TY - CONF A1 - Helmecke, E. A1 - Fleßner, M. A1 - Kaufmann, M. A1 - Staude, Andreas A1 - Hausotte, T. T1 - Numerical measurement uncertainty determination for dimensional measurements of microparts with CT N2 - Up to now, the only standardized method to determine the measurement uncertainty for computed tomography (CT) is to use calibrated workpieces as specified in the Guideline VDI/VDE 2630 Part 2.1. This paper discusses a promising numerical method for uncertainty determination with help of a virtual metrological CT (VMCT). It gives an explanation of the adjustments, the input parameters and the execution of the simulation. Furthermore, it discusses the first results of uncertainty determination compared to the method of using calibrated workpieces with the aid of two example cases. T2 - 6th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT) CY - Wels, Austria DA - 09.02.2016 KW - simulation KW - Simulation KW - Computertomographie KW - Dimensionelle Metrologie KW - Normung KW - numerische Messunsicherheitsbestimmung KW - computed tomography KW - dimensional metrology KW - standardization KW - numerical uncertainty determination PY - 2016 UR - http://www.ndt.net/article/ctc2016/papers/ICT2016_paper_id17.pdf SP - Paper ID17, 1 EP - 7 AN - OPUS4-35481 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reuter, T. A1 - Plotzki, David A1 - Borges de Oliveira, F. A1 - Hausotte, T. T1 - Simulative Untersuchung des Einflusses von Bildrauschen auf dimensionelle Messungen mit industriellen Computertomografen N2 - Die industrielle Röntgen-Computertomografie (CT) etabliert sich für die Anwendung in der dimensionellen Messtechnik. Sie bietet als zerstörungsfreies Messverfahren das Potential, sowohl innen- als auch außenliegende Merkmale holistisch zu erfassen. Für die Bestimmung der Güte eines Messwerts muss die dem Messwert zugeordnete Messunsicherheit ermittelt werden. Dabei kann, nach derzeitigem Stand der Technik und Normung, die aufgabenspezifische Messunsicherheit nach VDI/VDE 2630 Blatt 2.1 nur unter hohem Aufwand mit einer Vielzahl an experimentellen Wiederholmessungen ermittelt werden. Ziel diverser Forschungs-projekte zu diesem Thema ist es daher, eine numerische Messunsicherheitsbestimmung zu erreichen. Dafür ist es notwendig, alle signifikanten Einflussgrößen zu erfassen, deren Unsicherheitsbeiträge zu bestimmen und zu bewerten. In diesem Beitrag wird der Einfluss des Bildrauschens auf verschiedene dimensionelle Messgrößen simulativ untersucht. Mithilfe eines prismatischen Prüfkörpers, der eine Vielzahl an Geometrieelementen aufweist, werden verschiedene Messgrößen unterschiedlicher Komplexität betrachtet. Ziel ist es, für diese Messgrößen zu testen, wie diese auf das Bildrauschen reagieren. Dieses wird dabei durch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der Projektionsgrauwerte beschrieben und variiert. Es werden Wiederholsimulationen durchgeführt, damit eine statistische Aussage über die Verteilung der Messwerte möglich ist und der Einfluss des Rauschens auf verschiedene Messgrößen individuell beurteilt werden kann. Das Simulationsszenario wird so gestaltet, dass lediglich das Bildrauschen Einfluss auf die Messung hat. Die berechneten Verteilungsbreiten lassen mit sinkendem SNR eine deutliche Zunahme erkennen, insbesondere bei der Bestimmung von Formabweichungen. Simuliert wird mit der Software aRTist 2.10 (BAM). T2 - DGZfP-Jahrestagung 2021 CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Rauschen KW - Computertomografie KW - Dimensionelle Messung KW - Simulation PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-527144 SP - 1 EP - 11 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-52714 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wu, Cheng-Chieh A1 - Völker, Daniel A1 - Weisbrich, S. A1 - Neitzel, F. ED - Holl, H. T1 - The Finite Volume Method in point of view of Finite Element Method N2 - The best-known discretization methods for solving engineering problems formulated as partial differential equations are finite difference method (FDM), finite element method (FEM) and finite volume method (FVM). While the finite volume method is used in fluid mechanics, the finite element method is predominant in solid state mechanics. At first glance, FVM and FEM are two highly specialized methods. However, both methods can solve problems of both solid mechanics and fluid mechanics well. Since experimental mechanics deals not only with solid state physics but also with fluid mechanics problems, we want to understand FVM in the sense of FEM in this work. In the long term, we want to use the variational calculus to unify many important numerical methods in engineering science into a common framework. In this way, we expect that experiences can be better exchanged between different engineering sciences and thus innovations in the field of experimental mechanics can be advanced. But in this work, we limit ourselves to the understanding of the FVM with the help of the variational calculus already known in FEM. We use a simple 1D Poisson equation to clarify the point. First, we briefly summarize the FVM and FEM. Then we will deal with the actual topic of this paper, as we establish the FEM and the FVM on a common basis by variation formulation. It is shown here that the FVM can be understood in terms of the finite element method with the so-called Galerkin-Petrov approach. T2 - 37th Danubia Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics CY - Linz, Österreich DA - 21.09.2021 KW - Finite element method KW - Finite volume method KW - Variational calculation KW - Simulation KW - Computational physics PY - 2021 SN - 978-3-9504997-0-4 SP - 12 EP - 13 AN - OPUS4-53422 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Ahmadzadeh, Majid T1 - Simulation und Vermessung von thermoakustischen Schallquellen N2 - Zur Simulation des Schallfeldes von beliebig geformten konventionellen Schallquellen existieren viele Ansätze (EFIT, GPSS). Sie alle basieren auf der Annahme eines monochromatischen akustischen Signals, was meist eine gültige Annäherung darstellt. Allerdings sind bei thermoakustischen Quellen aufgrund ihrer Funktionsweise und der hohen Bandbreite viele der existierenden Ansätze nicht direkt anwendbar und können Beobachtungen bei der Vermessung von thermoakustischen Wandlern nicht vollständig abbilden und erklären. In diesem Beitrag wurde die bekannte Methode der generalisierten Punktquellensynthese (GPSS) für die Berechnung von Schallfeldern von thermoakustischen Schallquellen angewendet. Dabei gehen zahlreiche Parameter wie die Dicke und Geometrie der leitfähigen Schicht, Krümmung des Substrats, sowie die Signalform der Anregung in die Simulation ein. Neu an dem präsentierten Ansatz ist die Abweichung von der üblichen monochromatischen Annäherung und die Berücksichtigung der großen Bandbreite von thermoakustischen Wandlern. Für die Validierung der Simulationen wurden Schallfelder von Quellen mit bekannter Anregung und Geometrie breitbandig durch ein optisches Mikrofon vermessen. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Thermoacoustics KW - Sensor characterization KW - Simulation PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-549944 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-54994 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kanzler, D. A1 - Rentala, V. K. A1 - Bertovic, Marija A1 - Heckel, Thomas A1 - Tkachenko, Viktoriya A1 - Given, Joseph A1 - Keßler, S. A1 - Dethof, F. A1 - Jüngert, A. A1 - Vrana, J. T1 - Lasst uns mal POD standardisieren! N2 - Seit beinahe 50 Jahren werden Zuverlässigkeitsbewertungen zerstörungsfreier Prüfverfahren erfolgreich in unterschiedlichen Industriebranchen eingesetzt. Dennoch gibt es weiterhin viele Vorbehalte, da die Bewertungsgrundlage nicht standardisiert ist und konkrete Handlungsanweisungen fehlen. Dem gegenüber steht die Anerkennung in der ZfP-Community. Es ist bisher nur Wenigen bekannt, dass dem Wissen über die Zuverlässigkeit eines zerstörungsfreien Prüfverfahren eineSchlüsselfunktion für die ZfP 4.0 zukommt. Im Vortrag wird die Notwendigkeit für eine Norm oder eine Richtlinie zum Thema Zuverlässigkeitsbewertungen aufgezeigt. Es wird darauf eingegangen, warum es bisher (in Deutschland) noch keine Richtlinie gab und gibt und was der:die Anwender:innen aus einer Richtlinie zur Zuverlässigkeitsbewertung von ZfP-Prüfverfahren erwarten kann. Es werden konkrete Schritte und Vorgehensweisen zur Bewertung der Zuverlässigkeit eines Verfahrens aufgezeigt; von der Definition eines Anwendungsfalls, über die Herstellung geeigneter Testkörper bis hin zur Durchführung und Bewertung von Prüfungen unter Einbeziehung von menschlichen Einflüssen. Die Beispiele umfassen sowohl Anwendungen aus dem Bauwesen als auch aus dem Maschinen- und Anlagenbau. Der Vortrag fasst die bisherigen und geplanten Arbeiten in dem WIPANO Projekt „Normung für die probabilistische Bewertung der Zuverlässigkeit für zerstörungsfreie Prüfverfahren“ zusammen. T2 - DGZfP Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Zuverlässigkeit KW - POD KW - Probability of detection KW - Reliability KW - Human Factors KW - Simulation PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-560113 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-56011 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Friedrich, Alexander T1 - Simulation of Eddy Current Rail Testing Data for Neural Networks N2 - The present work is part of the AIFRI project (Artificial Intelligence For Rail Inspection), where we and our project partners train a neural network for defect detection and classification. Our goal at BAM is to generate artificial ultrasound and eddy current training data for the A.I. This paper has an exploratory nature, where we focus on the simulation of eddy current signals for head check cracks, one of the most important rail surface defects. The goal of this paper is twofold. On the one hand, we present our general simulation setup. This includes geometric models for head check cracks with features like branching and direction change, a model for the HC10 rail testing probe, and the configuration of the Faraday simulation software. On the other hand, we use the Faraday software to simulate eddy current testing signals with a strong focus on the influence of the damage depth on the signal, while differentiating between different crack geometries. Here, we observe an early saturation effect of the test signal at a damage depth of 2 mm (at a crack angle of 25◦ to the surface). That is about 2 mm earlier than we would expect from measurements at a crack angle of 90◦. This behavior will be investigated further in a future paper. Finally, we interpolate the simulated signals in a two-step curve fitting process. With these interpolations we may generate eddy current test signals for any damage depth within the simulated range. T2 - 13th European Conference on Non-Destructive Testing 2023 CY - Lisbon, Portugal KW - Artificial Intelligence KW - Simulation KW - Eddy Current PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-581918 DO - https://doi.org/10.58286/28179 SN - 1435-4934 VL - 28 IS - 8 SP - 1 EP - 6 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-58191 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kovalev, A. A1 - Spaltmann, Dirk A1 - Woydt, Mathias A1 - Meng, Y. T1 - Characterization of low wear on top aperities N2 - The aim of this research is to characterize a surface that has experienced low wear on asperities. The procedure used is similar to an Abbott-Firestone approach and based on functional bearing of projected area, surface area and material volume. Surface features extracted from surface height maps provide more comprehensive information about topography changes due to wear. Thus, they were used to detect low wear volumes on the top of asperities. T2 - The 6th World Tribology Congress CY - Beijing, China DA - 17.09.2017 KW - Simulation KW - Wear KW - Asperities KW - Abbott KW - Firestone PY - 2017 SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-42465 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Spaltmann, Dirk A1 - Woydt, Mathias T1 - Alternative approach to simulate an entire particle erosion experiment N2 - The cause and type of solid particle erosion varies across different industries and locations in plants, for instance the particles could be volcanic ash in aero-engines, fly ash in boilers, exfoliated scale in steam turbines or mineral matter in oil excavation. In all cases the durability of materials can be improved through better surface engineering and coatings, but the development of these is restricted also due to lack of generic models. In this respect, the simulation of a single impact with finite element methods using 100.000 knots would take about 15 minutes. In order to simulate an entire particle erosion experiment, up to one billion of such impacts would have to be considered. In order to simulate an entire particle erosion experiment, the current work presents an alternative approach capable of calculating about half a billion impacts on a substrate in less than six hours on a standard PC. The predictions of the simulation will be compared to a steel sample at 600°C eroded by aluminum oxide particles with a velocity around 210 m/s. T2 - The 6th World Tribology Congress CY - Beijing, China DA - 17.09.2017 KW - Particle erosion KW - Simulation KW - Wear PY - 2017 SP - 1 EP - 3 AN - OPUS4-42449 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wack, Yannick A1 - Heckel, Thomas A1 - Boehm, Rainer A1 - Brackrock, Daniel T1 - Simulation der Schallausbreitung in Eisenbahnschienen mit FEM und SAM N2 - Die Simulation von Ultraschallausbreitung ist ein wesentliches Hilfsmittel zur Optimierung von Prüfanordnungen und wird zunehmend in der Prüfvorbereitung eingesetzt. Eisenbahnschienen sind Bauteile mit komplexer Geometrie und im eingebauten Zustand eingeschränkter Zugänglichkeit. Bei der Prüfung im Feld entstehen aus der Schienengeometrie komplexe Echosignale mit Formanzeigen, die schwer zu interpretieren sind. Für das bessere Verständnis der Schallausbreitung in der Eisenbahnschiene wird diese in einem ersten Schritt mit Hilfe verschiedener Ansätze modelliert. Hierbei werden Finite Elemente Methoden und semi-analytischen Modelle verwendet. In einem zweiten Schritt werden die Ergebnisse der Simulationsmodelle einander gegenübergestellt und mit Messungen an realen Schienen verglichen. Ziel dieser Untersuchungen ist die Validierung von Simulationsverfahren mit Hilfe von Messdatensätzen und Überprüfung der Anwendbarkeit bei der Bewertung von Ergebnissen der Schienenprüfung. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2018 CY - Leibzig, Gemany DA - 07.05.2018 KW - Ultraschall KW - FEM KW - Eisenbahn KW - Simulation KW - SAM PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-474585 SP - Poster 4 - 1 EP - 5 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-47458 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Illerhaus, Bernhard A1 - Kunisch, E. A1 - Kinne, R. W. T1 - μCT begleitete in-situ Druckversuche an spongiösem Knochen - Vergleich(ende Bestimmung) des experimentellen und simulierten Verschiebungsfeldes mit der simulierten internen Spannung N2 - Untersuchungen haben gezeigt, dass sich ältere Schafe gut als Modell für die mi-nimalinvasive Behandlung von Osteoporose eignen [1]. Um einen Behandlungs-effekt nachzuweisen, wird dabei unter anderem die Belastungsfähigkeit des Kno-chens durch Druckversuche an kleinen Zylindern aus den behandelten und unbe-handelten Knochen bestimmt. Diese hatten hier einen Durchmesser von 10 mm und eine Höhe von 13 mm. Für den in-situ Druckversuch wurde eine Deben CT5000 verwendet. In einer Serie von Druckerhöhungen wurden die Proben je-weils tomographiert. Dabei ergab sich zunächst, dass mit der µCT innerhalb der Knochen im oberen und unteren Bereich schon Brüche nachgewiesen werden können, obwohl die gemessene Kraftaufnahmekurve keine Unstetigkeit zeigt. Deswegen wurden die starren Probenaufnehmer der Deben Anordnung durch bewegliche Aufnehmer ergänzt, die eine leichte Verkippung der belasteten Ober-flächen ausgleichen können. Ein Vergleich der gemessenen und der aus den µCT-Daten berechneten Verschiebungsfelder ergab trotz der komplexen Struktur der Knochen gute Übereinstimmungen. Diese Verschiebungen wurden dann mit den aus den µCT Daten simulierten mechanischen Druckversuchen, Von-Mise-Spannungen und daraus berechneten Verschiebungen verglichen. (VGStudioMax Simulation). T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Computer Tomographie KW - In-situ Druckversuch KW - Simulation PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-448827 UR - https://www.ndt.net/?id=23080 SN - 978-3-940283-92-4 VL - DGZfP BB 166 SP - 1 EP - 7 PB - DGZfP CY - Berlin AN - OPUS4-44882 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -