661 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lozano Duarte, Daniel Hernando T1 - Octree Meshes for Ultrasonic Guided Waves: Mortar coupling combined with the Scaled Boundary Finite Element Method in Prismatic Structures N2 - Ultrasonic guided waves interacting with complex geometrical features are of high interest in the SHM field. For example, investigations into the extent to which a small change in defect geometry affects wave propagation have applications in Probability of Detection and defect reconstruction. These fields have to be supported by numerical tools aiming to retrieve accurate and reliable results and, thus, more realistic modeling. Due to the short wavelengths of ultrasonic waves and the relatively large domains in which the waves propagate, fine grid resolution for the entire domain is usually not possible due to limited computational resources. One solution is to partition the domain into different subdomains and use a specific, efficient approach for each subdomain. This contribution shows a combination of methods that aims to study these wave defect interactions in an elastic media. Firstly we introduce high-order 3D meshes that can resolve very fine geometrical details and are based on an Octree discretisation technique that employs special transition shape functions to resolve the hanging nodes that may appear due to the nature of the method. Afterward, the Octree mesh is embedded in a prismatic wave-guide based on the semi-analytical formulation of the SBFEM in 3D. To couple the different domains, we employ the mortar method, which enforces the continuity of the wave field across the internal boundaries of the domains. Examples show the power of the approach especially when it comes to parametric analysis. T2 - YIC23 CY - Porto, Portugal DA - 19.06.2023 KW - Octrees KW - Sbfem KW - Ultrasound KW - Mortar method PY - 2023 AN - OPUS4-59662 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 3 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 3/2022 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-558323 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 3 SP - 159 EP - 404 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-55832 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Determination of the Kitagawa-Takahashi diagram for the EA4T railway axle steel by means of the cyclic R-curve method N2 - The Kitagawa-Takahashi (KT) diagram is a well-established tool in the fatigue community for the prediction of the fatigue limit of metallic materials in presence of defects. Nevertheless, its determination is associated with a large number of fatigue tests carried out on specimens with artificial defects (notches) to describe the fatigue limit-defect size relationship in the short crack regime. The preparation of the specimens and the execution of the tests is time expensive. Therefore, few phenomenological models have been introduced in the past to provide a first approximation of the KT diagram based solely on the fatigue limit for smooth specimen and the fatigue crack propagation threshold for long cracks. Despite the use of such models is widely spread, these suffer from problems related to the uncertainties of the material parameters. Furthermore, the mechanics of short cracks, which is the physical mechanism behind the concept of the fatigue limit, is not considered. This work discusses the advantages and drawbacks of using short fatigue crack propagation models for predicting the fatigue limit of flawed metallic materials. The KT diagrams for a EA4T railway axle steel in as-received and full-hardened condition are approximated by means of the cyclic R-curve method. T2 - 13th International Fatigue Congress CY - Hiroshima, Japan DA - 06.11.2023 KW - Fatigue limit KW - Crack propagation KW - Short crack KW - Cyclic R-curve KW - EA4T railway axle steel PY - 2023 AN - OPUS4-58867 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Yang, Fan T1 - Experimental and numerical investigations of suppression mechanism of an oscillating magnetic field on process porosity during laser beam welding N2 - Magnetohydrodynamic technology is increasingly recognized as a promising approach for enhancing the quality of deep penetration laser beam welding. This study employs experimental and numerical methods to investigate the effects of an auxiliary oscillating magnetic field on reducing porosity in the laser beam welding of 5754 aluminum alloy. The experimental results clearly demonstrate a significant reduction in the porosity ratio, thereby validating the efficacy of applying MHD technology in mitigating porosity during the laser beam welding process. In addition, a transient 3D multi-physical model has been developed, integrating the magnetohydrodynamic and metal vapor plume, to gain a more comprehensive understanding of the porosity suppression mechanism. The introduction of an oscillating magnetic field generates a time-averaged downward Lorentz force. This Lorentz force, in turn, induces an electromagnetic expulsive force, which effectively increases the upward escape velocity of bubbles in the molten pool. Furthermore, the molten pool shape is significantly enlarged, which further facilitate the escape of bubbles. The simulation results agree well with the experimental results. T2 - Assistentenseminar der WGF (Wissenschaftliche Gesellschaft Fügetechnik e.V. im DVS) CY - Päwesin, Germany DA - 20.09.2023 KW - Deep penetration laser beam welding KW - Oscillating magnetic field KW - Numerical simulation KW - Porosity PY - 2023 AN - OPUS4-58796 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Yang, Fan T1 - Numerical analysis of the effect of an oscillating metal vapor plume on the keyhole and molten pool behavior during deep penetration laser beam welding N2 - The effect of the oscillating metal vapor plume on the keyhole and molten pool behavior during the laser beam welding of AlMg3 aluminum alloys is investigated by experimental and numerical methods. The real-time height of the metal vapor plume is measured by high-speed camera observation. The obtained experimental results are used to evaluate the additional heating source and laser beam attenuation caused by the scattering and absorption based on the Beer–Lambert theory. Furthermore, the dynamic behavior of the metal vapor plume is incorporated into a 3D transient heat transfer and fluid flow model, coupled with the ray tracing method, for the laser beam welding of the AlMg3 alloy. It is found that additional heating resulting from the scattered and absorbed laser beam energy by the metal vapor plume significantly expands the shape of the molten pool on the top region. Moreover, the oscillating metal vapor plume caused the fluctuation of the high-temperature region in the molten pool. The probability of keyhole collapse at the bottom increases 17% due to the oscillating laser power induced by the laser beam attenuation. The internal interplay between the metal vapor plume, molten pool shape, and keyhole collapse is obtained. The developed model has been validated by experiments, which shows a good agreement. T2 - International Congress of Applications of Lasers & Electro-Optics 2023 CY - Chicago, IL, USA DA - 16.10.2023 KW - Deep penetration laser beam welding KW - Numerical simulation KW - Oscillating vapor plume KW - Keyhole collapse PY - 2023 AN - OPUS4-58794 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Babutzka, Martin A1 - Lehmann, Jens A1 - Burkert, Andreas T1 - Field exposure study under sheltered and open exposure conditions at different test sites in Germany: First‐year corrosion rate and atmospheric corrosivity N2 - The corrosivity of atmospheres in Europe has changed significantly in recent decades. For the Federal Republic of Germany, no current values for the corrosion rate based on 1‐year atmospheric exposure of standard specimens can be found in the scientific literature after 2000. This paper presents results from a field exposure study in the Berlin metropolitan area and Helgoland in 2016. Based on standard specimens, values for the corrosion rate and the corresponding atmospheric corrosivity category are determined for open exposure and indirect weathering in a ventilated enclosure as sheltering after 1 year of exposure. The results prove that determined corrosivity categories are material‐specific. Sheltered exposure is a typical atmospheric situation for many building components. It allows statements on the effect of the concentration of airborne substances on the corrosivity beyond the normative requirements. KW - Atmospheric corrosion KW - Corrosivity category KW - ISO 9223 KW - Mass loss KW - Atmosphärische Korrosion PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-565099 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202213582 SN - 0947-5117 (print) SN - 1521-4176 (online) SP - 1 EP - 15 PB - Wiley-VCH GmbH CY - Weinheim AN - OPUS4-56509 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duarte, Larissa T1 - Fatigue assessment procedure based on effective crack propagation data and cyclic R-curve N2 - Fracture mechanics-based methods can be applied to the fatigue assessment of mechanical components containing defects or cracks subjected to cyclic loading. The knowledge of the crack growth behavior for short and long cracks enables the determination of both finite and infinite life regimes. Nevertheless, a first problem arises from the empirical determination of the fatigue data, which vary according to the test conditions, e.g., the test method, frequency and the stress ratio R. This is due to crack closure and further environmental phenomena affecting crack propagation behavior. A second issue regards the lack of standard experimental procedures for the determination of the fatigue crack propagation threshold ΔKth dependency on the crack size. This is problematic, since ΔKth increases with the build-up of the closure effects in the short crack regime and its inaccurate experimental determination leads to large deviations in the assessment and, even more critical, to non-conservative predictions. Aiming at providing more reliable and safer assessment procedures, the present work proposes a method based on effective crack growth data obtained at high stress ratios (R ≈ 0.8). A short-crack model based on the cyclic R-curve and CPLR data is employed for describing the development of the closure effects. The predictions are compared to established methods and validated by experimental tests. T2 - Fatigue 2022+1 CY - Hiroshima, Japan DA - 06.11.2023 KW - Component assessment KW - Fatigue crack propagation KW - Fatigue threshold KW - Crack closure KW - Cyclic R-curve PY - 2023 AN - OPUS4-58842 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas T1 - Einfluss der Oberflächennachbearbeitung auf die Korrosionsbeständigkeit von Schweißnähten N2 - Bedingung für den schadensfreien Einsatz nichtrostender Stähle ist die vollständige Ausbildung der Passivschicht. Voraussetzung dafür sind glatte, blanke, saubere Oberfläche, eine gleichmäßige Elementverteilung, wenig Ausscheidungen und Verunreinigungen. Eine mögliche Beeinflussung der Gefügeausbildung durch Warmumformung und durch die schweißtechnische Verarbeitung sind zu beachten. Anlauffarben müssen durch geeignete geeignete chemische bzw. mechanische Nachbehandlung entfernt werden. Eine ausreichende Nachbehandlung kann durch elektrochemische Prüfverfahren ebenso sichergestellt werden wie mittels der KorroPad-Prüfmethode. Letzte ist einfach und schnell in der Anwendung und ermöglicht es dem Verarbeiter, die Geeignetheit einer Nachbehandlung zu überprüfen. T2 - Fachtagung Edelstahl Rostfrei CY - Dresden, Germany DA - 19.10.2023 KW - Nichtrostender Stahl KW - Korrosionsverhalten KW - Schweißnaht KW - Nachbearbeitung KW - KorroPad Prüfverfahren PY - 2023 AN - OPUS4-58703 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Swaminathan, Srinivasan A1 - Kumar, S. A1 - Kranzmann, Axel A1 - Hesse, Rene A1 - Goldbeck, Hennig A1 - Fantin, Andrea T1 - Corrosion characteristics of 316L stainless steel in oxide-rich molten solar salt at 600◦C N2 - An attempt has been made in this work, to observe the influence on alloy aging by the sodium oxide (Na2O) in solar salt (60 wt% NaNO3 + 40 wt% KNO3). The accelerated aging was established by adding Na2O (0.005, 0.07, 0.135 and 0.2 wt%) to the solar salt and their effect on corrosion of 316L stainless steel (SS) at 600 ◦C in that oxide-rich solar salts for 168 h in synthetic air was investigated. Corrosion is significantly more in oxide-rich solar salt compared to pure solar salt. Strikingly, the oxide scale-base metal interface is wavy in solar salt containing 0.005 % Na2O clearly shows the oxide addition to salt melt influences Cr-rich inner oxide layer formation and its selective dissolution at early stage that leads to non-uniform corrosion. Interestingly, with increase of Na2O to 0.07 %, steel corrosion proceeded uniformly by accelerated disintegration of Cr-rich inner layer and subsequent dissolution. Severe scale spallation and weight loss in nitrate melt containing 0.2 % Na2O fostering more rapid corrosion, alarming that substantial tolerance of oxide content in solar salt is ≥ 0.135 % for an acceptable corrosion of 316L SS. Despite preferential dissolution of Cr and scale degradation/spallation with increased oxide content in solar salt, the corrosion layer in all cases comprised of sodium ferrite, and Cr-rich Cr-Fe mixed oxides with the Ni enrichment at the scale-metal interface. Competing processes between oxide scale growth, degradation and dissolution or even spallation has been discussed with an emphasis of Na2O addition to solar salt. KW - Molten salt corrosion KW - Solar salt KW - Thermal energy storage KW - Stainless steel KW - Concentrating solar power PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-610819 DO - https://doi.org/10.1016/j.solmat.2024.113176 VL - 278 SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61081 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erning, Johann Wilhelm T1 - Sprechen wir über Korrosion - aber richtig! N2 - Die Korrosion in ihren zahlreichen Erscheinungsformen beschäftigt Fachleute und Laien. Um-so wichtiger ist es, die einzelnen Phänomene korrekt und eindeutig zu benennen. Nur so kann man eine saubere Beschreibung der Korrosionsvorgänge erreichen und damit in der wörtlichen und schriftlichen Kommunikation richtig verstanden werden. An zahlreichen Beispielen wird der richtige und normgemäße Sprachgebrauch beschrieben. T2 - Korrosionsschutz in der maritimen Technik CY - Hamburg, Germany DA - 29.01.2020 KW - Korrosion KW - Nomenklatur PY - 2020 SN - 978-3-935406-72-7 SP - 7 EP - 11 AN - OPUS4-50327 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Materials testing using centrifuge technology a journey through time from 2004 to 2024 N2 - This presentation provides an overview of materials testing using centrifuge technology in the period from 2004 to 2024. The development, the proof of concept, the functional principle, various operating modes as well as applications and examples are shown. T2 - ICDAMT 2024 CY - Berlin, Germany DA - 10.06.2024 KW - Centrifuge technology KW - Materials testing KW - Centrifugal adhesion testing KW - Tensile and cmpressive stress testing PY - 2024 AN - OPUS4-60541 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kempf, A. A1 - Hilgenberg, Kai T1 - Einfluss der Porosität auf die Duktilitätseigenschaften von additiv gefertigtem AlSi10Mg N2 - Die Werkstoffeigenschaften im selektiven Laserstrahlschmelz-Verfahren hergestellter Bauteile werden von einer Vielzahl technologischer Parameter beeinflusst, sodass sich die Fertigungsgüte verschiedener Anlagen voneinander unterscheiden kann. Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern sich durch verschiedene nachgelagerte Wärmebehandlungen die Mikrostruktur und die quasistatischen Festigkeitseigenschaften von Proben aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg, die mit verschiedenen Anlagen, Pulvern, Belichtungsstrategien und Prozessparametern gefertigt wurden, harmonisieren lassen. Die Versuche zeigten u.a., dass die erheblichen Festigkeitsunterschiede im Ausgangszustand unabhängig von der angewendeten Wärmebehandlungsroute aufgehoben wurden. Dennoch wurden signifikante Unterschiede in der Duktilität ermittelt. Anhand umfangreicher Bruchflächenanalysen konnte nachgewiesen werden, dass die in der Bruchfläche ermittelte Porosität eine lineare Korrelation zu der Bruchdehnung aufwies. T2 - 5. Tagung des Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen CY - Online Meeting DA - 04.11.2020 KW - Wärmebehandlung KW - Additive Fertigung KW - Laser powder bed fusion KW - AlSi10Mg KW - Ringversuch PY - 2020 SN - 2509-8772 VL - 405 SP - 93 EP - 104 AN - OPUS4-51657 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Heidenreich, F. A1 - Herten, M. T1 - Verwendung faseroptischer Messtechnik im Zuge wiederholter Eignungsprüfungen an Verpressankern N2 - Im Rahmen des Ausbaus des Dortmund-Ems-Kanals wurden an der Schleuse Gleesen Forschungsanker installiert, die Rückschlüsse auf das Tragverhalten in Folge des chemischen Angriffs kalklösender Kohlensäure geben sollen. Die Forschungsanker werden seit der Erstellung im Jahr 2017 mit verteilter faseroptischer Sensorik während der jährlichen Eignungsprüfungen untersucht. Die Ergebnisse der Jahre 2017 bis 2019 werden im Folgenden dargestellt. T2 - Messen in der Geotechnik 2020 CY - Braunschweig, Germany DA - 20.02.2020 KW - Faseroptische Sensorik KW - Rayleigh Rückstreuung KW - Verpressanker KW - Chemischer Angriff KW - Rissbildung PY - 2020 SN - 978-3-948141-02-8 DO - https://doi.org/10.24355/dbbs.084-201912181435-0 IS - 110 SP - 297 EP - 323 AN - OPUS4-51687 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duarte, Larissa A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro T1 - Vergleichende Untersuchungen zum intrinsischen Schwellenwert der da/dN-ΔK-Kurve N2 - Für die Bestimmung der Restlebensdauer zyklisch beanspruchter Bauteile kommt dem Schwellenwert für Ermüdungsrissausbreitung, Δ𝐾𝑡ℎ, und dem sich anschließenden Schwellenwertbereich der 𝑑𝑎𝑑𝑁⁄−Δ𝐾-Kurve große Bedeutung zu. Dem stehen Unsicherheiten bei der Bestimmung und Analyse gegenüber. Der Aufsatz befasst sich mit der Ermittlung des sogenannten intrinsischen Schwellenwerts, der als robuster Eingangsparameter für eine „rissschließfreie“ Analyse der Restlebensdauer von entscheidender Bedeutung ist. T2 - 53. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit CY - Online meeting DA - 18.02.2021 KW - Schadenstolerante Bauteilauslegung, Restlebensdauer, intrinsischer Schwellenwert gegen Ermüdungsrissausbreitung PY - 2021 SN - 2366-4797 SP - 211 EP - 220 PB - Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V. (DVM) CY - Berlin AN - OPUS4-52704 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duarte, Larissa A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro T1 - Der Schwellenwert der da/dN-∆K-Kurve als Auslegungskriterium für die Bauteilbewertung N2 - Für die Bestimmung der Restlebensdauer zyklisch beanspruchter Bauteile kommt dem Schwellenwert für Ermüdungsrissausbreitung ∆Kth und dem sich anschließenden Schwellenwertbereich der da/dN-∆K-Kurve große Bedeutung zu. Dem stehen Unsicherheiten bei der Bestimmung und Analyse gegenüber. Der Aufsatz befasst sich mit der Ermittlung des sogenannten intrinsischen Schwellenwerts, der als robuster Eingangsparameter für eine „rissschließfreie“ Analyse der Restlebensdauer von entscheidender Bedeutung ist. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2020 CY - Online meeting DA - 03.12.2020 KW - Schadenstolerante Bauteilauslegung, KW - Intrinsischer Schwellenwert gegen Ermüdungsrissausbreitung KW - Restlebensdauer PY - 2020 DO - https://doi.org/10.48447/WP-2020-025 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-52788 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tian, H. A1 - Voigt, Marieke A1 - Lehmann, C. A1 - Meng, Birgit A1 - Stephan, D. ED - Middendorf, B. ED - Fehling, E. T1 - Composition and microstructure stability of cement compound under cyclic hydrothermal condition N2 - There have been many researches focused on the performance improvement of ultra-high performance concrete (UHPC) by autoclaving treatment. The goal of autoclaving is to increase the pozzolanic reaction, and to densify the cement stone and the transition zone which originates from the incorporation of supplementary cementitious materials (SCMs), such as silica fume, fly ash and blast furnace slag. Due to the superior properties, UHPC can also be utilized under high mechanical load and aggressive condition, for example, the fabrication of water tanks for thermal storage which is of great significance for saving energy and reducing CO2 emission. It is known that mineral stability of the hydration products of an inorganic binder is highly related to the temperature and pressure of the environment. A certain stable composition at room temperature, however, may undergo a phase transformation at high temperature and the performance decrease under this severe condition will generally be more severe. In this way, the rationale behind this deterioration under long-term hydrothermal condition involving many cycles and long duration has to be clarified, and then appropriate optimizing methods will be performed in order to obtain a kind of construction with high durability under aggressive environment. For this purpose, different types and amounts of SCMs are introduced into the standard mixture of UHPC and the phase compositions after autoclaving at 200 °C and 15.5 bar are determined by combined X-ray diffraction and scanning electron microscope. Mercury intrusion porosimeter is used to characterise the microstructure of the samples. In order to establish the relationship between microstructure and macroscopic properties, compressive and flexural strength are also investigated. T2 - HiPerMat 2020 CY - Kassel, Germany DA - 11.03.2020 KW - Hydrothermal treatment KW - UHPC KW - Composition PY - 2020 SN - 978-3-7376-0828-2 VL - 23 SP - 87 EP - 88 PB - Kassel University Press CY - Kassel AN - OPUS4-52375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lauhoff, Christian A1 - Degener, Sebastian A1 - Bolender, Artjom A1 - Liehr, Alexander A1 - Hübner, Leoni A1 - Frenck, Johanna-Maria A1 - Molotnikov, Andrey A1 - Niendorf, Thomas T1 - In Situ Synchrotron Diffraction Assessment of Reversibility of the Martensitic Transformation in Single-Crystalline Co–Ni–Ga Shape Memory Alloy Under Torsion N2 - AbstractHeusler-type Co–Ni–Ga shape memory alloys attracted significant attention due to their excellent functional properties in single-crystalline state under both compressive and tensile loading. The present study investigates the superelastic deformation behavior under torsion. Using a newly installed torsion testing setup, in situ synchrotron diffraction was carried out on single-crystalline material in order to investigate the martensitic phase transformation. Incremental deformation experiments reveal a fully reversible martensitic transformation under torsional loading at room temperature, leading to excellent strain recovery after deformation to 6.5% shear strain. Furthermore, relevant aspects towards the analysis of powder diffraction data obtained for single-crystalline material in transmission mode under torsional loading are presented and critically discussed. KW - Shape memory alloy KW - Pseudoelasticity KW - Martensitic transformation KW - Synchrotron diffraction KW - In situ testing KW - Torsion PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-621872 DO - https://doi.org/10.1007/s40830-024-00496-8 VL - 10 SP - 326 EP - 333 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-62187 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zhang, Runze A1 - Sur, Debashish A1 - Li, Kangming A1 - Witt, Julia A1 - Black, Robert A1 - Whittingham, Alexander A1 - Scully, John R. A1 - Hattrick-Simpers, Jason T1 - Bayesian assessment of commonly used equivalent circuit models for corrosion analysis in electrochemical impedance spectroscopy N2 - Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) is a crucial technique for assessing corrosion of metallic materials. The analysis of EIS hinges on the selection of an appropriate equivalent circuit model (ECM) that accurately characterizes the system under study. In this work, we systematically examined the applicability of three commonly used ECMs across several typical material degradation scenarios. By applying Bayesian Inference to simulated corrosion EIS data, we assessed the suitability of these ECMs under different corrosion conditions and identified regions where the EIS data lacks sufficient information to statistically substantiate the ECM structure. Additionally, we posit that the traditional approach to EIS analysis, which often requires measurements to very low frequencies, might not be always necessary to correctly model the appropriate ECM. Our study assesses the impact of omitting data from low to medium-frequency ranges on inference results and reveals that a significant portion of low-frequency measurements can be excluded without substantially compromising the accuracy of extracting system parameters. Further, we propose simple checks to the posterior distributions of the ECM components and posterior predictions, which can be used to quantitatively evaluate the suitability of a particular ECM and the minimum frequency required to be measured. This framework points to a pathway for expediting EIS acquisition by intelligently reducing low-frequency data collection and permitting on-the-fly EIS measurements. KW - Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) KW - MAPz@BAM KW - Bayesian Inference KW - Corrosion PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-623392 DO - https://doi.org/10.1038/s41529-024-00537-8 VL - 8 SP - 120 PB - Springer Materials AN - OPUS4-62339 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eisenbart, M. T1 - KupferDigital – Datenökosystem für die digitale Materialentwicklung auf Basis Ontologie-basierter digitaler Repräsentationen von Kupfer und Kupferlegierungen N2 - Kern des Projektes KupferDigital ist es, einen Demonstrator für ein digitales Datenökosystem zu erstellen, der der Digitalisierung der Materialforschung und der metallverarbeitenden Industrie als zukunftsfähige Plattform zur Verfügung stehen soll. Das Projekt KupferDigital entwickelt Methoden und Konzepte, um den Lebenszyklus am Beispiel von Kupfer – von der Erzgewinnung bis zum Recycling – digital zu erfassen. Grundlage ist die Entwicklung sogenannter Ontologien. Diese können als eine Art Wissensnetz verstanden werden. Sie dienen als gemeinsame Standards für die Beschreibung von Werkstoffen und technischen Vorgängen. Sie helfen bei der digitalen Erfassung von Prozessschritten sowie von Materialeigenschaften. Parallel dazu werden Konzepte für Datenstrukturen, die Speicherung und den Austausch von Werkstoffdaten über neu zu definierende Schnittstellen erarbeitet. Über die Bereitstellung digitalisierter Lebenszyklen von Kupfer wird die Industrie bei der Pro-duktentwicklung befähigt, neue Werkstoffentwicklungen frühzeitig zu bewerten, beispielsweise unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit. Kupfer kommt hier eine aktuelle Bedeutung zu, weil es für die digitale Transformation sowie die Energie- und Mobilitätswende von fundamentaler Bedeutung ist und somit von hohem gesellschaftlichem Wert. Die Projektziele sind sowohl auf weitere metallische Struktur- und Funktionswerkstoffe als auch auf andere Industriebereiche übertragbar. Die Projektergebnisse werden im Rahmen der Aktivitäten der Innovationsplattform MaterialDigital allen Interessierten zur Verfügung gestellt. T2 - MatFo2022 „Vom Material zur Innovation: Digital, Neutral, Vital“ CY - Online meeting DA - 14.11.2022 KW - Kupfer KW - Datenökosystem KW - Materialentwicklung KW - Ontologie PY - 2022 AN - OPUS4-56405 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Marc Benjamin T1 - What can we learn from polymer degradation by radiation? N2 - It is discussed what can be learned from polymer degradation, especially of biopolymers such as DNA and proteins. Synergetci effects of combining methods for structural and chemical analysis as well as Monte-Carlo simulations are presented. T2 - Material Strategy CY - Beelitz, Germany DA - 12.10.2022 KW - Polymer KW - Polymer degradation KW - DNA KW - Protein KW - XPS KW - ESEM KW - Raman KW - MCS KW - Monte-Carlo Simulations PY - 2022 AN - OPUS4-56123 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 53, Heft 1 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 1/2023 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-574038 SN - 0340-7551 VL - 53 IS - 1 SP - 1 EP - 340 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-57403 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 53, Heft 3 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 3/2023 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-585302 SN - 0340-7551 VL - 53 IS - 3 SP - 463 EP - 516 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-58530 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fornacon-Wood, C. A1 - Stühler, M. R. A1 - Gallizioli, C. A1 - Manjunatha, B. R. A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Schartel, Bernhard A1 - Plajer, A. J. T1 - Precise construction of weather-sensitive poly(ester-alt-thioesters) from phthalic thioanhydride and oxetane N2 - We report the selective ring opening copolymerisation (ROCOP) of oxetane and phthalic thioanhydride by a heterobimetallic Cr(III)K catalyst precisely yielding semi-crystalline alternating poly(esteralt- thioesters) which show improved degradability due to the thioester links in the polymer backbone. KW - Sulfur containing polymers KW - Durability KW - Weathering KW - Synthesis PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-590762 DO - https://doi.org/10.1039/d3cc03315e SN - 1364-548X VL - 59 IS - 76 SP - 11353 EP - 11356 PB - RSC AN - OPUS4-59076 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröpfer, Dirk T1 - Helmholtz-AK "Bau wissenschaftlicher Geräte" - Neues aus der BAM / Fachbereich 9.2 N2 - In dieser Präsentation werden die neuesten Herausforderungen und der Stand des Fachbereiches 9.2 für die Mitarbeit im AK des HGF "Bau wissenschaftlicher Geräte" dargestellt. T2 - Helmholtz-Arbeitskreis "Bau wissenschaftlicher Geräte", 18. Jahrestagung CY - Berlin, Germany DA - 10.05.2023 KW - Werkstatt KW - Erneuerbare Energien PY - 2023 AN - OPUS4-59262 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vecchiato, L. A1 - Madia, Mauro A1 - Meneghetti, G. T1 - Extension of the peak stress method to estimate the fatigue limit of welded joints by means of the cyclic R-curve method N2 - A new simplified and effective method has been formalised to estimate the Constant Amplitude Fatigue Limit (CAFL) of stress-relieved steel welded joints subjected to uniaxial push–pull loading and failing from the weld toe. Starting from the sharp V-notch assumption of the NSIF approach and the cyclic R-curve of the material in the heat affected zone, the proposed method identifies the CAFL as threshold level of the local stress field at the V-notched weld toe in the uncracked configuration. Such threshold stress field assures the crack arrest at the V-notched weld toe, according to the cyclic R-curve analysis. The method has been validated against experimental results and proved effective for a straightforward assessment of the CAFL of welded joints, as the stable crack propagation analysis of classical fracture mechanics approaches can be avoided. KW - Cyclic R-curve KW - Welded joint KW - Fatigue limit KW - Peak stress method KW - Finite element analysis PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-581059 DO - https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2023.104039 SN - 0167-8442 VL - 127 SP - 1 EP - 19 PB - Elsevier AN - OPUS4-58105 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krauklis, A. E. A1 - Starovka, O. A1 - Gibhardt, D. A1 - Aouissi, H. A. A1 - Burlakovs, J. A1 - Sabalina, A. A1 - Fiedler, Bodo A1 - Kalinka, Gerhard T1 - Reversible and irreversible effects on the epoxy GFRP fiber-matrix interphase due to hydrothermal aging N2 - Epoxy R-Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) composite plates were hydrothermally aged at 60 ◦C for 23, 75, and 133 days. The water content reached 0.97 wt%, 1.45 wt% and 1.63 wt%, respectively. The studied GFRP matrix was inert to hydrolysis or chain scission, allowing for investigation of irreversible changes in the fiber-matrix interphase due to hydrothermal aging upon re-drying. During each period, a subset of the specimens was removed from the water bath and dried in a chamber. The weight loss upon drying was explained with epoxy leaching (impurities), sizing-rich interphase hydrolysis, glass fiber surface hydrolysis, accumulated degradation products escaping, and water changing state from bound to free. The influence of hydrothermal aging on the fiber-matrix interfacial properties was investigated. Lower interfacial strength of hydrothermally aged (wet) samples was attributed to plasticization of the epoxy, plasticization and degradation of the sizing-rich interphase (including formation of hydrolytic flaws), and hydrolytic degradation of the glass fiber surface. The kinetics of epoxy-compatible epoxysilane W2020 sizing-rich interphase hydrolysis provided an estimate of ca. 1.49%, 4.80%, and 8.49% of the total composite interphase degraded after 23, 75, and 133 days, respectively. At these conditions, the interface lost 39%, 48%, and 51% of its strength. Upon re-drying the specimens, a significant part of the interfacial strength was regained. Furthermore, an upward trend was observed, being 13%, 10% and 3% strength, respectively; thus, indicating a possibility of partial recovery of properties. KW - GFRP KW - Hydrothermal Ageging KW - Interphase KW - Water Diffusion KW - Desorption KW - Interfacial Strength PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-581554 DO - https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2023.100395 SN - 2666-6820 VL - 12 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam, Niederlande AN - OPUS4-58155 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 53, Heft 4 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 4/2023 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-592823 SN - 0340-7551 VL - 53 IS - 4 SP - 517 EP - 540 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-59282 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Ökobilanzierung schweißtechnischer Fertigungsverfahren - Methodik, Einflussgrößen und Implementierung N2 - Ein wesentliches Ziel der deutschen Industriepolitik besteht darin, Rahmenbedingungen zu schaffen, welche die Positionierung nachhaltiger Produkte und Prozesse innerhalb globaler Wertschöpfungsketten ermöglichen und ökoeffiziente Fertigungsprozesse langfristig sichern. In diesem Beitrag werden aktuelle Forschungsarbeiten zur Bewertung der Umweltwirkungen der schweißtechnischen Fertigungskette anhand ausgewählter Schmelzschweißverfahren unter Berücksichtigung vor- sowie nachgelagerter Fertigungsschritte dargestellt. Eine weit verbreitete und standardisierte Methode zur Abschätzung der Umweltwirkungen eines Produkts oder Prozesses ist die Ökobilanzierung. Hierbei stellen die Sachbilanzierung, das heißt die Ermittlung sämtlicher relevanter Energie- und Ressourcenverbräuche während der schweißtechnischen Fertigung, aufgrund des hohen Dokumentationsaufwands, sowie die Ableitung assoziierter Wirkkategorien das größte Hindernis für eine Etablierung und Akzeptanz der Ökobilanzierung in der Praxis dar. Gleichwohl wird seitens Unternehmen, welche als Zulieferer von OEM’s (engl.: original equipment manufacturer) agieren, die Dokumentation des fertigungsspezifischen CO2-Verbrauches gefordert. Ein weiterer Aspekt der Arbeiten beinhaltet Methoden zur automatisierten Erfassung von schweißtechnischen Produktionsdaten sowie deren Nachverfolgbarkeit. Anhand unterschiedlicher Schweißverfahren werden die aus den Produktionsdaten abgeleiteten Energie- und Ressourcenverbräuche automatisiert in die relevanten Umweltwirkungen überführt. Die analysierten Schweißprozesse umfassen dabei ein breites für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) relevantes Spektrum. Durch die softwareseitige Bereitstellung der aufgestellten Umweltprofile ist der Anwender in der Lage, Schweißprozesse unter ökologischen Aspekten zu bewerten und die effizienteste Variante zu identifizieren. T2 - Woche der Fügetechnik 2022, HWK Münster CY - Online meeting DA - 30.11.2022 KW - Ökobilanzierung KW - Verfahrensvergleich KW - Schweißprozesse KW - Umweltwirkungen KW - Implementierung PY - 2022 AN - OPUS4-56650 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Yang, Fan A1 - Meng, Xiangmeng A1 - Bachmann, Marcel A1 - Artinov, Antoni A1 - Putra, Stephen Nugraha A1 - Rethmeier, Michael T1 - Numerical analysis of the influence of an auxiliary oscillating magnetic field on suppressing the porosity formation in deep penetration laser beam alloys of aluminum alloys N2 - The contactless magnetohydrodynamic technology has been considered as a potential and promising method to improve the weld qualities of deep penetration laser beam welding. In this paper, numerical investigations are conducted to study the influence of the auxiliary oscillating magnetic field on the porosity suppression in laser beam welding of 5754 aluminum alloy. To obtain a deeper insight into the suppression mechanism, a three-dimensional transient multi-physical model is developed to calculate the heat transfer, fluid flow, keyhole dynamic, and magnetohydrodynamics. A ray tracing algorithm is employed to calculate the laser energy distribution on the keyhole wall. A time-averaged downward Lorentz force is produced by an oscillating magnetic field. This force acts in the molten pool, leading to a dominant downward flow motion in the longitudinal section, which blocks the bubble migration from the keyhole tip to the rear part of the molten pool. Therefore, the possibility for the bubbles to be captured by the solidification front is reduced. The electromagnetic expulsive force provides an additional upward escaping speed for the bubbles of 1 m/s ~ 5 m/s in the lower and middle region of the molten pool. The simulation results are in a good agreement with experimental measurements. Based on the results obtained in this study, a better understanding of the underlying physics in laser beam welding enhanced by an auxiliary oscillating magnetic field can be provided and thus the welding process can be further optimized reducing the porosity formation. T2 - 13th International Seminar Numerical Analysis of Weldability CY - Seggau, Austria DA - 04.09.2022 KW - Deep penetration laser beam welding KW - Oscillating magnetic field KW - Numerical simulation KW - Porosity KW - Molten pool behaviour PY - 2023 SN - 2410-0544 VL - 13 SP - 237 EP - 254 PB - Verlag der Technischen Universität Graz AN - OPUS4-58804 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Nielow, Dustin T1 - Einfluss fertigungsbedingter Imperfektionen auf die Schwingfestigkeit von FKV-Schalenstrukturen in Sandwichbauweise N2 - Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) weisen häufig nach wenigen Jahren, lange vor dem Erreichen der prognostizierten Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren Risse in der Blattschale auf. Die Folge sind aufwendige Reparaturen am installierten und schwer zugänglichen Rotorblatt und der kostenintensive Nutzungsausfall durch den Stillstand der WEA. Als mögliche Initiatoren für die Schäden in der Blattschale der Rotorblätter gelten fertigungsbedingte Imperfektionen. Für die Untersuchung des Einflusses dieser Imperfektionen auf das Ermüdungsverhalten der Rotorblätter wurde an der BAM (Bundesanstalt für Mate-rialforschung und -prüfung) ein Prüfstand für statische und zyklische Versuche von Schalensegmenten im intermediate scale entwickelt und betrieben. Die untersuchten Schalensegmente in Sandwichbauweise sind der Rotorblattschale von WEA im Hinblick auf die Strukturmechanik, die eingesetzten Halbzeuge, den Laminataufbau und dem eingesetzten Fertigungsverfahren ähnlich. Als Imperfektionen wurden verschiedenen Variationen von Lagenstößen in die Hautlagen und Schaumstöße mit Breitenvariation in den Stützkern reproduzierbar eingebracht. Die Überwachung des Schädigungszustandes während der Schwingversuche unter realistischen Lastszenarien erfolgt über eine kombinierte in situ Schädigungsüberwachung mittels passiver Thermografie und Felddehnungsmessung. Mit den durchgeführten Schwingversuchen und der begleitenden Überwachung des Schädigungszustandes ließen sich die Schadensinitiation und die signifikante Herabsetzung der Lebensdauer durch die eingebrachten Imperfektionen zweifelsfrei nachweisen und entsprechende Konstruktionshinweise für die betriebssichere Auslegung von Sandwichstrukturen ableiten. N2 - Wind turbines often exhibit cracks in the blade shells after only a few years in service, significantly before their expected 20 to 30 year design lifespan. This leads to complicated repairs on difficult to reach rotor blades, and can cause a cost-intensive standstill of the turbine. A possible source of these defects in the rotor blade shells are the imperfections which occur during production. In order to investigate the effect of these imperfections on the fatigue behavior of rotor blades, a test rig was developed at the BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) upon which intermediate scale static and cyclic-fatigue testing could be performed. The complementary sandwich shell specimens developed and investigated with the test rig are representative of the outer shell of wind turbine rotor blades in terms of materials and manufacturing processes, as well as structural mechanics. The specimens were built with reproducible imperfections, including laminate overlaps in the face sheets and gaps of varying size in the foam core. The damage condition was monitored during cyclic-fatigue testing under realistic load cases using a combination of in-situ passive thermography and strain field measurement. The cyclic testing and parallel non-destructive structural health monitoring of the shell specimens showed the imperfections to significantly influence the damage initiation and decrease the component service life. The results can be used accordingly as recommendations for operationally more reliable design of sandwich structures. T3 - BAM Dissertationsreihe - 170 KW - Erneuerbare Energien KW - Windenergie KW - Verbundwerkstoffe KW - Betriebsfestigkeit KW - Komponentenprüfung KW - Renewable ernergy KW - Wind energy KW - Intermediate scale KW - Composites KW - Fatigue PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-546701 SN - 1613-4249 VL - 170 SP - 1 EP - 178 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-54670 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Kraus, David T1 - Ermüdungsverhalten von Glasfaser-Kunststoff-Verbunden unter thermomechanischer Beanspruchung N2 - Die Werkstoffgruppe der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) hat sich aufgrund ihrer hervorragenden Leichtbaueigenschaften unter anderem im Sportgerätebau, in der Luft- und Raumfahrt und in der Windenergieindustrie etabliert. Die so hergestellten Strukturen sind in der Regel nicht nur mechanischen Belastungen, sondern auch thermischen Lasten in einem breiten Temperaturspektrum ausgesetzt. Dennoch ist die Auswirkung des Temperatureinflusses bei einer Kombination von thermischer und mechanischer Last auf die Lebensdauer von Strukturen aus FKV bisher nur wenig untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss von Temperaturen zwischen 213 K und 343 K auf einen Glasfaser-Epoxidharz-Verbund experimentell untersucht. Das Material wird in diesem Temperaturbereich eingehend charakterisiert: Es werden sowohl die thermomechanischen Eigenschaften von Faser- und Matrixwerkstoff als auch die des Verbundes ermittelt. In einem weiteren Schritt wird dann der Einfluss der Temperatur auf die Schädigungsentwicklung im quasi-statischen Lastfall sowie unter schwingender Ermüdungsbeanspruchung bei verschiedenen FKV-Mehrschichtverbunden analysiert. Basierend auf den experimentellen Daten wird ein Zusammenhang zwischen der Schädigung und der Anstrengung der Matrix innerhalb der Einzelschicht demonstriert. Die Matrixanstrengung wird mithilfe eines mikromechanischen Modells unter Berücksichtigung der thermomechanischen Eigenspannungen analytisch berechnet. Bei Querzugbeanspruchung kann gezeigt werden, dass eine Vorhersage der Schädigung in Abhängigkeit der Volumenänderungsenergie innerhalb der Matrix getroffen werden kann. Mithilfe des Konzepts der Matrixanstrengung ist eine Vorhersage der Lebensdauer des Werkstoffs unter schwingender Ermüdungsbeanspruchung in Abhängigkeit der Einsatztemperatur möglich. N2 - Due to their superior lightweight properties, fiber reinforced polymer (FRP) materials are well established in various fields, such as sports equipment, aerospace or wind energy structures. These structures are not only subjected to mechanical loads, but also to a broad spectrum of thermal environments. However, the impact of temperature on the fatigue life of thermomechanically loaded FRP structures is barely investigated to-date. In the scope of this work, the influence of temperatures in a range of 213 K to 343 K on a glass fiber reinforced epoxy polymer is experimentally examined. An extensive thermo-mechanical characterization of the static properties of the material is performed. The neat resin and Fiber material are investigated, as well as the composite. In addition, the impact of thermal loads on the damage evolution under quasi-static as well as cyclic fatigue loading is investigated for different multi-angle laminates. Based on the experimental data, a correlation is shown between damage and matrix effort of the unidirectional layer. The matrix effort is calculated according to a micromechanical model considering thermal residual stresses. Particularly under transverse loading, the damage Evolution can be predicted as a function of the dilatational strain energy of the matrix. Using the concept of the matrix effort presented in this work, a prediction of the fatigue life of the investigated material at different ambient temperature conditions can be performed. T3 - BAM Dissertationsreihe - 169 KW - Ermüdung KW - Faser-Kunststoff-Verbund KW - GFK KW - Schädigung KW - Thermomechanik KW - Fatigue KW - Composite KW - Glas fibre reinforced polymer KW - Damage KW - Thermomechanics PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-530253 SN - 1613-4249 VL - 169 SP - 1 EP - 164 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-53025 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zhu, Jiangchao A1 - Madia, Mauro A1 - Schurig, Michael A1 - Kruse, Julius A1 - Conrad, Fabian A1 - Schlums, Hartmut A1 - Kontermann, Christian A1 - Zerbst, Uwe T1 - On the use of representative specimens for the structural integrity assessment of safety-relevant rotating components N2 - Safety-relevant components, for which a failure in service could have catastrophic consequences, are usually designed for extremely low probability of failure and they are subjected to stringent part qualification procedures according to guidelines set by regulatory agencies. Manufacturers are often forced to perform tests on full scale or scaled components to ensure the structural integrity under defined loading conditions, which usually implies a huge experimental and financial effort. Therefore, companies try to develop new strategies such as digital twins, which allow to massively reduce costs, without compromising safety. This work presents a new quasi-static testing and assessment concept, the main idea of which is to replace, or at least reduce, the experimental testing on components by testing specimens representative of the component. Fracture mechanics specimens have been designed iteratively by numerical simulations to match the stress state at the crack-tip of the maximum permissible defect defined by regulatory agencies for the component. Potentially, the major benefit of the proposed approach is that the tests can be performed on conventional laboratory testing machines. The effectiveness of the methodology is demonstrated in case of the structural integrity assessment of a Ni-base superalloy aero-engine turbine disk at overspeed conditions. KW - Structural integrity KW - Turbine disk KW - Burst KW - Fracture mechanics KW - Representative specimens KW - Quasi-static testing PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-624208 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2024.110710 SN - 0013-7944 VL - 314 SP - 1 EP - 23 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62420 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Werner, Tiago T1 - Damage tolerant design of metallic AM parts N2 - Additive Manufacturing (AM) opens new possibilities in the design of metallic components, including very complex geometries (e.g. structures optimized for certain loads), optimization of materials (e.g. gradient materials) and cost-effective manufacturing of spare parts. In the recent years, it has been used for the first safety-relevant parts, but the consideration of cyclic mechanical behavior in AM is still at the very beginning. The reason for this is the complexity of mechanical material properties, i.e. inhomogeneity, anisotropy and a large number of defects frequently textured and characterized by large scattering in size. Additionally, high surface roughness and residual stresses with complex distributions are typical of AM. Due to these reasons, the transferability of experimentally determined properties from specimens to components is a challenge. This presentation provides an overview of the questions concerning the application of AM to safety-relevant components. Possible strategies for the fatigue design of such components are presented. Besides the Kitagawa-Takahashi-diagram method and the cyclic R-curve analysis as approaches for damage-tolerant design, the identification of critical locations, the problem of representative material properties and the handling of residual stresses are addressed. T2 - 4th international symposium on Fatigue Design and Material Defects CY - Online meeting DA - 26.05.2020 KW - Additive Manufacturing KW - Cyclic R-Curve KW - Component assessment PY - 2020 AN - OPUS4-50938 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schulz, Wencke T1 - High temperature corrosion phenomena of HEAs and MEAs N2 - High- and medium-entropy alloys (HEAs and MEAs) constitute a new class of materials. Those with a face-centered cubic (fcc) structure from the Cr-Mn-Fe-Co-Ni system have excellent mechanical properties and are considered for high-temperature applications since diffusion in these alloys was reported to be sluggish. However, their corrosion resistance at high temperatures must still be evaluated to further qualify them for such kinds of applications. Various groups studied the oxidation behavior of HEAs and MEAs under (dry) laboratory and artificial air as well as CO2/CO mixtures in different temperature ranges. CrCoNi exhibits the best corrosion resistance at 800 °C due to the formation of a protective Cr2O3 layer. The matrix below the oxide scale was reported to be correspondingly depleted in Cr. It was further shown that the addition of Mn and Fe to CrCoNi changes the phase composition of the oxide scale at 800 °C. A Mn2O3 layer was grown during oxidation on CrMnCoNi and CrMnFeCoNi and a Cr2O3 scale was formed at the matrix/oxide scale interface. Beneath these oxide layers, Mn- and Cr-depleted zones were detected. These phase morphologies demonstrate the inward diffusion of oxygen and outward diffusion of Cr and Mn resulting in the formation of Cr2O3 and Mn2O3. In the present study, the corrosion resistance of CrMnFeCoNi and CrCoNi were confirmed and additionally characterized under further oxidizing atmospheres at 800 °C including Ar-2 Vol.% O2, Ar-2 Vol.% H20, and Ar-2 Vol.% SO2 mixtures. T2 - Symposium on Advanced Mechanical and Microstructural Characterization of High-Entropy Alloys CY - Ruhr-Universität Bochum, Germany DA - 03.02.2020 KW - Mn3O4 KW - High-entropy alloy KW - Medium-entropy alloy KW - High-temperature corrosion KW - Chromia PY - 2020 AN - OPUS4-50984 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erning, Johann Wilhelm T1 - Sprechen wir über Korrosion - aber richtig! N2 - Die Korrosion in ihren zahlreichen Erscheinungsformen beschäftigt Fachleute und Laien. Um-so wichtiger ist es, die einzelnen Phänomene korrekt und eindeutig zu benennen. Nur so kann man eine saubere Beschreibung der Korrosionsvorgänge erreichen und damit in der wörtlichen und schriftlichen Kommunikation richtig verstanden werden. An zahlreichen Beispielen wird der richtige und normgemäße Sprachgebrauch beschrieben. T2 - Korrosionsschutz in der maritimen Technik CY - Hamburg, Germany DA - 29.01.2020 KW - Korrosion KW - Nomenklatur PY - 2020 AN - OPUS4-50328 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Marc Benjamin T1 - Ejemplos de simulaciónes de Montecarlo La desintegración radioactiva N2 - A walkthrough how to setup radioactive sources in monte-carlo particle scattering simulations and perform different types of scorings. N2 - En esta presentación desarrollaremos un ejemplo de aplicación para la dispersión de partículas utilizando el método de simulación de Monte- Carlo. Se discutirá el caso de las nanopartículas de oro radiactivo y los diferentes tipos del scoring. T2 - Seminar of the bioanalysis group CY - Universidad Nacional de Colombia, Medellin, Columbia DA - 27.02.2020 KW - MCS KW - Geant4-DNA KW - Geant4 KW - Radioactive nanoparticle KW - Radioactive decay KW - Particle scattering simulations KW - Particle scattering simulation KW - Topas KW - Monte-Carlo simulations KW - Desintegracion radioactiva KW - Método de Montecarlo KW - Geant4 KW - nanoparticula PY - 2020 AN - OPUS4-50472 LA - spa AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin T1 - Neue Erkenntnisse zum Korrosionsverhalten von Zink an der Atmosphäre N2 - Die Untersuchungen und Ausführungen im Vortrag belegen, dass verfügbare Modellvorstellungen zur Beschreibung der Deckschichtbildung und Korrosion von Zink unter aktuellen atmosphärischen Bedingungen in Europa nicht mehr gültig sind und neu bewertet werden müssen. So können beispielsweise bisher verfügbare Prognosemodelle den Korrosionsfortschritt nicht mehr ausreichend beschreiben, da durch die Verringerung des Schwefeldioxidgehaltes der Luft veränderte Mechanismen vorliegen. T2 - 69. Sitzung des NA 062-01-71 AA "Korrosion und Korrosionsschutz" CY - Berlin, Germany DA - 27.02.2020 KW - Korrosion KW - Zink KW - Atmosphärische Korrosion KW - Korrosionsprüfung KW - Deckschichtbildung KW - gelartige Elektrolyte PY - 2020 AN - OPUS4-50479 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heise, Svenja T1 - Normentwurf für ein Prüfverfahren zur Bestimmung von Deckschichtwiderständen an Zinküberzügen mittels gelartiger Elektrolyte (WIPANO - GELELEK) N2 - Der Vortrag stellt eine Ergebniszusammenfassung des WIPANO-Vorhabens GELELEK im Hinblick auf eine Normung dar. Dafür wird das Projekt zunächst kurz vorgestellt, um anschließend auf normungsrelevante Parameter einzugehen. Dazu gehören insbesondere die Umgebungs- und Messbedingungen, die Herstellungsparameter der Gelpads, das Messverfahren selbst sowie die messbaren Proben. Ein erster Ausblick auf den Normvorschlag wird gegeben. T2 - 14. Sitzung des NA 062-01-77 AA „Korrosionsprüfverfahren“ CY - Berlin, Germany DA - 26.02.2020 KW - Deckschichtbildung KW - Gelartige Elektrolyte KW - Korrosion KW - Korrosionsprüfung KW - Zinküberzüge KW - Atmosphärische Korrosion PY - 2020 AN - OPUS4-50536 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin T1 - Beschreibung der Deckschichtbildung bei Zink und Zinklegierungen mittels minimalinvasiver Korrosionsuntersuchungen und analytischer Methoden (MINIMAL) N2 - Der Vortrag stellt ein neuartiges Korrosionsprüfverfahren für Zinküberzüge auf Basis gelartiger Elektrolyte vor und führt die Vorteile gegenüber konventionellen Prüfverfahren auf. Basierend auf den Ergebnissen wird die Idee für einen IGF-Projektantrag in Kooperation mit dem Fraunhofer IKTS vorgestellt. T2 - Web-Meeting GAV-Forschungsbeirat CY - Online meeting DA - 29.04.2020 KW - Deckschichtbildung KW - Zink KW - Korrosionsprüfung KW - Gelartige Elektrolyte PY - 2020 AN - OPUS4-50718 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erning, Johann Wilhelm T1 - Werkstoffe im Kontakt mit Trinkwasser: Der Weg nach Europa N2 - Die Veränderungen bei der Regulierung der Werkstoffe im Kontakt mit Trinkwasser durch die neue EU-Trinkwasserrichtlinie werden erläutert. Folgen für die etablierten Werkstoffe und Verfahren werden aufgezeigt T2 - DVGW- Bezirksgruppenveranstaltung Berlin/Potsdam CY - Online meeting DA - 15.04.2025 KW - Korrosion KW - Metallmigration KW - Trinkwasser PY - 2025 AN - OPUS4-62985 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erning, Johann Wilhelm T1 - Metall - Migration in der Trinkwasserinstallation N2 - Der grundsätzliche Mechanismus der Metallmigration wird erläutert, die gesetzlichen Regeln erläutert. Die Veränderungen, die sich aus der neuen EU-Trinkwasserrichtlinie für den Werkstoffeinsatz ergeben, werden erläutert. Beispiele für die Vorgehensweise werden gezeigt, ein Ausblick für die Umsetzung bildet den Abschluss. T2 - 24. Sanitärtechnisches Symposium CY - Ahaus, Germany DA - 04.04.2025 KW - Korrosion KW - Metallmigration KW - Trinkwasser PY - 2025 AN - OPUS4-62900 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stephan-Scherb, Christiane T1 - Effect of a mixed atmosphere H2O-O2-SO2 on the oxidation kinetics and phase formation on CrMnFeCoNi and CrCoNi N2 - The high-entropy alloy (HEA) CrMnFeCoNi and the medium-entropy alloy (MEA) CrCoNi with a face-centered cubic (fcc) structure have excellent mechanical properties and are considered for high-temperature applications. Both materials were exposed under several oxidized atmospheres in a wide temperature range/regime. Mn-oxide (Mn3O4, Mn2O3) was mainly formed on the HEA and Cr2O3 on the MEA. The fast diffusion of manganese prevents the formation of a continuous chromia layer on CrMnFeCoNi in Ar-O2, Ar-H2O and Ar-SO2 at 800°C. The Cantor alloy and his ternary subsystem CrCoNi were exposed in Ar-O2-H2O-SO2 at 800°C up to 96 h to clarify their oxidation behavior in a mixed atmosphere. The oxidized samples were analyzed by weight measurement, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction analysis (XRD). It was found that mass gain of all samples increased with increasing exposure time. The oxidation rate of the Cantor alloy is significantly higher than that of the ternary alloy system. T2 - International Conference on High Entropy Materials CY - Berlin, Germany DA - 27.09.2020 KW - High Entropy Alloys KW - Medium Entropy Alloys KW - High temperature corrosion KW - Oxidation KW - Sulfidation PY - 2020 AN - OPUS4-51488 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wagner, Adrian T1 - Korrosionsmonitoring bei der Instandsetzung von chloridbelasteten Stahlbetonwerken (KOMICS) N2 - In der aktuellen RL-SIB wie auch im Gelbdruck der Instandhaltungsrichtlinie ist bei Anwendung des Instandsetzungsprinzips W-Cl bzw. Verfahren 8.3 der Erfolg der Maßnahme durch Einbau und Messung von Korrosionsstrom-Mess-Einrichtungen nachzuweisen. Auch wird bei der Instandsetzung von chloridbelasteten Rissen bei Stahlbetonbauteilen durch Verpressen der Risse bzw. Aufbringen einer Rissbandage ein Korrosionsmonitoring empfohlen. Anerkannte Regelwerke oder Normen über Art und Aufbau des Monitoring-Systems sowie Kriterien zur Bewertung der Messergebnisse im Hinblick auf den Erfolg der Instandsetzungsmaßnahme gibt es derzeit nicht. Auch sind keine Untersuchungen zur Qualität der Messergebnisse veröffentlicht. Ziel des Vorhabens ist die Ausarbeitung eines Regelwerks-Entwurfes für die Art und den Aufbau von Korrosionsmonitoring-Systemen sowie für Kriterien zur zuverlässigen Bewertung der Messergebnisse, mit denen der Erfolg bei folgenden Instandsetzungskonzepten überprüft werden kann. T2 - 15. Sitzung des NA 062-01-77 AA "Korrosionsprüfverfahren" CY - Online meeting DA - 28.10.2020 KW - Korrosionsmonitoring KW - Korrosion KW - Korrosionssensoren KW - Chloridinduzierte Lochkorrosion KW - W-Cl Instandsetzungsprinzip PY - 2020 AN - OPUS4-51520 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian 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 - Erning, Johann Wilhelm T1 - Wie gehe ich bei einer Schadensuntersuchung vor? N2 - Die Vorgehensweise bei einer Schadensanalyse wird beschrieben. Hinweise zu Methodik, Fehlervermeidung und Verhalten werden gegeben. T2 - Der sichere Einsatz von Werkstoffen aus Kupfer und Kupferlegierungen in der Trinkwasserinstallation CY - Online meeting DA - 21.10.2020 KW - Schadnesanalyse KW - Vorgehensweise KW - Korrosion PY - 2020 AN - OPUS4-51453 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska T1 - Wenn es im Holz knackt. Über die Herausforderung, kritische Versagensvorgänge in Holzstrukturen mittels Schallemissionsanalyse zu identifizieren N2 - Um die Versagensabläufe über die verschiedenen Skalen im Holzwerkstoff verfolgen zu können, werden Zugversuche an Lagenhölzern mittels Schallemissionsmessung überwacht. Synchron erfolgen In-situ-Messungen mit Digitaler Bildkorrelation bzw. Synchrotron-Mikro-Computertomographie. Die Kombination aller Ergebnisse wie auch die Anwendung der frequenzbasierten Mustererkennung und die Simulation ausgewählter Versuche zielen auf die Identifizierung zugrunde liegender Mechanismen hin. Abschließend werden Ansätze für ein Monitoring von Holzstrukturen diskutiert. T2 - 419. Sitzung AK Berlin der DGZFP CY - Online meeting DA - 15.09.2020 KW - Acoustic Emission (AE) KW - Holzwerkstoffe KW - Mustererkennung KW - Monitoring Konzept PY - 2020 AN - OPUS4-51361 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erning, Johann Wilhelm T1 - Corrosion Problems with 1.4521 steel pipes in drinking water N2 - In several cases crevice corrosion with 1.4521 stainless steel pipes was observed. The presentation shows the investigations that lead to the solution of the failure cases T2 - Eurocorr 2020 CY - Online meeting DA - 07.09.2020 KW - Crevice corrosion KW - Drinking water KW - Stainless steel KW - Failure analysis PY - 2020 AN - OPUS4-51235 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin T1 - Auslagerungsversuche von Standardproben nach DIN EN ISO 9223 unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen N2 - Der Vortrag berichtet über die Auslagerung von Standardproben nach DIN EN ISO 9223 bis 9226 aus Zink, Stahl, Kupfer und Aluminium auf den verschiedenen atmosphärischen Bewitterungsständen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). Im Vortrag werden die Masseverluste, Korrosionsgeschwindigkeiten und Korrosivitätskategorien der Standardproben im freibewitterten und überdachten Bereich nach einem Jahr vorgestellt und Unterschiede hinsichtlich der Atmosphärenbedingungen aufgezeigt. Freibewitterte Proben zeigen dabei deutliche Unterschiede hinsichtlich ihres Korrosionsverhaltens im Vergleich zu überdachten Proben. Die ermittelten Korrosivitätskategorien sind sowohl standort- als auch materialspezifisch. T2 - Gemeinsame Sitzung des GfKORR Arbeitskreises „Korrosionsschutz von Windenergieanlagen“ mit der Fachgruppe „Korrosionsschutz“ der WAB e.V. CY - Online meeting DA - 07.12.2020 KW - Atmosphärische Korrosion KW - Auslagerungsversuche KW - Freibewitterung KW - Korrosion PY - 2020 AN - OPUS4-51783 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 53, Heft 2 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 2/2023 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-577330 SN - 0340-7551 VL - 53 IS - 2 SP - 341 EP - 462 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-57733 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank T1 - Bewertung der Innenhydrophobierung als neuartige AKR-Vermeidungsstrategie bei Betonfahrbahndecken N2 - Zur Vermeidung von AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken im deutschen Autobahnnetz wurden mit dem ARS 04/2013 verbindliche Eignungsprüfungen zum Ausschluss alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen bei Neubau- und Erhaltungsmaßnahmen eingeführt. Das hatte eine signifikante Reduzierung geeigneter Gesteinskörnungen zur Folge. Deshalb wird geprüft, ob durch die Zugabe eines Hydrophobierungsmittels während der Betonherstellung grenzwertig alkaliempfindliche Gesteinskörnungen nutzbar gemacht werden können. In diesem Beitrag wird der Einfluss der Dosierung eines Compounds mit Hydrophobierungsmittel (HM) auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften eines Waschbetons mit einer reaktiven Grauwacke dargestellt. Es zeigt sich, dass aufgrund des Antagonismus die zunehmende Dosierung des HM-Compounds eine signifikante Erhöhung der Zugabe des Luftporenbildners auf Wurzelharzbasis erfordert. Der AKR-Schädigungsprozess wird ab einer Dosierung des HM-Compounds von 0,75 M.-%, bezogen auf den Zementgehalt, hinreichend vermindert. Die mechanischen Eigenschaften des hydrophobierten Waschbetons verschlechtern sich im betrachteten Dosierungsbereich des HM-Compounds nur geringfügig. Auch der Frost-Tausalz-Widerstand vermindert sich, ohne den normativen Grenzwert für die Abwitterung zu überschreiten. T2 - 21. Internationale Baustofftagung ibausil CY - Weimar DA - 13.09.2023 KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Betonfahrbahndecke KW - Innenhydrophobierung KW - AKR-Vermeidung PY - 2023 AN - OPUS4-58357 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erning, Johann Wilhelm T1 - "Grabenkorrosion": How scientific debate leads to an solution. And modern failures due to neglection of well described facts N2 - In the late 1980s, a new type of corrosion appeared in drinking water installations where galvanized steel pipes failed forming a deep groove with no corrosion at the other surfaces. The reason was discussed quite fiercely between failure analysts and material suppliers. In the end the discussion lead to the solution: inductive welded pipes of a certain sulphur content were prone to selective corrosion. The history of the arguments is discussed using old communications between Wilhelm Schwenk and Wolfgang Stichel, who later published the results in a paper unfortunately only I german. Thus the knowledge got lost and new cases based on the same material problems are observed in application of so-called C-Steel piping systems. Failure cases are shown. T2 - MTech 2023 CY - Cavtat, Croatia DA - 02.10.2023 KW - Corrosion KW - Grabenkorrosion PY - 2023 AN - OPUS4-58518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Milks, A. A1 - Lehmann, J. A1 - Leder, D. A1 - Sietz, M. A1 - Koddenberg, T. A1 - Böhner, U. A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Terberger, T. T1 - A double-pointed wooden throwing stick from Schöningen, Germany: Results and new insights from a multianalytical study N2 - The site of Schöningen (Germany), dated to ca. 300,000 years ago, yielded the earliest large-scale record of humanly-made wooden tools. These include wooden spears and shorter double-pointed sticks, discovered in association with herbivores that were hunted and butchered along a lakeshore. Wooden tools have not been systematically analysed to the same standard as other Palaeolithic technologies, such as lithic or bone tools. Our multianalytical study includes micro-CT scanning, 3-dimensional microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy, supporting a systematic technological and taphonomic analysis, thus setting a new standard for wooden tool analysis. In illustrating the biography of one of Schöningen’s double-pointed sticks, we demonstrate new human behaviours for this time period, including sophisticated woodworking techniques. The hominins selected a spruce branch which they then debarked and shaped into an aerodynamic and ergonomic tool. They likely seasoned the wood to avoid cracking and warping. After a long period of use, it was probably lost while hunting, and was then rapidly buried in mud. Taphonomic alterations include damage from trampling, fungal attack, root damage and compression. Through our detailed analysis we show that Middle Pleistocene humans had a rich awareness of raw material properties, and possessed sophisticated woodworking skills. Alongside new detailed morphometrics of the object, an ethnographic review supports a primary function as a throwing stick for hunting, indicating potential hunting strategies and social contexts including for communal hunts involving children. The Schöningen throwing sticks may have been used to strategically disadvantage larger ungulates, potentially from distances of up to 30 metres. They also demonstrate that the hominins were technologically capable of capturing smaller fast prey and avian fauna, a behaviour evidenced at contemporaneous Middle Pleistocene archaeological sites. KW - FTIR KW - Stone Age KW - Middle Pleistocene KW - Throwing-stick KW - Wood KW - Micro-CT scanning KW - 3-dimensional microscopy PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-580012 DO - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0287719 SN - 1932-6203 VL - 18 IS - 7 SP - 1 EP - 32 PB - PLOS CY - San Francisco, California, US AN - OPUS4-58001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pirker, F. A1 - Toth, I. A1 - Cihak-Bayr, U. A1 - Grundtner, R. A1 - Vernes, A. A1 - Benedicto, J. A1 - Spaltmann, Dirk A1 - Gradt, Thomas A1 - Alberdi, A. A1 - Alonso, I. A1 - Bayón, R. A1 - Igartua, A. A1 - García, Á. A1 - Pagano, F. A1 - Bravo, I. A1 - Kogia, M. A1 - Dykeman, D. A1 - Liedtke, S. A1 - Minami, I. A1 - Nyberg, E. A1 - Soivio, K. A1 - Ronkainen, H. A1 - Majaniemi, S. A1 - Heino, V. A1 - Gkagkas, K. A1 - Mont, L. A1 - Amigorena, I. T1 - Tribological characterisation services for materials - i-TRIBOMAT N2 - Um den Entwicklungsprozess von neuen Komponenten zu beschleunigen, ist die Vorrausage der Eigenschaften der eingesetzten Werkstoffe im Betrieb der Komponenten von enormer Bedeutung. Um neue Werkstoffe hinsichtlich Ihrer Performance (in einer Komponente) bewerten zu können, ist deshalb die Entwicklung neuer innovativer Methoden notwendig. Diese Methoden können auch unter dem Begriff „lab-to-field“ oder „materials“ – up-scaling zusammengefasst werden. D. h. Werkstoffe werden im Labor charakterisiert, und deren Eigenschaften mittels z.B. Simulation auf die Komponentenperformance hochskaliert (upscaling). i-TRIBOMAT ist ein EU gefördertes Projekt (H2020, GA Nr. 814494) mit dem Ziel ein Open Innovation Test Bed für tribologische Werkstoffcharakterisierung aufzubauen und entsprechende Services von der tribologischen Charakterisierung neuer Werkstoffe bis hin zu Simulationsmodellen zur Vorrausage der Perfomance von Komponenten der Industrie anzubieten. Durch die Bündelung von Knowhow und Infrastruktur zu Charakterisierung sowie den Aufbau einer digitalen Plattform, wird i-TRIBOMAT das weltgrößte Open Innovation Test Bed für tribologische Werkstoffcharakterisierung. N2 - The prediction of the properties of the materials used in the operation of components is of enormous importance, in order to accelerate the development process of new components. To evaluate new materials in terms of their performance (in a component), the development of new innovative methods is necessary. These methods can also be summarized under the term lab-to-field or materials – upscaling, meaning materials being characterised in a laboratory and their properties being upscaled to the component performance by means of e.g. simulation. i-TRIBOMAT is a EU funded project (H2020, GA Nr. 814494) aiming at building an Open Innovation Test Bed for tribological material characterization and offering corresponding services from tribological characterization of new materials to simulation models for predicting the performance of industrial components. By bundling the infrastructure, know-how for characterization and building a digital platform, i-TRIBOMAT becomes the world’s largest open innovation test bed for tribological material characterization. T2 - 22nd International Colloquium Tribology CY - Esslingen, Germany DA - 28.01.2020 KW - Tribologie KW - Lab-to-field up-scaling KW - Werkstoffdatenbank KW - Geteilte Infrastruktur KW - Tribo-Analytik KW - Intelligente tribologische Werkstoffcharakterisierung KW - Lab-to-field upscaling KW - Tribology KW - Intelligent tribological material characterization KW - Materials database KW - Shared infrastruture KW - Tribo-analytics PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-576762 DO - https://doi.org/10.30419/TuS-2020-0026 SN - 0724-3472 SN - 2941-0908 VL - 67 IS - 5-6 SP - 35 EP - 50 PB - Expert CY - Tübingen AN - OPUS4-57676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas T1 - Einführung in die Korrosion metallener Werkstoffe N2 - Im Vortrag werden die wesentlichen Grundlagen zum Verständnis der Korrosion metallener Werkstoffe in komprimierter Form vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt auf der Betrachtung der atmosphärischen Korrosion und den sich daraus ergebenden Anforderungen an den Korrosionsschutz insbesondere für den Bereich Verpackungen. T2 - CORPAC Seminar: Wie lassen sich VCI-Korrosionsschutz und Nachhaltigkeit vereinbaren? CY - Weidhausen bei Coburg/Germany DA - 29.03.2023 KW - Atmosphärische Korrosion KW - Einflussparameter KW - Befeuchtungsdauer PY - 2023 AN - OPUS4-57250 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weichert, D. T1 - Robustness in Fatigue Strength Estimation N2 - Fatigue strength estimation is a costly manual material characterization process in which state-of-the-art approaches follow a standardized experiment and analysis procedure. In this paper, we examine a modular, Machine Learning-based approach for fatigue strength estimation that is likely to reduce the number of experiments and, thus, the overall experimental costs. Despite its high potential, deployment of a new approach in a real-life lab requires more than the theoretical definition and simulation. Therefore, we study the robustness of the approach against misspecification of the prior and discretization of the specified loads. We identify its applicability and its advantageous behavior over the state-of-the-art methods, potentially reducing the number of costly experiment. T2 - 2nd Annual AAAI Workshop on AI to Accelerate Science and Engineering CY - Washington DC, USA DA - 07.02.2023 KW - Active Learning KW - Gaussian Process KW - Fatigue Strength PY - 2022 AN - OPUS4-56684 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - SmartWeld - Innovatives Design und Fertigungskonzept zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau N2 - Die Anwendung von Leichtbauprinzipien im Stahlbau, wie z.B. die Verwendung von aufgelösten Tragstrukturen, sog. Jackets-Fundamenten, bietet ein großes Potential zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs, insbesondere im Hinblick auf die benötigte Stahlmenge. In diesem Vortrag zeigen wir die Potenziale einer vollständigen Digitalisierung der schweißtechnischen Fertigungs- und Prüfkette auf, um eine vollautomatische Fertigung sowie Qualitätsprüfung von Rohrknoten als Schlüsselelement von Jackets-Fundamenten zu ermöglichen. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen der Geometrie der Nahtform und der resultierenden Ermüdungsfestigkeit durch numerische Methoden unter Einbeziehung bionischer Prinzipien bewertet. Es wird gezeigt, dass Hohlprofilknoten vollautomatisch unter Berücksichtigung von Geometrietoleranzen geschweißt werden können. Darüber hinaus konnte die Nahtform gemäß den numerischen Modellen hergestellt werden, was ein großes Potenzial für eine verlängerte Lebensdauer bietet. Anschließend werden die Verbesserungen bei der Ressourceneffizienz und die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen durch eine Lebenszyklusanalyse bewertet. T2 - Bundesverband der Windparkbetreiber Offshore: Tagung der Arbeitsgruppe Engineering CY - Online meeting DA - 26.11.2021 KW - Offshore Windenergieanlagen KW - Gründungsstrukturen KW - Automatisierte Fertigung KW - Aufgelöste Tragstrukturen PY - 2021 AN - OPUS4-56652 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Andrade, C. A1 - Saucedo, L. A1 - Rebolledo, N. A1 - Cabeza, S. A1 - Meinel, Dietmar T1 - X-Ray computed tomography and traditional analysis of a capillary absorption test in cement pastes N2 - Water absorption testing has the attraction of being simple, relatively quick and use water as a fluid which is the key substance in the possible concrete deterioration. However, in spite of the advantages its application has remained empirical, except for the testing of resistance to frost, through the identification of the critical degree of saturation. Rilem TC-116 studied this test, among others, for the characterization of concrete resistance against transport through the concrete pore network. Results indicated a low discriminating ability of the absorbency for qualifying concrete resistance and then, it seemed necessary to try to move forward by making the link between the absorption testing and the concrete pore microstructure. In the present work, thanks to the X-Ray computed tomography, it is described the evolution of the water front in three paste-specimen with different w/c ratios (different pore radius distributions). The observations allowed us to deduce that all the pores start to fill simultaneously, but the bigger ones fill quicker and rise less. The saturation degree is measured along the height of the sample, showing that each pore size has a different rate which becomes constant after the first hour. Washburn’s equation was applied to the progressive advance of the water front, resulting in a pore radius much smaller than the one expected. KW - Capillary absorption KW - Pore size distribution KW - X-ray CT KW - Gravimetry PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103634 VL - 113 SP - 103634 PB - Elsevier Ltd. CY - London AN - OPUS4-51487 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brockmann, N. A1 - Sicken, A. A1 - Krüger, Jörg T1 - Effects of laser cleaning on the condition of different silk model samples using varying wavelengths and pulse durations N2 - The cleaning of aged silk fibers poses a common challenge in the conservation of textiles, since traditional cleaning techniques often yield unsatisfactory results or even harm objects. In this regard, cleaning objects with laser radiation is a promising addition to the range of available methods. Due to it being contactless, even brittle and touch-sensitive objects with disfiguring or harmful soiling could potentially be cleaned and therefore made accessible for research and presentation. Examples of treatment have sometimes shown spectacular results. Still there is some skepticism concerning the safety of this treatment for textile materials, which has been strengthened through previous 532 nm wavelength nanosecond laser cleaning studies on silk fibers. Taking these published results into account, the range of examined laser parameters has been extended in this study, from 532 nm nanosecond laser to 1064 nm nanosecond and even 800 nm femtosecond laser, reevaluating the effect of this treatment on the fibers. The physicochemical processes taking place on the silk fibers when cleaning with lasers are complex and still not fully understood. The aim of this project was therefore to bring more clarification about potential effects of those processes on the condition of silk samples treated with a set of different parameters for wavelength, pulse duration, energy density and number of pulses per spot. It also looks at the influence of the presence of soiling on the results. The analysis of potential effects was then carried out using statistical methods and advanced analytics. Scanning electron microscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy and colorimetry technology provided the required insights to better assess the effects. Results show that laser cleaning of silk fibers, like most other conventional cleaning techniques, is not completely without risk, but knowing what the possible effects are helps making decisions on whether the benefits of the technique used justify these risks. KW - Laser cleaning KW - Cultural heritage KW - Conservation KW - Silk PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-594601 DO - https://doi.org/10.1186/s40494-024-01152-1 SN - 2050-7445 VL - 12 IS - 1 SP - 1 EP - 15 PB - Springer AN - OPUS4-59460 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Was, G.S. A1 - Bahn, C.-B. A1 - Busby, J. A1 - Cui, B. A1 - Farkas, D. A1 - Gussev, M. A1 - Rigen He, M. A1 - Hesterberg, J. A1 - Jiao, Z. A1 - Johnson, D. A1 - Kuang, W. A1 - McMurtrey, M. A1 - Robertson, I. A1 - Sinjlawi, A. A1 - Song, M. A1 - Stephenson, K. A1 - Sun, K. A1 - Swaminathan, Srinivasan A1 - Wang, M. A1 - West, E. T1 - How irradiation promotes intergranular stress corrosion crack initiation N2 - Irradiation assisted stress corrosion cracking (IASCC) is a form of intergranular stress corrosion cracking that occurs in irradiated austenitic alloys. It requires an irradiated microstructure along with high temperature water and stress. The process is ubiquitous in that it occurs in a wide range of austenitic alloys and water chemistries, but only when the alloy is irradiated. Despite evidence of this degradation mode that dates back to the 1960s, the mechanism by which it occurs has remained elusive. Here, using high resolution electron backscattering detection to analyze local stress-strain states, high resolution transmission electron microscopy to identify grain boundary phases at crack tips, and decoupling the roles of stress and grain boundary oxidation, we are able to unfold the complexities of the phenomenon to reveal the mechanism by which IASCC occurs. The significance of the findings impacts the mechanical integrity of core components of both current and advanced nuclear reactor designs worldwide. KW - Irradiation KW - Stress corrosion cracking KW - Grain boundaries KW - Oxidation KW - Austenitic alloys PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-595748 DO - https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101255 SN - 0079-6425 VL - 143 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier AN - OPUS4-59574 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nawaz, Q. A1 - Blaeß, Carsten A1 - Mueller, Ralf A1 - Boccaccini, A.R. T1 - Processing and cytocompatibility of Cu-doped and undoped fluoride-containing bioactive glasses N2 - Sintered or additive-manufactured bioactive glass (BG) scaffolds are highly interesting for bone replacement applications. However, crystallization often limits the high-temperature processability of bioactive glasses (BGs). Thus, the BG composition must combine high bioactivity and processability. In this study, three BGs with nominal molar (%) compositions 54.6SiO2-1.7P2O3-22.1CaO-6.0Na2O-7.9K2O-7.7MgO (13–93), 44.8SiO2-2.5P2O3-36.5CaO-6.6Na2O-6.6K2O-3.0CaF2 (F3) and 44.8SiO2-2.5P2O3-35.5CaO-6.6Na2O-6.6K2O-3.0CaF2-1.0CuO (F3–Cu) were investigated. The dissolution and ion release kinetics were investigated on milled glass powder and crystallized particles (500–600 μm). All glasses showed the precipitation of hydroxyapatite (HAp) crystals after 7 days of immersion in simulated body fluid. No significant differences in ion release from glass and crystalline samples were detected. The influence of surface roughness on cytocompatibility and growth of preosteoblast cells (MC3T3-E1) was investigated on sintered and polished BG pellets. Results showed that sintered BG pellets were cytocompatible, and cells were seen to be well attached and spread on the surface after 5 days of incubation. The results showed an inverse relation of cell viability with the surface roughness of pellets, and cells were seen to attach and spread along the direction of scratches. KW - Bioactive glass KW - Crystallization KW - Solubility KW - Cytocompatibility KW - Surface roughness PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-598257 DO - https://doi.org/10.1016/j.oceram.2024.100586 SN - 2666-5395 VL - 18 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-59825 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -