TY - CONF A1 - Lu, Xin T1 - Introduction to group 8.6 N2 - A brief introduction of group 8.6 and the research work on the application of fiber sensing. T2 - DIU Besuch CY - Berlin, Germany DA - 05.05.2023 KW - Structural health monitoring KW - Distributed fiber sensing KW - Distributed acoustic sensing KW - Practical application PY - 2023 AN - OPUS4-57430 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lengas, Nikolaos A1 - Johann, Sergej A1 - Kadoke, Daniel A1 - Müller, Karsten A1 - Schlick-Hasper, Eva A1 - Neitsch, Marcel A1 - Zehn, Manfred W. T1 - Damage assessment of complete, filled fibreboard boxes in regulative vertical impact tests by dropping N2 - Due to the high damping mechanical properties of fiberboard materials, corrugated fiberboard boxes are widely used as transport packagings of dangerous goods. Since there is risk of vertical impact within the distribution system, drop tests are performed as design type tests to assess a package’s ability to withstand damage. In this context, however, little is known regarding the transient mechanical response of a filled fiberboard box. The reason is that the nature of the packaging material presents challenges in identifying the deformation mechanisms experimentally. The aim of this work is to provide a framework for predicting the damage resistance of complete, filled corrugated fiberboard boxes which are ready for transportation. Therein, drop test finite-element simulations are used and validated by experimental results. These numerical calculation models are a valuable tool for virtual product development and contribute to the optimization of the design cycle. KW - Finite-element-method KW - Digital image correlation KW - Dangerous goods packagings KW - Corrugated fiberboard box KW - Drop test PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-575050 DO - https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.04.679 SP - 1 EP - 11 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-57505 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maillard, S. T1 - Development of Active Thermography for NDT applications through standardization N2 - Many laboratories have been working about Active Thermography as a Non Destructive Testing method for many years. This method can be applied on metallic or composites materials for surface or subsurface defects. Thus, many different configurations can be encountered to measure the heat distribution and generate heat flow into the part. Signal processing is also widely used to improve the performance of detection. After encouraging results, aerospace, automotive and energy industries are now involved into industrialization of the technology to apply it for production or maintenance applications. Good practices and common wording are often required by end-user to qualify the process. Since the beginning of the 2000s, a working group was founded within CEN/TC138 'Non-destructive Testing' to define standards in thermography, in the European Committee for Standardization (CEN). Some other actors have also produced standards (ISO, IEC, ASTM...). This paper aims to list the standards currently available about thermography and the associatd vocabulary. It describes the generic terms to be used in active and passive thermography (operating modes, reference blocks, reporting…) and also more specific elements about laser and induction thermography for example. It will also put in perspective the further works to be done in the next few years to take into account the new trends in active thermography and how to qualify for industrial applications. T2 - 17th Quantitative InfraRed Thermography Conference - QIRT 2024 CY - Zagreb, Croatia DA - 01.07.2024 KW - Infrared Thermography KW - Non-destructive testing KW - Standardization PY - 2024 AN - OPUS4-60931 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maillard, S. T1 - Development of Active Thermography for NDT applications through standardization N2 - Many laboratories have been working about Active Thermography as a Non Destructive Testing method for many years. This method can be applied on metallic or composites materials for surface or subsurface defects. Thus, many different configurations can be encountered to measure the heat distribution and generate heat flow into the part. Signal processing is also widely used to improve the performance of detection. After encouraging results, aerospace, automotive and energy industries are now involved into industrialization of the technology to apply it for production or maintenance applications. Good practices and common wording are often required by end-user to qualify the process. Since the beginning of the 2000s, European Committee for Standardization (CEN) has launched a Working Group within CEN/TC138 to define standards in thermography. Some other actors have also produced standards (ISO, IEC, ASTM,..). This goal of this presentation is to present a status of the standard currently available about thermography and the associated vocabulary. It describes the generic terms to be used in active and passive thermography (operating modes, reference blocks, reporting,…) and also more specific elements about laser and induction thermography for example. It will also put in perspective the further works to be done in the next few years to take into account the new trends in active thermography and how to qualify for industrial applications. T2 - 20th World Conference on Non-Destructive Testing (20th WCNDT) CY - Incheon, South Korea DA - 27.05.2024 KW - Infrared Thermography KW - Non-destructive testing KW - Standardization PY - 2024 AN - OPUS4-60913 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mellios, Nikolaos A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Spyrdis, Panagiotis T1 - Performance Prediction of Anchors in SFRC using Minimally Invasive and Non‐Destructive Techniques N2 - AbstractFastenings are crucial for the upgrade of existing structures, by either enhancing structural components or modernising and expanding structures and structural systems. Whilst concrete is prevailing in the existing building stock, new types of concrete composites are increasingly used to improve the sustainability and overall structural performance of built assets. The addition of short dispersed fibres is a material technology with several applications. This paper addresses the synergy of fastening elements, introducing localised loads in concrete substrates, and of fibres, particularly in terms of the fibre orientation and density in the load application area, which is a significant quality aspect. The possibility to forecast this synergy based on non‐destructive or minimally invasive testing methods is an efficient tool to increase confidence in the design load‐bearing performance of the anchorages. Initially, previous literature and own investigations on such techniques are presented. Furthermore, a methodology is presented on associating such information to predict a single anchor's resistance on the basis of sophisticated non‐linear analyses and testing with engineered fibres alignments. T2 - Annual Meeting of the European-Association-on-Quality-Control-of-Bridges-and-Structures (EUROSTRUCT) CY - Vienna, Austria DA - 25.09.2023 KW - Minimally-invasive evaluation KW - Fastenings KW - Anchorage to concrete KW - Steel fibre reinforced concrete KW - Non-destructive evaluation NDE KW - Non-destructive testing NDT PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-609223 DO - https://doi.org/10.1002/cepa.2115 VL - 69 IS - 5 SP - 1455 EP - 1463 PB - Wiley AN - OPUS4-60922 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Kainz, C. A1 - Braml, T. ED - Matos, J.C. T1 - Non-destructively Measurable Quantities Relevant to Reliability Assessment of Existing Concrete Bridges – Case Studies N2 - In reliability assessment of existing bridges, collected information about the structure can be utilized to modify partial safety factors and to refine characteristic values individually. In this way, uncertainties covered in initial calculation models and arising from assumptions can be reduced as well as biases identified and corrected. This allows for more realistic assessments and more appropriate decisions on actions to be taken. However, the on-site observation of information is generally associated with certain costs. For this reason, an efficient data-supported reassessment requires that only the individually relevant testing tasks are solved. Additional sensitivity analyses can further be used to specify the requirements on certain inspections, such as the testing result quality to be achieved, in order to avoid too imprecise or too expensive measurements on-site. In this contribution, the methodology for the demand-actuated definition of measurement objectives is demonstrated using the example of non-destructive concrete testing methods and findings from reassessments of two prestressed concrete bridges. Each case study includes the semi-probabilistic identification of structural weak points in ultimate and serviceability limit states, a comparison with respective probabilistic sensitivity analyses, and the subsequent derivation of parameters that are a) measurable and b) highly relevant in the individual reliability analyses. KW - Reliability KW - Assessment KW - Existing structures KW - Non-destructive testing PY - 2024 SN - 978-3-031-60270-2 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-60271-9_18 VL - 494 SP - 209 EP - 219 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-60613 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Kainz, C. A1 - Braml, T. A1 - Keuser, M. A1 - Soukup, A. A1 - Küttenbaum, Stefan ED - Matos, J.C. T1 - Reassessment of Existing Concrete Bridges with Full Probabilistic Methods – Case Studies and Discussion of Relevant Input Parameters N2 - This article presents two case studies for a full-probabilistic assessment of existing concrete bridges combined with the use of the finite element method for the evaluation of the internal forces. Since the structures already exist, additional information about material parameters and loading conditions can be collected. With a sensitivity analysis, the contribution of each parameter to the total uncertainty is examined and the relevance of their actual value and variation is shown. The first case study is a single-span reinforced concrete frame bridge on the German highway A92 constructed in the year 1985. With a span of around 5 m, but a width of 27 m and a skewness of 70 gon, the bridge is modelled as a three-dimensional finite element model. The second case study is a two-span reinforced concrete frame bridge from 1986 with span lengths of about 7,50 m each. The superstructure is a 45 cm thick slab and the base plate has a thickness of 80 cm. The assessment is performed based on the semi-probabilistic safety concept according to the codes first and secondly with a full-probabilistic calculation. In this article the selection of parameters for the relevant input data are presented and discussed. The results of the sensitivity analysis are used for the setup of measurements to acquire important data for the modelling in the critical limit states. KW - Reliability KW - Assessment KW - Existing structures PY - 2024 SN - 978-3-031-60271-9 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-60271-9_41 VL - 494 SP - 440 EP - 451 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-60614 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Özlü, C. A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Kainz, C. A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. T1 - Probabilistischer Nachweis einer Spannbetonbrücke – Teil 1 N2 - AbstractDer Erhalt der bestehenden Verkehrsinfrastruktur ist eine große Herausforderung, da die Bauwerke fortwährend altern, die Verkehrsbeanspruchung zunehmend steigt und deren umfassender Ersatz mit Blick auf begrenzte Budgets und Ressourcen nicht möglich ist. An Bestandsbauten können tatsächliche Materialkennwerte, Geometrien oder Einwirkungen objektspezifisch erfasst werden. Die Nachrechnung von Bestandsbrücken erfolgt in Deutschland gemäß Nachrechnungsrichtlinie nach Stufen 1 und 2 mit dem semiprobabilistischen Teilsicherheitskonzept. Nur im Ausnahmefall wird eine messbasierte Bewertung oder eine wissenschaftliche Betrachtung gemäß Stufen 3 und 4 durchgeführt. Die Einbeziehung zusätzlicher Informationen aus der Zustandserfassung bietet jedoch viele Vorteile für eine realitätsnahe Bewertung. In probabilistischen Berechnungsmethoden können solche Kenntnisse direkt in der Berechnung berücksichtigt werden. Ziel dieses zweiteiligen Beitrags ist die Vorstellung der Potenziale und Vorteile bei der direkten Berücksichtigung der Ergebnisse von zerstörungsfreien Prüfverfahren bei der Zustandsbewertung von Brückenbauwerken. Das Konzept wird an einer Spannbetonbrücke vorgestellt. Der erste Teil befasst sich mit den Möglichkeiten zur Überführung der Eingangswerte der üblichen semiprobabilistischen Berechnung in stochastische Modelle. Ausgehend von der semiprobabilistischen Nachrechnung nach derzeitigem Regelwerk wird die probabilistische Modellierung aller relevanten Basisvariablen für die Grenzzustände der Tragfähigkeit Biegung, Querkraft und Torsion ausgeführt. KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Nachrechnung KW - Bestandsbauwerk PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400018 VL - 119 IS - 7 SP - 509 EP - 523 PB - Wiley AN - OPUS4-60615 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Özlü, C. A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Kainz, C. A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. T1 - Probabilistischer Nachweis einer Spannbetonbrücke – Teil 2 N2 - AbstractIm zweiten Teil dieses Beitrags werden die Grenzzustandsfunktionen für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Normalkraft, Querkraft mit Querkraftbewehrung und Torsion vorgestellt. Die Eingangsgrößen der mechanischen Widerstandsmodelle werden durch zahlreiche Abbildungen illustriert. Auf Grundlage der probabilistischen Modelle aus dem ersten Teil dieses Aufsatzes und der mechanischen Modelle aus diesem zweiten Teil werden die probabilistischen Nachweise geführt. Die Ergebnisse aus der Zuverlässigkeitsanalyse werden mit den semiprobabilistischen Berechnungsergebnissen verglichen. Mittels Parameterstudien wird gezeigt, welche Eingangsgrößen im Standsicherheitsnachweis die größten Einflüsse auf die Bauwerkszuverlässigkeit haben. Die Messung dieser Parameter ist entsprechend besonders nützlich. Auf dieser Basis wird abschließend gezeigt, welche Chancen sich aus der Durchführung von zerstörungsfreien Bauwerksprüfungen für die Nachrechnung ergeben. KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Nachrechnung KW - Bestandsbauwerk PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400020 SN - 1437-1006 VL - 119 SP - 1 EP - 14 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-60616 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien T1 - Practical study on the thermographic detectability of internal defects using temporally structured laser heating N2 - Modern laser systems have proven to be versatile heat sources for active thermographic testing applications. Compared to more traditional light sources, e.g. flash or halogen lamps, their output power can be easily modulated at high rates, allowing a wide variety of complex excitations to be realized. Although their total optical output power can be theoretically scaled to arbitrary values, the maximum output power is practically limited by many factors: the maximum power that the sample under test can absorb without altering the lighted surface itself, the trade-off between power density and inspected area, the cost of the laser system, etc. Furthermore, when working with spatial modulator systems, the output power could be limited to avoid provoking any damages on such devices. Nevertheless, to guarantee sufficient heating even for highly thermally conductive materials and/or deeply buried defects, the heating times can be extended, e.g., either by using step heating, long pulse thermography, or by lock-in thermography with a continuously modulated heating. However, for all these approaches, the ranging capabilities of the thermographic defect detection are reduced due to the limited frequency content of the excitation. To tackle this problem, i.e. to increase the excitation energy while preserving its frequency content, new approaches have been developed in the last two decades, among which the use of coded excitations combined with pulse-compression, and the use of multiple lock-in analysis or of a frequency modulated excitation signal. The challenges of such temporally structured heating techniques are manifold, for example, the DC component inherent in optical heating must be taken into account. In general, a wider frequency bandwidth or greater variability of the frequency components also means greater complexity for signal generation and data processing. In this paper, temporal structured excitation schemes with different degrees of complexity are compared on a high power laser system. T2 - 17th Quantitative InfraRed Thermography Conference (QIRT) CY - Zagreb, Croatia DA - 01.07.2024 KW - Thermography KW - Laser KW - NDT KW - Temporal structuring KW - Pulse-compression PY - 2024 AN - OPUS4-60563 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin T1 - Fibre Optic Sensing @BAM N2 - The profile of division 8.6 Fibre Optic Sensors is shown, underlining specific competencies and know-how. Furthermore, several current application examples of the use of distributed fiber optic sensing for condition and state monitoring are presented. T2 - Visit and technical tour of OECD/NEA CODAP working group led by Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit CY - Berlin, Germany DA - 19.09.2024 KW - Distributed fiber optic sensing KW - Condition monitoring KW - Geomonitoring KW - Structural health monitoring KW - Embedded fiber optic sensor PY - 2024 AN - OPUS4-61080 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heckel, Thomas T1 - KI-basierte Analyse von Schienenprüfdaten für ein risikobasiertes Instandhaltungskonzept N2 - Die mechanisierte zerstörungsfreie Prüfung von Eisenbahnschienen auf betriebsbedingte Schädigungen wird mit Schienenprüfzügen mittels Ultraschall- und Wirbelstromprüfverfahren durchgeführt. Die Auswertung der Prüfdaten erfolgt durch Auswerter, die Überprüfung der Ergebnisse erfolgt am identifizierten Schienensegment vor Ort mittels handgeführter Prüfgeräte. Instandhaltungsmaßnahmen werden anschließend auf Basis der Befundung der zerstörungsfreien Prüfung abgeleitet. Im Rahmen eines vom BMVI geförderten Verbundvorhabens im Programm „Digitale, datenbasierte Innovationen und Ideen für die Mobilität 4.0“ (mFUND) soll dieses Konzept modernisiert und weiterentwickelt werden. Ziele des Vorhabens AIFRI (Artificial Intelligence For Rail Inspection) sind es, durch den Einsatz von KI-Methoden den Automatisierungsgrad des Prüfprozesses zu erweitern, die Genauigkeit der Fehlerdetektion zu erhöhen und eine automatisierte Einstufung der aufgefundenen Anzeigen in Risikoklassen zu ermöglichen. Weiterhin wird auf dieser Basis ein risikobasiertes Instandhaltungskonzept erarbeitet, welches zukünftig das bisherige präventive Vorgehen ablösen kann. Im Rahmen des IT-orientierten Projektes werden relevante Schienenschädigungen und in der Schiene vorhandene Artefakte analysiert und in skalierbare Modelle übertragen. Mit diesen Modellen werden virtuelle Schädigungsbilder generiert, mit denen KI-Algorithmen auf die Defekterkennung und -klassifizierung trainiert werden. Mit Hilfe von Zuverlässigkeitsbetrachtungen werden die entwickelten und trainierten Algorithmen hinsichtlich der Detektion und Charakterisierung von Schienenschädigungen bewertet. Im Verlauf des Projektes wird mit dem entwickelten IT-Werkzeug ein Demonstrator aufgebaut und im Feld mit realen Datensätzen getestet. Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen von mFund unter dem Förderkennzeichen 19FS2014 gefördert. T2 - 12. Fachtagung ZfP im Eisenbahnwesen CY - Erfurt, Germany DA - 15.03.2022 KW - KI KW - Schienenprüfüfung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Simulation PY - 2022 AN - OPUS4-61032 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heckel, Thomas T1 - New Approaches for Mechanized Rail Testing N2 - The changes in the use and maintenance of track systems poses new challenges for the periodic mechanized in-service testing of rails using ultrasound and eddy current. The methods currently applied have been used since decades with only minor changes. To face the new challenges generated by modern drive systems, higher speeds, heavier loads adapted techniques have to be developed to detect new defect types and artefacts generated by new production methods. Especially the area where rolling contact fatigue takes place is under focus. Going beyond the standard conventional ultrasound setups used since the 1950 enables a more detailed detection and classification of rail defects and size estimation. Eddy current methods are applied for surface crack detection and head check depth quantification at the gauge corner of railway tracks. An extension of the tested zone to the running surface uncloses rail defect signal types other than head checks to be detected and estimated in type and size. For the automated evaluation of the recorded data algorithms based on artificial intelligence being trained based on simulation will be applied. Typically, the testing parameter vary depending on the track condition and the probe wear. To identify variables and parameters which have a significant influence on the overall performance of the test run modelling of the setup can be used. Actual developments will be presented in this talk T2 - WCNDT 2024 CY - Incheom, Korea DA - 27.05.2024 KW - Railway KW - Ultrasound KW - Simulation KW - Eddy current KW - Artificial intelligence PY - 2024 AN - OPUS4-61033 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heckel, Thomas T1 - KI-basierte Analyse von Wirbelstrom- und Ultraschalldaten bei der Schienenprüfung N2 - Die zerstörungsfreie Prüfung von Eisenbahnschienen auf betriebsbedingte Schädigungen wird mit Schienenprüfzügen mittels Ultraschall- und Wirbelstromprüfverfahren durchgeführt [1]. Die Auswertung der Prüfdaten erfolgt überwiegend manuell, die eingesetzte Software unterstützt die Auswertenden lediglich durch eine Vorauswahl relevanter Anzeigen. Die Überprüfung der Ergebnisse erfolgt anschließend vor Ort mittels handgeführter Prüfgeräte. Instandhaltungsmaßnahmen werden auf Basis der Befundung vor Ort abgeleitet. Ziel des durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) im Rahmen von mFUND unter dem Förderkennzeichen 19FS2014 geförderten Vorhabens AIFRI (Artificial Intelligence For Rail Inspection) ist es, durch den Einsatz von KI-Methoden den Automatisierungsgrad des Prüfprozesses von der Auswertung der Daten bis hin zur Planung von Instandhaltungsmaßnahmen zu erhöhen. Die Genauigkeit der Fehlerdetektion soll gesteigert werden, um eine automatisierte Einstufung der aufgefundenen Anzeigen in Risikoklassen zu ermöglichen. Hierfür werden Daten sowohl von Wirbelstromprüfungen als auch Ultraschallprüfungen verwendet. Im Rahmen des IT-orientierten Projektes werden relevante Schienenschädigungen und in der Schiene vorhandene Artefakte analysiert und in einen parametrierbaren digitalen Zwilling übertragen. Mit diesem digitalen Zwilling werden virtuelle Schädigungsbilder generiert, mit denen KI-Algorithmen auf die Defekterkennung und -klassifizierung trainiert werden. Insbesondere werden hierbei Synergien genutzt, die durch die Verknüpfung von Daten der Wirbelstrom- und Ultraschallprüfung bei einer gemeinsamen Bewertung entstehen. Mit Hilfe von Zuverlässigkeitsbetrachtungen werden die entwickelten und trainierten Algorithmen hinsichtlich der Detektion und Charakterisierung von Schienenschädigungen bewertet. Im Verlauf des Projektes soll mit dem entwickelten IT-Werkzeug ein Demonstrator aufgebaut und im Feld mit realen Datensätzen getestet werden T2 - DGZfP Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - KI KW - Schienenprüfung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Simulation PY - 2022 AN - OPUS4-61034 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Krebber, Katerina T1 - Configuration simplification and data reduction in a DAS system for monitoring large infrastructures N2 - The distributed acoustic sensor based on an imbalanced Mach-Zehnder interferometer with a 3×3 coupler is simplified by using a balanced detector instead of three identical photodetectors. The obtained data is reduced by two third accordingly. T2 - Optica Sensing Congress 2024 CY - Toulouse, France DA - 15.07.2024 KW - Data reduction KW - Distributed fiber optic sensing KW - System simplification PY - 2024 SP - 1 EP - 2 PB - Optica CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-60840 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin T1 - Configuration simplification and data reduction in a DAS system for monitoring large infrastructures N2 - The distributed acoustic sensor based on an imbalanced Mach-Zehnder interferometer with a 3×3 coupler is simplified by using a balanced detector instead of three identical photodetectors. The obtained data is reduced by two third accordingly. T2 - Optica Sensing Congress 2024 CY - Toulouse, France DA - 15.07.2024 KW - Distributed fiber sensing KW - System simplification KW - Data reduction PY - 2024 AN - OPUS4-60841 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin A1 - Lu, Xin A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Krebber, Katerina T1 - Measurement of Slowly Changing and Quasi-Static Strain Signals for Ground Motion Monitoring Applications using Distributed Acoustic Sensing N2 - The suitability of wavelength-scanning COTDR for distributed dynamic strain sensing (DAS) along buried fiber cables for long-term geotechnical monitoring applications is demonstrated by experiments showing the method’s capability to demodulate slowly varying and quasi-static signals. T2 - Optica Sensing Congress 2024 CY - Toulouse, France DA - 15.07.2024 KW - Ground motion KW - Ground movement monitoring KW - Distributed fiber optic sensing KW - Quasi-static signals KW - Geomonitoring PY - 2024 SP - 1 EP - 2 PB - Optica CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-60816 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin T1 - Measurement of Slowly Changing and Quasi-Static Strain Signals for Ground Motion Monitoring Applications using Distributed Acoustic Sensing N2 - The suitability of wavelength-scanning COTDR for distributed dynamic strain sensing (DAS) along buried fiber cables for long-term geotechnical monitoring applications is demonstrated by experiments showing the method’s capability to demodulate slowly varying and quasi-static signals T2 - Optica Sensing Congress 2024 CY - Toulouse, France DA - 15.07.2024 KW - Distributed acoustic sensing KW - Ground movement monitoring KW - Geomonitoring KW - Quasi-static signals KW - Distributed fiber optic sensing PY - 2024 AN - OPUS4-60817 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grohmann, Maria T1 - Anwendung der Reverse-Time Migration auf Ultraschall-Echo-Daten in der zerstörungsfreien Prüfung von Betonbauteilen N2 - Das Ultraschall-Echo-Verfahren ist eine klassische zerstörungsfreie Prüftechnik zur Geometriebestimmung sowie Schadensanalyse von Betonkonstruktionen. Um die Abbildung der Ultraschalldaten von komplexen Betonstrukturen zu verbessern, haben wir die Reverse-Time Migration (RTM) aus der Seismik auf die zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen übertragen. In einer Vorstudie haben wir einen 2D akustischen RTM Code verwendet und an realen Ultraschalldaten, die an einer Betonfundamentplatte aufgenommen wurden, getestet. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Rekonstruktionsalgorithmus für Ultraschalldaten, der Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), zeigten die akustischen RTM-Ergebnisse eine deutliche Verbesserung in der Abbildung der inneren Struktur der Betonfundamentplatte. Vertikale Reflektoren konnten rekonstruiert werden, was mit dem herkömmlichen Abbildungsverfahren nicht möglich war. RTM ist, im Gegensatz zu SAFT, eine wellengleichungsbasierte Migrationsmethode und beruht auf der numerischen Lösung der vollständigen Wellengleichung. Die Vorteile sind, dass der Algorithmus sämtliche Informationen des Wellenfeldes verwendet und daher verschiedene Welleneffekte wie z.B. Multipathing berücksichtigt werden können. Die RTM bietet damit die Möglichkeit auch stark geneigte Reflektoren sowie Streukörper mit komplexen Geometrien darzustellen. Ein Nachteil ist jedoch die lange Rechenzeit und der hohe Bedarf an Speicherkapazität. Ein RTM-Algorithmus, der die elastische Wellengleichung anstatt der akustischen verwendet (wie in unserer Vorstudie angewandt), hat das Potenzial, die Abbildungsergebnisse noch weiter zu optimieren. Das liegt daran, dass unsere Ultraschallmessdaten durch Anregung elastischer Wellen generiert werden. In einem ersten Schritt haben wir zwei elastische 2D-RTM-Algorithmen an synthetischen Ultraschalldaten getestet. Diese wurden mit einem Betonmodell, bestehend aus mehreren Stufen und kreisförmigen Lufteinschlüssen, erzeugt. In einem zweiten Schritt wurden reale Ultraschalldaten mit Scherwellenprüfköpfen an einer Betonstufenplatte mit integrierten Hüllrohren aufgenommen. Die Auswertung der realen Daten mit unserem elastischen RTM-Code war ebenfalls erfolgreich. Wir konnten die Abbildungsqualität der Stufen und Hüllrohre im Vergleich zur akustischen RTM und SAFT verbessern. T2 - Tagung Deutsche Geophysikalische Gesellschaft DGG CY - Munich, Germany DA - 07.03.2022 KW - Ultraschall-Echo-Verfahren KW - Reverse Time Migration KW - Synthetic Aperture Focusing Technique PY - 2022 AN - OPUS4-56112 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grohmann, Maria T1 - Application of Elastic Reverse Time Migration to Ultrasonic Echo Data in Civil Engineering N2 - The ultrasonic echo technique is widely used in non-destructive testing for investigation and damage analysis of concrete constructions. Important applications include thickness measurements, geometry determination, the localization and characterization of built-in components as well as the detection of quality issues (cracks, honeycombing, low concrete strength). To improve ultrasonic data imaging of complicated structures in concrete, we transferred a seismic migration technique, the Reverse Time Migration (RTM), to non-destructive testing in civil engineering. In a preliminary study, we tested a 2D acoustic RTM algorithm on measured ultrasonic echo data acquired at a concrete foundation slab. Compared to the conventional used synthetic aperture focusing technique algorithms (SAFT) for ultrasonic data reconstruction, our acoustic RTM results showed a significant improvement in imaging the interior structure of the concrete slab. Vertical reflectors were reconstructed which was not possible by traditional imaging. In contrast to SAFT, RTM is a wavefield-continuation method in time and uses the full wave equation. RTM is, thus, able to include multiple reflections and to handle multi-pathing as well as many other complex situations. As a drawback RTM requires extensive computing power and memory capacity. Nevertheless, due to progresses in parallel processing and other computational technologies RTM has become appealing for the application in the field of non-destructive testing. An RTM algorithm, which uses the full elastic wave equation instead of the full acoustic one (as applied in our preliminary work) has the potential to optimize the imaging results even further. This is due to the fact, that our ultrasonic measurement data are generated by exciting elastic waves. Thus, in a first step, two 2D elastic RTM algorithms were tested on synthetic ultrasonic echo data generated with a concrete model consisting of several steps and circular shaped air inclusions. In addition, two imaging conditions were evaluated to reduce migration artifacts. Our synthetic elastic RTM results showed an enhancement in imaging the features inside the test model compared to acoustic RTM and SAFT. In a second step, we acquired ultrasonic measurement data at a concrete test specimen consisting of three steps and four air filled tendon ducts. The evaluation of the real data with our elastic RTM code was also successful and the reconstruction of the geometries of the steps and tendon ducts could be improved. With our study we have shown that elastic RTM is a step forward for ultrasonic testing in civil engineering. T2 - NDT-CE 2022 CY - Zurich, Switzerland DA - 16.08.2022 KW - Ultrasonic Echo Technique KW - Reverse Time Migration KW - Synthetic Aperture Focusing Technique PY - 2022 AN - OPUS4-56113 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Imani, A. A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Nondestructive Evaluation of Bridges without Structural Plans for Load Rating Purposes N2 - According to the NBI database, more than 21,000 in-service U.S. bridges lack sufficient structural documentation necessary for analytical load rating. Among these are a significant proportion of older prestressed concrete bridges. Given the lack of documentation on the reinforcing layout, such structures cannot be load rated analytically and are often subject to engineering judgement as the basis for rating. Otherwise, the typical approach for load rating such bridges is to conduct costly proof load testing and destructive probing together with making conservative assumptions. Therefore, any improvement to current practices will benefit DOTs and taxpayers alike. Accurately reconstructed 3D images of the girders to reflect the internal reinforcement could mitigate the need for costly, if not impractical, destructive testing and proof load testing, and help reduce dependency on conservative assumptions. This study examines a comprehensive NDE approach using ultrasonic tomography and GPR to aid in gathering structural information for load rating purposes. Different types of AASHTO and hollow core girders were tested. T2 - NDT-CE 2022 CY - Zurich, Switzerland DA - 16.08.2022 KW - Ultrasound KW - Radar KW - Bridges KW - Load rating PY - 2022 AN - OPUS4-56356 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Bernhardt, Y. A1 - Császár, L. A1 - Dengiz, N. A1 - Fuchs, M. A1 - Gaal, Mate A1 - Gautzsch, T. A1 - Gohlke, Dirk A1 - Hahn-Jose, T. A1 - Heckel, Thomas A1 - Hillger, W. A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Ilse, D. A1 - Kiel, M. A1 - Kornely, M. A1 - Labud, P. A. A1 - Marhenke, T. A1 - Schubert, F. A1 - Sommerhuber, R. A1 - Steinhausen, R. A1 - Szewieczek, A. A1 - Wachter, L. A1 - Waschkies, T. T1 - Characterization and verification of air-coupled ultrasonic probes N2 - This guideline was drafted following and complementing the norm ISO 22232-2:2020(E) to include air-coupled ultrasonic transducers. This document specifies the characteristics of probes used for non-destructive air-coupled ultrasonic testing with center frequencies above 20 kHz, with focusing or without focusing means. KW - Air-coupled ultrasound KW - Ultrasonic testing KW - Guideline KW - Probe KW - Characterization PY - 2022 SN - 978-3-947971-26-8 VL - Guideline US 08 SP - 1 EP - 23 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin ET - Edition September 2022 AN - OPUS4-56228 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias A1 - Gurka, M. T1 - Application of the thermal shock response spectrum (TSRS) methodology to various forms of heat sources by pulse thermography and comparison by using a rotating line scan contour search algorithm N2 - In this paper, we propose a novel contour search algorithm (CSA) for image processing. Its efficacy is evaluated through a comparative analysis with established techniques such as Canny Edge and Snakes: Active contour models, utilizing infrared thermography (IRT) images. Based on the new CSA, we investigate the influence of different pulse shapes on the IRT post-processing methodology, particularly focusing on the thermal shock response spectrum (TSRS), using two different heat sources: xenon flash lamps and a laser. Moreover, this allows for a more precise quantitative comparison of the TSRS with existing IRT post-processing techniques, including pulse phase thermography and thermal signal reconstruction, concerning the detection of defects in composite materials, particularly in carbon fiber-reinforced polymer. A quantitative comparison was performed using the Tanimoto criterion and signal-to-noise ratio. A more detailed analysis is conducted to identify inherent limitations and potential benefits of the new TSRS methodology. We further investigate and experimentally confirm our previous finding on the qualitative correlation between the one-dimensional thermal N-layer model and test data from the TSRS optimization process for defect determination. This correlation can eliminate the time-consuming optimization step, making TSRS a more attractive alternative to common IRT methods and enhancing the quantitative description of defects. KW - Thermography KW - Non-destructive testing KW - NDT KW - Defect identification KW - Laser KW - Contour search PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-615056 DO - https://doi.org/10.1063/5.0232015 SN - 1089-7550 VL - 136 IS - 175101 SP - 1 EP - 20 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-61505 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lu, Xin A1 - Krebber, Katerina T1 - Suppression of Rayleigh fading induced errors in φOTDR by different pulse widths for improving the reliability of civil infrastructure monitoring N2 - Rayleigh fading is a widely observed phenomenon in the many fields, such as wireless communication and optical imaging. It is also the main factor limiting the performance of the phase-sensitive optical time domain reflectometry (φOTDR). The low SNR at the fading points results in a large measurement error, severely affecting the reliability of civil infrastructure monitoring. The proposed method involves changing the pulse width during measurements to suppress the impact of fading. Experimental result shows that the number of fading points is greatly reduced by ∼ 96 % and the measurement error is reduced by more than 5 times. Unlike existing methods, this approach requires no hardware modifications, making it applicable to almost all current phase-based φOTDR systems. The versatility and effectiveness of this method make it an excellent candidate for infrastructure monitoring and related fields. KW - Distributed fiber sensing KW - Optical fiber sensing KW - Phase-sensitive optical time domain reflectometry KW - Infrastructure monitoring KW - Rayleigh fading PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-614208 DO - https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2024.111927 SN - 1879-2545 VL - 181 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-61420 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Gurka, M. T1 - Optimization of thermal shock response spectrum as infrared thermography post-processing methodology using Latin hypercube sampling and analytical thermal N-layer model N2 - In this work, we continue to develop and investigate the Thermal Shock Response Spectrum (TSRS) method as an alternative data processing method for infrared thermography (IRT). We focus on improving the current TSRS algorithm and present an optimization methodology for finding the optimal thermal Q-factor and characteristic frequency pair, which is based on the widely applied random sampling method. We show the qualitative relationship between the determined optimal characteristic frequency and the corresponding maximum difference in diffusion length between reference and defective models, as calculated by selecting a specific one-dimensional thermal N-layer model. The investigations were performed on an inhomogeneous plate made of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) with artificial square defects at different depths. Furthermore, two different heat sources were used: a xenon flash lamp and a laser. These sources are not only distinct by their underlying physics but also generate inherently different pulse shapes. To quantitatively estimate the contrast between defect and non-defect areas, and to compare these results with commonly used infrared thermography (IRT) data postprocessing methods such as Pulse Phase Thermography (PPT) and Thermographic Signal Reconstruction (TSR), the Tanimoto criterion (TC) and signal-to-noise ratio (SNR) were used. KW - infrared thermography KW - Composite materials KW - TSRS optimization KW - Defect identification KW - Heat source shape KW - N-layers model KW - Latin Hypercube Sampling PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-614283 DO - https://doi.org/10.1016/j.infrared.2024.105582 SN - 1350-4495 VL - 143 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61428 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lecompagnon, Julien T1 - Super-Resolution Thermografie - Defektauflösung jenseits klassischer Limits N2 - Die laserbasierte aktive thermografische Prüfung als berührungslose Methode der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung basiert auf der aktiven Erwärmung des Testobjekts (OuT) und Messung des resultierenden Temperaturanstiegs mit einer Infrarotkamera. Dadurch bedingt können systematische Abweichungen vom vorhergesagten Erwärmungsverhalten Aufschluss über dessen innere Struktur geben. Jedoch ist das Auflösungsvermögen für innenliegende Defekte durch die diffusive Natur der Wärmeleitung in Festkörpern begrenzt. Thermografische Super-Resolution (SR)-Methoden zielen darauf ab, diese Limitation durch die Kombination mehrerer Messungen mit jeweils unterschiedlicher strukturierter Erwärmung und mathematischer Optimierungsmethoden zu überwinden. Nachdem die Methode bisher experimentell fast ausschließlich auf eindimensionale Messbereiche (ROIs) beschränkt war, zielt diese Arbeit auf eine Erweiterung zur Prüfung zweidimensionaler ROIs mit arbiträren Defektverteilungen bei erträglicher experimenteller Komplexität ab. Ziel ist es, durch die Weiterentwicklung des Technologie-Reifegrades (TRL) den Technologietransfer zur industriellen Anwendung zu ermöglichen. KW - Thermografie KW - Laser KW - ZfP KW - Super-Resolution KW - DLP KW - DMD PY - 2024 UR - https://www.dgzfp.de/wp-content/uploads/2024/10/ZfP-Magazin-191.pdf SN - 1616-069X VL - 191 SP - 42 EP - 46 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-61366 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lengas, Nikolaos A1 - Müller, Karsten A1 - Schlick‐Hasper, Eva A1 - Neitsch, Marcel A1 - Johann, Sergej A1 - Zehn, Manfred W. T1 - Drop Test Simulation of Packaging for Dangerous Goods: An Investigation of Appropriate Drop Height Adjustment in Case of Deviating Packaging Gross Mass N2 - In the approval process of dangerous goods packagings, drop tests onto a flat, essentially unyielding surface are used to assess resistance against mechanical damage. International adopted regulations like ADR and RID define filling good dependent drop heights and filling degrees whilst the user needs to define the maximum gross mass to be tested and approved. Maximum packaging gross mass is defined conservatively and not reached in practice. To meet the defined gross mass in testing, using additives is permitted. However, in some cases, additives are not desirable due to packaging design or filling substance properties. This leads to deviations from the initial gross mass definition. Hence, a certain drop height adjustment is necessary to achieve the required impact loading. Laboratories frequently adjust drop height assuming a perfectly elastic collision that is inaccurate. Appropriate adjustment is not trivial due to energy conversion processes, for example, plastic deformation. In this work, a test stand KW - Corrugated fibreboard box KW - Dangerous goods packagings KW - Drop test KW - Impact target KW - Mechanical response KW - Structural dynamics PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-614138 DO - https://doi.org/10.1002/pts.2858 SP - 1 EP - 18 PB - Wiley AN - OPUS4-61413 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Yagdjian, H. T1 - Application of the Thermal Shock Response Spectrum (TSRS) methodology to various forms of heat sources by impulse thermography N2 - In this paper, we investigate the influence of different heat source pulse shapes by Infrared impulse thermography (IRT) on the results of the thermal shock response spectrum (TSRS) methodology. TSRS is a new alternative approach for evaluating impulse thermography (IRT) data based on an analogy to Shock Response Spectrum (SRS) analysis (ISO 18431) for mechanical systems. It allows processing the entire recorded signal without truncating the saturated thermogram, as in pulse-phase thermography (PPT) or thermal signal reconstruction (TSR). For this purpose, we use a widespread halogen lamp as heat source as well as laser spot. The laser source enables not only to generate a precise shape of the pulse, but also to heat a specific area of the sample uniformly. This makes it possible to suppress influences of lateral fluxes due to uneven distribution of the excitation source on the surface of the specimen and leads to improved results. In order to quantitatively compare the results and to investigate the possible influence of the source shape on the TSRS, the Tanimoto criterion and the signal-to-noise ratio (SNR) were applied to the region of interest (ROI) of the carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminate with artificial defects as defect detectability criterion. T2 - Jahrestaung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - Thermal shock response KW - Laser KW - ZfP KW - Post-processing KW - Thermografie PY - 2024 AN - OPUS4-60158 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien T1 - New methods of thermographic super resolution with structured laser heating N2 - Thermographic NDT is based on the interaction of thermal waves with inhomogeneities. The propagation of thermal waves from the heat source to the inhomogeneity and to the detection surface according to the thermal diffusion equation leads to the fact that two closely spaced defects can be incorrectly detected as one defect in the measured thermogram. In order to break this spatial resolution limit (super resolution), the combination of spatially structured heating and numerical methods of compressed sensing can be used. The improvement of the spatial resolution for defect detection then depends in the classical sense directly on the number of measurements. Current practical implementations of this super resolution detection still suffer from long measurement times, since not only the achievable resolution depends on performing multiple measurements, but due to the use of single spot laser sources or laser arrays with low pixel count, also the scanning process itself is quite slow. With the application of most recent high-power digital micromirror device (DMD) based laser projector technology this issue can now be overcome. Our studies deal with the application of fully 2D-structured DMD-based excitation and subsequent super-resolution-based defect reconstruction. We analyze the influence of different testing parameters, like the number of measurements or the white content of the excitation pattern. Furthermore, we have dealt with the choice of parameters in the reconstruction that have an influence on the underlying minimization problem in terms of compressed sensing. Finally, the results of the super resolution reconstruction are compared with the results based on conventional thermographic testing methods. T2 - 20th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT) CY - Incheon, Korea DA - 27.05.2024 KW - Thermography KW - Laser KW - NDT KW - Super-Resolution KW - DLP KW - DMD PY - 2024 AN - OPUS4-60171 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien T1 - New options for finding defects on and below the surface using structured laser thermography N2 - In infrared thermography, the interaction of the heat flow with the internal geometry or inhomogeneities in a sample and their effect on the transient temperature distribution is used, e.g., to detect defects non-destructively. An equivalent way of describing this is the propagation of thermal waves inside the sample. Although thermography is suitable for a wide range of inhomogeneities and materials, the fundamental limitation is the diffuse nature of thermal waves and the need to measure their effect radiometrically at the sample surface only. The crucial difference between diffuse thermal waves and propagating waves, as they occur, e.g., in ultrasound, is the rapid degradation of spatial resolution with increasing defect depth. This degradation usually limits the applicability of thermography for finding small defects on and below the surface. A promising approach to improve the spatial resolution and thus the detection sensitivity and reconstruction quality of the thermographic technique lies in the shaping of these diffuse thermal wave fields using structured laser thermography. Some examples are: • Narrow crack-like defects below the surface can be detected with high sensitivity by superimposing several interfering thermal wave fields, • Defects very close to each other can be separated by multiple measurements with varying heating structures, • Defects at different depths can be distinguished by an optimized temporal shaping of the thermal excitation function, • Narrow cracks on the surface can be found by robotic scanning with focused laser spots. We present the latest results of this technology obtained with high-power laser systems and modern numerical methods. T2 - 20th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT) CY - Incheon, Korea DA - 27.05.2024 KW - Thermography KW - Laser KW - NDT KW - Super-Resolution KW - DLP KW - DMD PY - 2024 AN - OPUS4-60172 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Hicke, Konstantin A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed fiber optic sensing for monitoring of underground facilities N2 - Distributed fiber optic sensing (DFOS) technique is a promising and robust non-destructive testing tool that can seamlessly acquire environmental conditions over large scales. Therefore, it has found extensive applications in structural health monitoring. Its appeal for monitoring underground facilities lies in the intrinsic properties of the optical fiber, such as immunity to magnetic interference, small size, chemical inertia, etc. This paper provides a concise overview of DFOS applications in underground facility monitoring. Following a brief introduction to the working principle of the DFOS technique, various examples are provided to demonstrate how distributed fiber sensors contribute to monitoring underground facilities. The paper presents unpublished field test results with an emphasis in the energy sector, including monitoring gas storage facilities, geothermal reservoir exploration, and ground movement detection. Furthermore, the paper identifies several directions for enhancing the DFOS system. T2 - SPIE Photonics Europe CY - Strasbourg, France DA - 07.04.2024 KW - Underground gas storage KW - Distributed fiber sensing KW - Geothermal borehole KW - Ground movement KW - Leakage detection KW - Structure health monitoring PY - 2024 AN - OPUS4-60146 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Hicke, Konstantin A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed fiber optic sensing for monitoring of underground facilities N2 - Distributed fiber optic sensing (DFOS) technique is a promising and robust non-destructive testing tool that can seamlessly acquire environmental conditions over large scales. Therefore, it has found extensive applications in structural health monitoring. Its appeal for monitoring underground facilities lies in the intrinsic properties of the optical fiber, such as immunity to magnetic interference, small size, chemical inertia, etc. This paper provides a concise overview of DFOS applications in underground facility monitoring. Following a brief introduction to the workingbnprinciple of the DFOS technique, various examples are provided to demonstrate how distributed fiber sensors contribute to monitoring underground facilities. The paper presents unpublished field test results with an emphasis in the energy sector, including monitoring gas storage facilities, geothermal reservoir exploration, and ground movement detection. Furthermore, the paper identifies several directions for enhancing the DFOS system. T2 - SPIE Photonics Europe CY - Strasbourg, France DA - 07.04.2024 KW - Structure health monitoring KW - Geothermal borehole KW - Distributed fiber optic sensing KW - Ground movement KW - Leakage detection PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1117/12.3023571 SN - 0277-786X VL - 13001 SP - 1 EP - 10 PB - SPIE AN - OPUS4-60384 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Kunji Purayil, Sruthi Krishna A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robotergestützte 3D-Scans und Laserthermografie zur Prüfung an komplexen Bauteilen auf Risse N2 - Die Integration von Automation und Robotik in die Prüfprozesse ermöglicht die Untersuchung komplexer Bauteile. Diese Studie präsentiert die robotergestützte Laserthermografie, um Risse in solchen Bauteilen zu identifizieren und analysieren. Diese Technik ermöglicht die automatisierte Rissprüfung welche im Vergleich zur Farbeindringprüfung auf viele, meist manuelle, Arbeitsschritte sowie die notwendigen Chemikalien verzichtet. Zusätzlich wird ein automatisiertes Einscannen der Bauteile mithilfe eines Linienscanners vorgestellt. Dieser Schritt ermöglicht eine detaillierte 3D-Rekonstruktion der Bauteilgeometrie und ermöglicht eine einfache Korrektur von Abweichungen in der Bauteilaufnahme und eröffnet Möglichkeiten zur adaptiven Bahnplanung bei Bauteilverformungen. Die Rückprojektion der gefundenen Risse auf die Oberfläche des Bauteils kann automatisiert erfolgen. Dieser Schritt erlaubt nicht nur die Identifikation der Risse, sondern auch eine genauere Analyse ihrer Geometrie und Lage am Bauteil. Die Kombination von robotergestützter Laserthermografie, automatisiertem 3DScanning und Rückprojektion der Risse auf die Bauteiloberfläche eröffnet neue Möglichkeiten in der zerstörungsfreien Prüfung von komplexen Bauteilen und erweitert damit mögliche Anwendungsfelder. T2 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - ZFP4.0 KW - Automatisierung KW - Thermografie KW - Laser KW - Roboter PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-604811 UR - https://www.ndt.net/?id=29520 VL - 182 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-60481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Friedrich, Alexander A1 - Zhang, Tianyun T1 - Simulation von Ultraschall- und Wirbelstromprüfdaten für die Schienenprüfung N2 - Im Rahmen des Forschungsprojekts "Artificial Intelligence for Rail Inspection" (AIFRI) wird ein KI-Algorithmus entwickelt, um die Fehlererkennung und Bewertung bei der Auswertung von Schienenprüfungen mittels Ultraschall- und Wirbelstromprüfverfahren zu verbessern. Die Bandbreite möglicher Defekte und die Menge an Einflussgrößen auf die Schienenprüfung ist sehr groß, aber die Prüfdaten aus dem Feld bilden diese Bandbreite nicht balanciert ab und sind unzureichend gelabelt. Durch Simulationen werden große Mengen detailliert gelabelter Daten für relevante Schienenschädigungen und Artefakte bereitgestellt. Aus diesen Daten werden wiederum virtuellen Prüffahrten erstellt, die für das Training und die Validierung der KI genutzt werden können. In unserem Vortrag stellen wir den Erstellungsprozess der Datensätze vor. Jeder Schritt von der Geometriedarstellung bis zur Datenverarbeitung wird erfasst. Der Fokus wird auf Simulationsergebnisse und deren Verarbeitung gelegt. Die Signalverarbeitung spielt in den Datensätzen eine große Rolle, dabei werden die Datensätze an die realen Daten angepasst. Für Wirbelstrom und Ultraschall werden diese Prozesse im Hinblick auf die Fehlertypen Head Checks und Bohrungsanrisse veranschaulicht. Ferner diskutieren wir die Simulation von Schweißnähten, die von beiden Prüfsystem detektiert werden können; und somit besondere Abstimmung bedürfen aber auch Synergieeffekte zwischen den Prüfsystem ermöglichen. Für die Ablage der Datensätze verweisen wir auf das ebenfalls eingereichte Poster „Verwendung von DICONDE bei der Eisenbahn-Schienenprüfung“. Das Projekt AIFRI wird im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND unter dem Förderkennzeichen 19FS2014 durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - Wirbelstrom KW - Ultraschall KW - Simulation KW - Machine Learning PY - 2024 AN - OPUS4-60138 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Völker, Tobias A1 - Gottlieb, Cassian A1 - Kapteina, Gesa A1 - Wilsch, Gerd A1 - Millar, Steven A1 - Reichling, Kenji T1 - Neues DGZfP-Merkblatt B14: Quantifizierung von Chlorid in Beton mittels LIBS N2 - Bei der Erhaltung von Stahlbetonbauwerken ist der Chloridgehalt im Beton ein wichtiger Parameter zur Festlegung geeigneter Instandsetzungsmaßnahmen. Die bisher etablierten Verfahren basieren auf der nasschemischen Analyse einer Probe, Bohrmehl oder aufgemahlener Segmente eines Bohrkerns. Das Verfahren liefert einen Chloridgehalt je Tiefensegment, was mit einer starken Homogenisierung der Probe einhergeht, wodurch detaillierte Informationen zu Chloridunterschieden im Millimeterbereich verloren gehen. Eine alternative Methode ist die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS), die nicht nur die quantitative ortsaufgelöste Bestimmung des Chloridgehalts im Bezug zur Zementmasse ermöglicht, sondern auch simultan detaillierte Informationen über die Verteilung vieler anderer chemischer Elemente liefert. Die räumliche Auflösung liegt in der Regel im Bereich von einigen Millimetern, kann aber bei Bedarf auf 0,1 mm oder weniger erhöht werden. Das neue Merkblatt B14 „Quantifizierung von Chlorid in Beton mit der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS)“ der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfungen (DGZfP) regelt und vereinheitlicht erstmals die zuverlässige und reproduzierbare Ermittlung des Chloridgehalts mit LIBS. In diesem Beitrag wird das Merkblatt vorgestellt und anhand praktischer Anwendungsbeispiele das Potenzial von LIBS für Fragestellungen in der Betonerhaltung verdeutlicht. KW - LIBS KW - Chlor KW - Chlorid KW - Beton KW - Bauwerksdiagnostik PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400014 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-60005 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien T1 - Nondestructive defect characterization using full-frame spatially structured super resolution laser thermography N2 - Die laserbasierte aktive thermografische Prüfung als berührungslose Methode der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (NDT) basiert auf der aktiven Erwärmung des Testobjekts (OuT) und Messung des resultierenden Temperaturanstiegs mit einer Infrarotkamera. Dadurch bedingt können systematische Abweichungen vom vorhergesagten Erwärmungsverhalten Aufschluss über dessen innere Struktur geben. Jedoch ist das Auflösungsvermögen für innenliegende Defekte durch die diffusive Natur der Wärmeleitung in Festkörpern begrenzt. Thermografische Super-Resolution (SR)-Methoden zielen darauf ab, diese Limitation durch die Kombination mehrerer Messungen mit jeweils unterschiedlicher strukturierter Erwärmung und mathematischer Optimierungsmethoden zu überwinden. Zur Rekonstruktion innerer Defekte mithilfe thermografischer SR-Rekonstruktionsmethodik wird für die Gesamtheit mehrerer Messungen ein schlecht gestelltes und stark regularisiertes inverses mathematisches Problem gelöst, was in einer dünnbesetzten Karte der internen Defektstruktur des OuTs resultiert. Der vorliegende Vortrag gibt einen Überblick über die geleisteten Arbeiten in diesem Gebiet im Rahmen der hier mit dem Wissenschaftspreis der DGZfP 2024 prämierten Arbeit. T2 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - Thermografie KW - Laser KW - ZfP KW - Super-Resolution KW - DLP KW - DMD PY - 2024 AN - OPUS4-60007 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf T1 - Verwendung von DICONDE bei der Eisenbahnschienenprüfung 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. Die „Standard Practice for Digital Imaging and Communication in Nondestructive Evaluation“ (DICONDE), basierend auf dem medizinischen Standard „Digital Imaging and Communication in Medicine“ (DICOM), ermöglicht es, sowohl Prüfdaten als auch Prüfergebnisse und Streckeninformationen in einem standardisierten Format zu speichern und zwischen verschiedenen Endpunkten zu übertragen. Das Poster gibt zunächst einen kurzen Überblick über die hierarchische Struktur von DICONDE und zeigt dann, wie DICONDE bei der Prüfung verlegter Eisenbahnschienen verwendet werden kann. Die geometrischen Besonderheiten (mehrere Kilometer Länge pro Prüffahrt, kurviger Streckenverlauf) stellen dabei eine besondere Herausforderung dar. Im Rahmen des mFUND-geförderten Projektes „Arteficial Intelligence for Railway Inspection (AIFRI)“, Förderkennzeichen 19FS2014C, wurde ein Vorschlag für eine Erweiterung des DICONDE-Standards für die Schienenprüfung erarbeitet und bei der ASTM eingereicht. T2 - DGZfP Jahrestagung 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 05.05.2024 KW - DICONDE KW - Eisanbahn KW - Schienenprüfung PY - 2024 AN - OPUS4-60018 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Friedrich, Alexander A1 - Heckel, Thomas A1 - Zhang, Tianyun T1 - Verwendung von DICONDE bei der Eisenbahn-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. Die „Standard Practice for Digital Imaging and Communication in Nondestructive Evaluation“ (DICONDE), basierend auf dem medizinischen Standard „Digital Imaging and Communication in Medicine“ (DICOM), ermöglicht es, sowohl Prüfdaten als auch Prüfergebnisse und Streckeninformationen in einem standardisierten Format zu speichern und zwischen verschiedenen Endpunkten zu übertragen. Das Poster gibt zunächst einen kurzen Überblick über die hierarchische Struktur von DICONDE und zeigt dann, wie DICONDE bei der Prüfung verlegter Eisenbahnschienen verwendet werden kann. Die geometrischen Besonderheiten (mehrere Kilometer Länge pro Prüffahrt, kurviger Streckenverlauf) stellen dabei eine besondere Herausforderung dar. Im Rahmen des mFUND-geförderten Projektes „Arteficial Intelligence for Railway Inspection (AIFRI)“, Förderkennzeichen 19FS2014C, wurde ein Vorschlag für eine Erweiterung des DICONDE-Standards für die Schienenprüfung erarbeitet und bei der ASTM eingereicht. T2 - DGZfP Jahrestagung 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 05.05.2024 KW - DICONDE KW - Eisenbahn KW - Schienenprüfung PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-600204 DO - https://doi.org/10.58286/29500 SP - 1 EP - 5 PB - NDT.net AN - OPUS4-60020 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barretto, T. A1 - Gentes, S. A1 - Braun, J. A1 - Averin, Anton A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Stroncik, N. T1 - Automated non-destructive internal corrosion detection on radioactive drums (ZIKA) N2 - The aim of the ZIKA research project, funded by the BMBF funding program FORKA (FKZ:15S9446 A-C), is the automated detection of internal corrosion of radioactive drums using non-destructive testing (NDT). The newly gained findings will be combined with research results from the previous project EMOS (FKZ:15S9420), which dealt with the external damage of drums. Using NDT, internal corrosion and possible internal sources of damage can be identified before they become a safety-relevant issue. However, if internally sourced damages can be seen externally, the integrity of the damaged drum is no longer guaranteed, which has significant consequences. Therefore, early detection before integrity failure is of particular importance for interim storage facilities with low- and medium-level radioactive waste drums. T2 - Kerntechnik 2024 CY - Leipzig, Germany DA - 11.06.2024 KW - Corrosion detection KW - Non-destructive testing KW - Automated inspection system PY - 2024 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-60322 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander T1 - Distributed polymer optical fiber sensors using digital I-OFDR for geotechnical infrastructure health monitoring N2 - We present a distributed polymer optical fiber sensor system for deformation monitoring of geotechnical infrastructure. The sensor system is based on the digital incoherent optical frequency domain reflectometry (I-OFDR) for the detection of local strain events along a perfluorinated polymer optical fiber (PF-POF) used as a sensing fiber. For the best possible load transfer, the PF-POFs were integrated onto geosynthetics which pose a sensor carrier for the sensing fiber. By using elastic PF-POF instead of a standard glass fiber as a sensing fiber the strain range of geosynthetics-integrated fiber optic sensors could be extended up to 10 % in accordance with the end-user requirements. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Digital I-OFDR KW - Distributed polymer optical fiber sensor KW - Distributed strain sensing KW - Smart geosynthetics KW - Structural health monitoring PY - 2024 AN - OPUS4-60308 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Königsbauer, Korbinian A1 - Nöther, Nils A1 - Färber, Jan A1 - Schaller, M.-Barbara A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed polymer optical fiber sensors using digital I-OFDR for geotechnical infrastructure health monitoring N2 - We present a distributed polymer optical fiber sensor system for deformation monitoring of geotechnical infrastructure. The sensor system is based on the digital incoherent optical frequency domain reflectometry (I-OFDR) for the detection of local strain events along a perfluorinated polymer optical fiber (PF-POF) used as a sensing fiber. For the best possible load transfer, the PF-POFs were integrated onto geosynthetics which pose a sensor carrier for the sensing fiber. By using elastic PF-POF instead of a standard glass fiber as a sensing fiber the strain range of geosynthetics-integrated fiber optic sensors could be extended up to 10 % in accordance with the end-user requirements. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Digital I-OFDR KW - Distributed polymer optical fiber sensor KW - Ddistributed strain sensing KW - Smart geosynthetics KW - Structural health monitoring PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-603096 SP - 1 EP - 7 PB - NDT.net AN - OPUS4-60309 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chaudhuri, Somsubhro T1 - Fatigue damage detection using Lock-In Thermography N2 - Early detection of fatigue cracks and accurate measurements of the crack growth play an important role in the maintenance and repair strategies of steel and composite structures exposed to cyclic loads during their service life. Commonly used non-destructive techniques such as strain gauges, clip gauges, ultrasound, etc. used for detection and monitoring of fatigue damage are contact-based and perform local measurements. In addition, complex full-field techniques are commonly investigated, such as digital image correlation (DIC) and infrared thermography (IRT). In this work, a specific implementation of IRT, called lock-in IRT, is implemented for fatigue damage detection. This technique evaluates the thermal stress response of test specimens, specifically focusing or “locking-in” on the frequency of applied cyclic loads. Three different test scenarios are presented. First, a section of a wind turbine rotor blade made of a glass fibre reinforced plastic (GFRP) shell structure under cyclic load was examined with Lock-In IRT along with DIC. The primary advantage of Lock-In IRT in this test setup was that it required no sample preparation, as compared to the painting and speckle pattern required for DIC. In the frequency domain, specifically the frequency of applied cyclic load, it was possible to extract local directional inhomogeneous loading within the shell structure due to progressive damage, confirmed with the deformation obtained from DIC results. Second, thick welded specimens made of structural steel S355 were subjected to multiple NDT methods such as strain gauges, crack luminescence penetration (developed specifically at BAM), ultrasound, and IRT, with the aim of investigating the ability of each technique to detect fatigue damage initiation as early as possible in the total fatigue life of the specimen. Amongst the range of implemented techniques, Lock-In IRT provided the first indication of fatigue crack initiation at the weld toe of the specimens. This was validated with the other techniques as well as fractography. Third, steel S355 specimens used to manufacture offshore wind turbine monopiles were tested. The specimens were extracted from a plate that was submerged in a marine environment, resulting in a corroded surface with corrosion pits. These specimens were subjected to cyclic tensile loads without removing the corrosion pits. The fatigue tests were monitored using IRT in a special full-field capturing setup that enables both sides of the specimen to be examined with one IRT camera. This allowed the entire pitted surface to be monitored for fatigue damage initiation at the same time. With the implementation of Lock In IRT, the surface stress distribution could be captured (the stress concentration at the pits), and fatigue crack initiation could be detected and linked with specific corrosion pits. T2 - 20th World Conference on Non-Destructive Testing CY - Incheon, South Korea DA - 27.05.2024 KW - Non-destructive testing KW - Thermografie KW - Thermal stress analysis KW - Fatigue testing KW - Damage detection PY - 2024 AN - OPUS4-60697 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Verbesserung der Kreislaufwirtschaft im Bauwesen durch Bauwerksdiagnose: Ein Einblick in das Projekt REINCARNATE N2 - Das EU-finanzierte Projekt REINCARNATE, im Rahmen des Horizont Europa Programms, setzt neue Maßstäbe in der Kreislaufwirtschaft des Bauwesens durch den Einsatz fortschrittlicher Bauwerksdiagnose-Tools. Diese Werkzeuge, insbesondere die Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP), spielen eine zentrale Rolle bei der Förderung der Zirkularität in der Baubranche. Die ZfP ermöglicht es, die Qualität und Eignung von Baumaterialien präzise zu bestimmen, ohne diese zu beschädigen. Dies ist entscheidend für die Wiederverwendung und das Recycling von Baustoffen und trägt wesentlich zur Reduzierung des Bauabfalls bei. Durch die Integration dieser Technologie in die Planungs- und Entwurfsphase können Architekten und Ingenieure aktiv einen nachhaltigeren Bauprozess fördern. REINCARNATE verbindet diese Diagnosemethoden mit digitalen Innovationen wie der Technologie des digitalen Zwillings und KI-gesteuerten Lösungen. Diese Kombination ermöglicht eine noch genauere und effizientere Bewertung und Nutzung von Baustoffen, was die Wiederverwendbarkeit und das Recycling verbessert. Im Rahmen des Projekts werden elf Demonstrationsprojekte in ganz Europa umgesetzt, die die praktische Anwendung dieser Technologien zeigen. Diese Projekte demonstrieren, wie ZfP und digitale Werkzeuge zusammenwirken, um Materialien, die traditionell als Abfall angesehen werden, in wertvolle Ressourcen umzuwandeln. Das Ziel von REINCARNATE ist eine 80-prozentige Verringerung der Bauabfälle und eine 70-prozentige Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Mit diesem Beitrag demonstrieren wir eine klare, umsetzbare Anleitung für die Bauindustrie, wie Innovationen in die Praxis umgesetzt werden können. Wir präsentieren greifbare Strategien zur Implementierung nachhaltiger, zirkulärer Praktiken im Bauwesen und markiert einen Wendepunkt in Richtung einer nachhaltigeren Bauindustrie. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2024 CY - Berlin, Germany DA - 29.02.2024 KW - Concrete KW - Recycling KW - BIM KW - AI KW - NDT PY - 2024 AN - OPUS4-60620 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Völker, Christoph A1 - Zia, Ghezal Ahmad Jan A1 - Moreno Torres, Benjami A1 - Hartmann, Timo T1 - Reincarnate: Shaping a sustainable future in construction through digital innovation N2 - We introduce the REINCARNATE project, funded by the European Union's Horizon Europe program, to boost circularity by merging digital innovations with practical applications and a focus on material reuse. The heart of REINCARNATE is the Circular Potential Information Model (CP-IM), a digital platform designed to assess and enhance the recyclability of construction materials, construction products, and buildings. The CP-IM integrates advanced technologies such as digital twins, AI, and robotics to revolutionize the handling of construction waste, turning it into valuable resources and cutting the environmental footprint of the sector. Among its features are digital tracing, material durability predictions, and CO2 reduction materials design. These are showcased in eleven European demonstration projects, highlighting the practical benefits of these technologies in reducing construction waste and CO2 emissions by up to 80% and 70% respectively. REINCARNATE aims to marry innovation with real-world application, providing the construction industry with strategies for sustainable and circular practices. T2 - Rilem Spring Convention CY - Milan, Italy DA - 10.04.2024 KW - Construction sustainability KW - European project KW - Recycled materials KW - Life cycle KW - Digital construction PY - 2024 AN - OPUS4-60625 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Pulse compression for air-coupled ferroelectret and thermoacoustic transducers N2 - The main advantage of air-coupled ultrasonic testing is the absence of a liquid couplant, which can damage some materials. However, most air-coupled testing scenarios have the challenge of low signals and a signal-to-noise ratio (SNR) several orders of magnitude lower than with couplant-assisted techniques. Since this challenge of small SNR also exists in radar technology, the pulse compression used there was adapted and applied to the physical conditions of air-coupled ultrasonic testing. This paper presents ultrasonic transmission measurements on a carbon-fibre-reinforced polymer plate using two experimental setups: 1) a thermoacoustic transmitter and an optical microphone and 2) a pair of ferroelectret transducers as transmitter and receiver. Thermoacoustic transmitters convert electrical energy to heat, which causes the air to expand thus producing acoustic waves. The optical microphone is based on a Fabry-Perot interferometer. Ferroelectrets are charged cellular polymers, having piezoelectric properties and excellent acoustic matching to air. Both thermoacoustic transmitters and ferroelectrets are non-linear regarding the relationship between the excited sound pressure and the excitation voltage. Due to these physical boundary conditions, unipolar coding was used to modulate the excitation signals. Various codes were tested, and parameters of the excitation pulses were varied to find the optimal combination for each experimental setup. The application of pulse compression to the combination of thermoacoustic transmitter and optical microphone increased the signal-to-noise ratio by up to 16 dB and for the ferroelectret transducers by up to 23 dB. T2 - 30th International Congress on Sound and Vibration CY - Amsterdam, Netherlands DA - 08.07.2024 KW - Pulse compression KW - Air-coupled ultrasonic transducers KW - Ferroelectret KW - Thermoacoustics PY - 2024 AN - OPUS4-60733 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Gurka, M. T1 - Optimization of thermal shock response spectrum as infrared thermography post-processing methodology using Latin hypercube sampling and analytical thermal N-layer model N2 - In this work, we continue to develop and investigate the Thermal Shock Response Spectrum (TSRS) method as an alternative data processing method for infrared thermography (IRT). We focus on improving the current TSRS algorithm and present an optimization methodology for finding the optimal thermal Q-factor and characteristic frequency pair, which is based on the widely applied random sampling method. We show the qualitative relationship between the determined optimal characteristic frequency and the corresponding maximum difference in diffusion length between reference and defective models, as calculated by selecting a specific one-dimensional thermal N-layer model. The investigations were performed on an inhomogeneous plate made of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) with artificial square defects at different depths. Furthermore, two different heat sources were used: a xenon flash lamp and a laser. These sources are not only distinct by their underlying physics but also generate inherently different pulse shapes. To quantitatively estimate the contrast between defect and non-defect areas, and to compare these results with commonly used infrared thermography (IRT) data post-processing methods such as Pulse Phase Thermography (PPT) and Thermographic Signal Reconstruction (TSR), the Tanimoto criterion (TC) and signal-tonoise ratio (SNR) were used. KW - Infrared thermography KW - Composite materials KW - TSRS optimization KW - Defect identification KW - Heat source shape KW - N-layers model KW - Latin hypercube sampling PY - 2024 UR - https://ssrn.com/abstract=4910240 SP - 1 EP - 21 PB - Elsevier CY - New York, NY AN - OPUS4-60734 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Johann, Sergej A1 - Stürenberg, Jan A1 - Tandon, Aditya T1 - Robotergestütztes Bauwerksmonitoring basierend auf eingebetteter Sensorik N2 - In den letzten Jahrzehnten hat sich das Bauwerksmonitoring (engl. „Structural Health Monitoring“, SHM) zu einer nützlichen Ergänzung routinemäßiger Inspektionen entwickelt. SHM ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Schäden an Bauwerken und dadurch die frühe, und somit kostengünstige, Durchführung von Reparatur- und Wartungsarbeiten. Mit dem Aufkommen drahtloser Technologien und Fortschritten in der Informations- und Kommunikationstechnologie werden Bauwerke zunehmend mit drahtlosen Sensorknoten ausgestattet, um für SHM relevante Bauwerksdaten zu erfassen, zu analysieren und zu übertragen. Eine vielversprechende Methode für SHM ist die direkte Einbettung von Sensoren in den Beton. In diesem Beitrag wird ein Sensorsystem zur Einbettung in Beton vorgestellt, das in der Lage ist, die im Beton aufgenommenen Bauwerksdaten auszuwerten. Die Sensoren werden bei Bedarf von vierbeinigen Robotern mittels Radio Frequency Identification (RFID) ausgelesen und mit Energie versorgt, was einen automatisierten und effizienten Prozess ermöglicht. Der prototypische Prozess zur automatischen Erfassung von Bauwerksdaten mit eingebetteter Sensorik und vierbeinigen Robotern wird durch Tests in einer Büroumgebung validiert. Die Ergebnisse der Tests bestätigen die automatische und effiziente Erfassung von Bauwerksdaten, die eine frühzeitige Erkennung von Bauwerksschäden, auch von nicht sichtbaren Schäden, ermöglicht, und eine folgerichtige Weiterentwicklung des modernen Bauwerksmonitorings repräsentiert. T2 - 35. Forum Bauinformatik CY - Hamburg, Germany DA - 18.09.2024 KW - Radio Frequency Identification (RFID) KW - Bauwerksmonitoring (SHM) KW - Eingebettete Sensorik KW - Vierbeinige Roboter KW - Autonome Navigation PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-621890 DO - https://doi.org/10.15480/882.13502 SP - 139 EP - 146 AN - OPUS4-62189 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stührenberg, Jan T1 - Robotergestütztes Bauwerksmonitoring basierend auf eingebetteter Sensorik N2 - In den letzten Jahrzehnten hat sich das Bauwerksmonitoring (engl. „Structural Health Monitoring“, SHM) zu einer nützlichen Ergänzung routinemäßiger Inspektionen entwickelt. SHM ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Schäden an Bauwerken und dadurch die frühe, und somit kostengünstige, Durchführung von Reparatur- und Wartungsarbeiten. Mit dem Aufkommen drahtloser Technologien und Fortschritten in der Informations- und Kommunikationstechnologie werden Bauwerke zunehmend mit drahtlosen Sensorknoten ausgestattet, um für SHM relevante Bauwerksdaten zu erfassen, zu analysieren und zu übertragen. Eine vielversprechende Methode für SHM ist die direkte Einbettung von Sensoren in den Beton. In diesem Beitrag wird ein Sensorsystem zur Einbettung in Beton vorgestellt, das in der Lage ist, die im Beton aufgenommenen Bauwerksdaten auszuwerten. Die Sensoren werden bei Bedarf von vierbeinigen Robotern mittels Radio Frequency Identification (RFID) ausgelesen und mit Energie versorgt, was einen automatisierten und effizienten Prozess ermöglicht. Der prototypische Prozess zur automatischen Erfassung von Bauwerksdaten mit eingebetteter Sensorik und vierbeinigen Robotern wird durch Tests in einer Büroumgebung validiert. Die Ergebnisse der Tests bestätigen die automatische und effiziente Erfassung von Bauwerksdaten, die eine frühzeitige Erkennung von Bauwerksschäden, auch von nicht sichtbaren Schäden, ermöglicht, und eine folgerichtige Weiterentwicklung des modernen Bauwerksmonitorings repräsentiert. T2 - 35. Forum Bauinformatik CY - Hamburg, Germany DA - 18.09.2024 KW - Radio Frequency Identification (RFID) KW - Bauwerksmonitoring (SHM) KW - Eingebettete Sensorik KW - Vierbeinige Roboter KW - Autonome Navigation PY - 2024 AN - OPUS4-62190 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pelkner, Matthias T1 - ZfP mit der Wirbelstromprüfung N2 - Vorstellung der Forschung und Entwicklung des Fachbereichs 8.4 im Bereich der Wirbelstromprüftechnik im Rahmen des Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg an der BAM. Der Vortrag gibt einen Überblick über die Aktivitäten des FBs. T2 - 4. Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg CY - Berlin, Germany DA - 01.10.2024 KW - Wirbelstromprüfung KW - Magnetfeldsensoren KW - Prüfsysteme KW - GMR/TMR PY - 2024 AN - OPUS4-61766 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Narayanan, A. A1 - Duddi, M. A1 - Kocherla, Amarteja A1 - Subramaniam, K. V. L. T1 - Continuous monitoring of the early-age strength development of cement paste using embeddable piezoelectric-based ultrasonic transducers N2 - A piezoelectric-based ultrasonic transducer that can be embedded at the time of casting is developed for the purpose of continuously monitoring the early-age strength development of cement paste. The transducers that have been developed are equipped with various levels of protection in order to enhance their resilience in an alkaline environment and mitigate the risk of short-circuits. The transducers are operated in actuator-receiver mode. The obtained ultrasonic signal is analyzed in frequency domain. The initial and final setting time estimated from calorimetry measurements demonstrated a strong agreement with the proposed frequency domain approach. The observed behavior of concrete in wave transmission measurements exhibits similarities to that of an electronic filter. Initially, concrete behaves similar to a low-pass filter, but as time elapses, it transitions into a high-pass filter. T2 - 9th Civil Structural Health Monitoring Workshop (CSHM-9) CY - Kuwait City, Kuwait DA - 12.02.2024 KW - Hydration KW - Embedded sensor KW - Early-age KW - Cementitious KW - PZT KW - Ultrasonic PY - 2024 SN - 978-3-031-62252-6 SN - 978-3-031-62255-7 SN - 978-3-031-62253-3 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-62253-3_4 SN - 2366-2557 N1 - Serientitel: Lecture notes in civil engineering – Series title: Lecture notes in civil engineering VL - 516 SP - 44 EP - 51 PB - Springer Nature Switzerland CY - Cham AN - OPUS4-62593 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duddi, M. A1 - Kocherla, Amarteja A1 - Subramaniam, K. V. L. T1 - Real-time monitoring of concrete properties using an embedded smart piezoelectric sensor with active and passive sensing abilities N2 - Concrete undergoes physical and chemical changes from the time of casting. These changes in early stage of hydration of concrete, highly influence the final properties and overall performance of concrete structures. Comprehensive health monitoring sensors can help to improve the quality and performance of concrete structures by providing detailed and accurate real-time information about the properties and condition of concrete at different stages of its life cycle. In this study, an embedded smart PZT (Lead Zirconate and Titanium) sensor is developed and its potential for comprehensive health monitoring of concrete structures is explored. To protect the PZT sensor from short-circuiting and alkaline environment, a robust and sensitive protection scheme is developed. The developed embedded smart PZT sensor was placed in the concrete during casting to infer the in-situ properties of concrete through active and passive sensing techniques. Through active sensing techniques Electrical Impedance (EI) and wave propagation (WP), the hydration and damage are monitored, respectively; through passive sensing techniques vibration, and acoustic emission (AE), the development of Young’s modulus and cracking in concrete are monitored. The methodology to infer the changes inworkability, complete set behavior, property development, and crack opening in concrete structures is developed. The reproducibility of all these techniques using the developed embedded smart PZT sensor is established. Since the developed sensor is capable of both active and passive sensing, it allows for a more comprehensive and flexible approach to health monitoring. This contributes to increased data accuracy, reliability, and a more holistic understanding of the concrete structure’s condition. T2 - 1st Interdisciplinary Symposium on Smart & Sustainable Infrastructure (ISSSI 2023) CY - Vancouver, BC, Canada DA - 04.09.2023 KW - Embedded smart PZT sensor KW - Electrical impedance (EI) KW - Wave propagation (WP) KW - Acoustic emission (AE) KW - Vibration monitoring KW - Hydration KW - Damage PY - 2024 SN - 978-3-031-53388-4 SN - 978-3-031-53389-1 SN - 978-3-031-53391-4 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-53389-1_96 SN - 2211-0844 N1 - Serientitel: RILEM bookseries – Series title: RILEM bookseries VL - 48 SP - 1089 EP - 1100 PB - Springer Nature CY - Cham AN - OPUS4-62681 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Christensen, J. B. A1 - Jørgensen, A. A. A1 - Vandborg, M. H. A1 - Thomas, P. J. A1 - Lu, Xin A1 - Failleau, G. A1 - Eisermann, R. A1 - Grüner-Nielsen, L. A1 - Balslev-Harder, D. A1 - Lassen, M. A1 - Krenek, S. T1 - Fiber-artefact methodology and calibration framework for Brillouin-based fiber sensing N2 - We propose, and demonstrate, the use of a fiber-optical measurement artefact as a metrological tool for traceable distance calibration of distributed optical fiber sensors. The constructed fiber artefact consists of a lead-in fiber coupled to a fiber loop using a 3-dB coupler and is used to calibrate both a home-build Brillouin-OTDR setup and a custom version of a commercial Brillouin-OTDR interrogator build for distributed temperature sensing. For both interrogators, we demonstrate distance calibrations with 1-meter uncertainty (k=1) in the offset length and 0.1 % (1 m/km) uncertainty (k = 1) in the distance scale factor. In addition, it is shown that the fiber artefact can be used to assess undesired distance-dependent measurement biases. KW - Distributed temperature sensing KW - Metrology KW - Distributed optical fiber sensing KW - Brillouin optical time-domain reflectrometry PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-618853 DO - https://doi.org/10.1364/OE.544659 SN - 1094-4087 VL - 32 IS - 26 SP - 45483 EP - 45493 PB - Optica Publishing Group AN - OPUS4-61885 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - McNeil, Sue A1 - Adey, Bryan A1 - Anastasopoulos, Panagiotis Ch. A1 - Chu, James C. A1 - Derrible, Sybil A1 - Durango-Cohen, Pablo A1 - Francis, Royce A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Labi, Samuel A1 - Li, Joshua A1 - Manuel, Lance A1 - Cunha Marques, Rui A1 - Reilly, Allison A1 - Tesfamariam, Solomon A1 - Sanford, Kristen L. T1 - Journal of Infrastructure Systems: Thirty Years and an Opportunity to Refocus N2 - The editorial reflects on the 30-year journey of the Journal of Infrastructure Systems, highlighting its evolution, interdisciplinary mission, and contributions to the field of civil infrastructure. It traces the journal's history, including the introduction of new paper formats, awards, and its commitment to engaging early-career professionals. Looking forward, the journal emphasizes its focus on complex, system-level challenges, encouraging submissions that integrate engineering with data-driven, cross-disciplinary approaches, particularly in areas like smart infrastructure, climate resilience, and sustainability. The editorial concludes with gratitude to contributors and a call for continued collaboration to advance the understanding and management of infrastructure systems. KW - Maintenance KW - Infrastructure systen KW - Transportation KW - Repair KW - Climate resilience KW - Refurbishment PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1061/JITSE4.ISENG-2690 VL - 31 IS - 1 SP - 1 EP - 2 PB - American Society of Civil Engineers (ASCE) AN - OPUS4-62773 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kunji Purayil, Sruthi Krishna T1 - Physics-Based Model Assisted Age Prediction of Real- Serviced Thermal Barrier Coated Samples Using Infrared Thermography N2 - In this study, an age prediction model is developed for the real serviced thermal barrier coated (TBC) samples. TBC is a multilayer coating applied on metallic structures exposed to high temperatures, such as gas turbine blades and aeroengine parts, to extend the operational life. One of the main challenges for developing an age prediction model is the unavailability of serviced samples and labelled datasets. So, in this study, experimentally validated numerical models are used for data generation. The study considers samples with three different service times, i.e., 0 (newly coated), 500 hours, and 1000 hours. The age prediction is done in two stages: thermal diffusivity prediction for blind real serviced samples with a trained 1D-CNN model and classification of samples based on the service hours into different classes using AI classification models. The results demonstrate that our approach provides reliable age estimations with a high correlation between actual and predicted ages of samples. This method provides a non-destructive, efficient, and accurate method of evaluating the life of TBCs, which is a substantial improvement over traditional techniques that rely on complex destructive methods or microstructural analysis for the age evaluation. T2 - 17th Quantitative InfraRed Thermography Conference (QIRT) CY - Zagreb, Croatia DA - 01.07.2024 KW - Infrared Thermography KW - NDE 4.0 KW - AI for NDT KW - Thermal barrier coatings PY - 2024 AN - OPUS4-62450 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Bernhardt, Yannick A1 - Császár, Lukas A1 - Dengiz, Nizamettin A1 - Fuchs, Martin A1 - Gaal, Mate A1 - Gautzsch, Tobias A1 - Gohlke, Dirk A1 - Hahn-Jose, Thomas A1 - Heckel, Thomas A1 - Hillger, Wolfgang A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Ilse, Detlef A1 - Kiel, Mario A1 - Kornely, Mike A1 - Labud, Patrick Alexander A1 - Marhenke, Torben A1 - Schubert, Frank A1 - Sommerhuber, Ryan A1 - Steinhausen, Ralf A1 - Szewieczek, Artur A1 - Wachter, Luis A1 - Waschkies, Thomas T1 - Charakterisierung und Verifizierung der luftgekoppelten Ultraschallprüfköpfe N2 - Dieses Dokument beschreibt die Eigenschaft en von fokussierten und unfokussierten Prüfköpfen, die für die zerstörungsfreie luftgekoppelte Ultraschallprüfung mit Mittenfrequenzen von über 20 kHz verwendet werden. Dieses Dokument bezieht sich auf Prüfköpfe, die auf dem piezoelektrischen Effekt basieren. KW - Luftgekoppelter Ultraschall KW - Ultraschallprüfung KW - Prüfköpfe KW - Charakterisierung PY - 2024 SN - 978-3-947971-36-7 VL - Richtlinie US 08 SP - 1 EP - 24 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin ET - Ausgabe Mai 2024 AN - OPUS4-62489 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Dengiz, Nizametin A1 - Fuchs, Martin A1 - Gaal, Mate A1 - Gautzsch, Tobias A1 - Herzog, Thomas A1 - Kornely, Mike A1 - Littner, Linus A1 - Marhenke, Torben A1 - Schmid, Simon A1 - Sommerhuber, Ryan A1 - Steinhausen, Ralf A1 - Szewieczek, Artur A1 - Wachter, Luis A1 - Waschkies, Thomas A1 - Wunderl, Stefan T1 - Leitfaden zur Durchführung von luftgekoppelter Ultraschallprüfung N2 - Die Anwendungsgebiete der luftgekoppelten Ultraschallprüfung (ACUT) können sehr vielfältig sein und weichen häufig stark von den Einsatzgebieten der klassischen Ultraschallprüfung ab. Vielmehr ist die ACUT eine eigenständige Methode, welche sich häufig eher mit Röntgen oder Thermografie überschneidet oder Prüfungen ermöglicht, die bis heute gar nicht verlässlich zerstörungsfrei durchgeführt werden können. Obwohl die luftgekoppelte Ultraschallprüfung mittlerweile keine neue Technologie ist, bleibt sie im Vergleich zu anderen Verfahren der ZfP ein Randgebiet unter den Methoden. Dies kommt nicht zuletzt dadurch zustande, dass es an Normen, Fachbüchern und Ausbildungsmöglichkeiten für interessierte Prüfer und Prüfaufsichten mangelt. Dies schafft für viele Anwendungsgebiete eine Einstiegshürde, welche die häufigere Anwendung verhindert. Aus diesen Gründen haben sich Experten aus Forschungseinrichtungen und aus der Industrie entschieden, einen Unterausschuss „Luftgekoppelte Ultraschallprüfung“ (ACUT) als Teil des Fachausschusses Ultraschallprüfung der DGZfP einzurichten und dort diese Themen zu bearbeiten. Es wurde beschlossen, einen Leitfaden zu erarbeiten, der interessierten Anwendern den Einstieg in ACUT erleichtert und eine Hilfestellung bei der Spezifikation und Umsetzung von solchen Prüfungen gibt. Das vorliegende Dokument ist das Ergebnis dieser Zusammenarbeit. KW - Luftgekoppelter Ultraschall KW - Ultraschallprüfung KW - Leitfaden PY - 2025 UR - https://publikationen.dgzfp.de/shop/leitfaden-zur-durchfuehrung-von-luftgekoppelter-ultraschallpruefung/ SN - 978-3-947971-45-9 VL - Richtlinie ACUT SP - 1 EP - 28 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin ET - Ausgabe Januar 2025 AN - OPUS4-62491 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Machbarkeitsstudie zur Zustandserfassung von Spannbetonschwellen mit dem Ultraschallverfahren N2 - Das niederfrequente Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Zustandserfassung von Stahlbetonkomponenten findet im Bauwesen umfangreiche Anwendung. Multistatische Arrays sind am Markt verfügbar und ausgelegt für die Prüfung großflächiger Betonstrukturen. In einer Machbarkeitsstudie wird überprüft, ob eine Zustandserfassung an schlanken Spannbetonschwellen möglich ist. B70-Schwellen und B90-Weichenschwellen wurden hierfür im Labor, im Schienennetz und während der Wiederaufbereitung mit dem Ultraschallverfahren untersucht. Fokus ist die Detektion von Sickenrisse, Kopfrissen und Treibrissen im Bereich des Schwellenkopfes. Die rekonstruierten Ultraschalldaten zeigen für intakt-klassifizierte Schwellen ein reproduzierbares Rückwandecho und weitere Reflexionen an den Schwellenaußenkanten. Die Ausprägung der Amplitude variiert je nach Degradation durch Belastung und Verwitterung. Defekt-klassifizierte Schwellen mit z. B. Kopfrissen oder unterseitigen Abplatzungen unterscheiden sich im Signalbild deutlich durch oberflächennahe Reflexionen bzw. verschobene Rückwandechos. Basierend auf den untersuchten Schwellen zeigt die Machbarkeitsstudie, dass eine zerstörungsfreie Zustandserfassung mit Hilfe des Ultraschallverfahrens grundsätzlich möglich ist. T2 - 13. Fachtagung ZfP im Eisenbahnwesen CY - Erfurt, Germany DA - 12.03.2024 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Spannbetonschwelle KW - Ultraschallverfahren KW - Beton KW - Zustandsermittlung PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-596536 AN - OPUS4-59653 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Stolpe, Heiko A1 - Wiehle, Philipp T1 - Moisture diffusion affected by the Knudsen effect in temporal changing pore networks N2 - Almost all building materials in civil engineering have an open porosity and interact with or are affected by the environmental conditions. Structures might suffer from effects such as moisture adsorption, carbonation, corrosion, penetration of salt ions and chemical substances, etc. In the hygroscopic range, these processes are mostly driven by diffusion. Due to the confinement of small pores (< 1 µm), the Knudsen effect reduces the molecular diffusion. This reduction can become more significant in case of temporal changing pore systems because of physisorption of water vapor, carbonation, or chemisorption. In this study, unstabilised earth blocks and earth masonry are investigated. In a first step, the pore size distribution of the blocks is measured and sorption isotherms are recorded in experiments. Besides the ordinary physisorption, the involved clay minerals undergo swelling or shrinking due to chemisorption. The following two effects must be considered: first, the reduction of the available pore space by the adsorbed water layer. For this, the Hillerborg sorption theory is used, which is a combination of the well-known Brunauer-Emmett-Teller sorption theory and the Kelvin equation. This allows the computation of adsorbed water layers even in curved pore geometries. Second, the variation of the initial pore size distribution due to chemisorption needs to be modelled. Based on these two models, the effective diffusion coefficient can be predicted. For validation, arrays of relative humidity sensors were embedded into a free-standing earth masonry wall. This monitoring was carried out over more than a year to have a broad variety of environmental conditions and was located in Berlin, Germany. The prediction of the effective diffusion coefficient can also be transferred to other processes and allows the investigation of materials having temporarily changing pore systems. Examples are the carbonation of cementitious materials, alkali silica reaction, calcium leaching of long-lasting structures, etc. This effect becomes most prominent in the meso-pore range and might alter the effective diffusion coefficient by more than 100 %. T2 - 4th International Congress on Materials & Structural Stability CY - Rabat, Morocco DA - 08.03.2023 KW - Earth masonry KW - Material moisture KW - Molecular diffusion KW - Chemisoprtion KW - Knudsen effect KW - Physisorption PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-571391 SP - 1 EP - 8 PB - RILEM CY - Champs-sur-Marne AN - OPUS4-57139 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Johann, Sergej A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Zimmek, David A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Smart electronic helper for long-term monitoring of bridges and building structures N2 - Increasing traffic volume on the one hand and ageing infrastructure on the other hand have created many new challenges for maintenance and structural health monitoring of roads and bridges. In the past, many bridges and road structures have been neglected, often resulting in traffic congestion, road closure, and increased repair costs. This research is concerned with the development of a system to improve the challenge of maintenance and early detection of damage, particularly moisture penetration and corrosion of steel reinforced concrete components. The objective is to develop a method that will also work after 30 years and longer. Many new IoT solutions are equipped with internal energy storage elements (accumulators or batteries) which are inappropriate here, since most relevant signs of concrete degradation occur after decades, where the functioning of such elements are more than questionable. The presented technology approach uses radio-frequency identification (RFID) and enables connectivity to sensors. It offers the advantage of an passive, completely independent energy supply without any energy storage components. Since the system should be permanently embedded in concrete, it is crucial to develop a long-term stable device which is adapted to the environmental influences of the structure, e.g., long-term resistance in very alkaline environment of pH 13. In numerous experiments, the robustness of the system was tested and evaluated. Various tests with encapsulations to protect the electronics were performed, and for long-term validation different concrete specimens were instrumented with RFID-sensor-systems. Their operating time is now around two years and investigations for signs of fatigue and damage to the encapsulation and the electronics are ongoing. T2 - SMAR 2019 CY - Potsdam, Germany DA - 27.08.2019 KW - Sensors KW - Passive RFID KW - Smart structures KW - SHT KW - Long term monitoring PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-501931 UR - https://www.ndt.net/?id=25011 SN - 1435-4934 VL - 25 IS - 1 SP - 1 EP - 6 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-50193 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Stolpe, Heiko A1 - Wiehle, Philipp T1 - Moisture diffusion affected by the Knudsen effect in temporal changing pore networks N2 - Almost all building materials in civil engineering have an open porosity and interact with or are affected by the environmental conditions. Structures might suffer from effects such as moisture adsorption, carbonation, corrosion, penetration of salt ions and chemical substances, etc. In the hygroscopic range, these processes are mostly driven by diffusion. Due to the confinement of small pores (less than1 µm), the Knudsen effect reduces the molecular diffusion. This reduction can become more significant in case of temporal changing pore systems because of physisorption of water vapor, carbonation, or chemisorption. In this study, unstabilised earth blocks and earth masonry are investigated. In a first step, the pore size distribution of the blocks is measured and sorption isotherms are recorded in experiments. Besides the ordinary physisorption, the involved clay minerals undergo swelling or shrinking due to chemisorption. The following two effects must be considered: first, the reduction of the available pore space by the adsorbed water layer. For this, the Hillerborg sorption theory is used, which is a combination of the well-known Brunauer-Emmett-Teller sorption theory and the Kelvin equation. This allows the computation of adsorbed water layers even in curved pore geometries. Second, the variation of the initial pore size distribution due to chemisorption needs to be modelled. Based on these two models, the effective diffusion coefficient can be predicted. For validation, arrays of relative humidity sensors were embedded into a free-standing earth masonry wall. This monitoring was carried out over more than a year to have a broad variety of environmental conditions and was located in Berlin, Germany. The prediction of the effective diffusion coefficient can also be transferred to other processes and allows the investigation of materials having temporarily changing pore systems. Examples are the carbonation of cementitious materials, alkali silica reaction, calcium leaching of long-lasting structures, etc. These effects are prominent in the meso-pore range and might significantly alter the effective diffusion coefficient. KW - Earth material KW - Material moisture KW - Physisoprtion KW - Chemisorption PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-583811 DO - https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.09.034 SN - 2214-7853 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam, Niederlande AN - OPUS4-58381 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Küttenbaum, Stefan T1 - Zur Visualisierung von Schäden in Betonschwellen durch zerstörungsfreie Ultraschallprüfung N2 - Die bildgebende Ultraschalltechnik liefert Hinweise auf verdeckte Schäden in Spannbetonschwellen. Dieses zerstörungsfreie Prüfverfahren schafft eine objektive und vergleichbare Basis für die Zustandsbestimmung der Schwellen und ermöglicht die Optimierung von baulichen Erhaltungsstrategien. KW - Spannbetonschwellen KW - Zustandsbewertung KW - Verkehrsinfrastruktur PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-592914 UR - https://www.eurailpress.de/magazine.html SN - 0013-2845 IS - 12/23 SP - 26 EP - 31 PB - DVV Media Group CY - Hamburg AN - OPUS4-59291 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Keßler, S. A1 - Maack, Stefan T1 - Reliability assessment of existing structures using results of nondestructive testing N2 - Making optimal decisions about the reliability of existing structures requires that the information used in assessment adequately represents the properties and the condition of the structures. The knowledge gap regarding a structure to be assessed can be successively filled by individually purposeful observations on site. This paper gives an overview of an approach for utilizing nondestructively gathered measurement results in reliability assessment of existing structures. An essential part of measurement-based stochastic modeling of basic variables is the calculation of measurement uncertainties, which serves to establish confidence in measurement, to ensure the comparability of unambiguously expressed measurement results, and to quantify the quality of the measured information. Regarding the current discourse on how to treat information collected on-site in the context of assessment, the authors recommend that measurement uncertainty becomes an uncertainty component mandatorily to be represented in measurement-based stochastic models. The main steps of the proposed concept are presented, and the advantages of its application are emphasized by means of a prestressed concrete bridge as case study. The bridge is assessed regarding the serviceability limit state decompression using ultrasonic and radar data measured at the structure. KW - Bridge KW - Measurement uncertainty KW - Prestressed concrete KW - Stochastic modeling KW - Probabilistic methods PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-529927 DO - https://doi.org/10.1002/suco.202100226 SN - 1751-7648 VL - 22 IS - 5 SP - 2895 EP - 2915 PB - John Wiley & Sons Ltd CY - Oxford AN - OPUS4-52992 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hüsken, Götz A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel T1 - The load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam investigated by optical measuring techniques N2 - Bending beams and slabs are typical examples for structural elements used for reinforced concrete structures such as bridge girders, T-beams and bridge decks. Their strength related failure modes at maximum loading can be divided into bending and shear failure. The failure of beams loaded in bending can occur with or without indication. Therefore, conventional design concepts aim on failure modes with sufficient indication (e.g. large deflections or cracks), as it occurs in the case of secondary flexural compression failure. These indicating factors can also be used for Structural Health Monitoring (SHM) of civil infrastructure systems (e.g. bridges) to identify structural changes. In this context, non-destructive testing (NDT) methods offer different techniques for measuring deflections or crack formation and opening. However, profound knowledge on the determining failure modes of bending beams and their detection by NDT methods is required for the reliable application of SHM. Different NDT methods have been used in this study for analysing the load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam in bending. The different measuring techniques are briefly described and their applicability is discussed by means of experimental results. For this purpose, the load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam having a span of 2.75 m was investigated in a four-point bending flexural test at laboratory scale. The focus is on the characterization of determining failure modes by optical NDT and the comparison with classical measuring techniques (e.g. deformation measurements by displacement transducers). The bending beam was equipped with two single-mode (SM) sensor fibres. One fibre served as Distributed Optical Fibre Sensor (DOFS), whereas the other fibre contained Fibre Bragg Grating (FBG) sensors. In addition, optical deformation measurements using Digital Image Correlation (DIC) and Stereophotogrammetry (SP) were conducted. KW - Concrete beam KW - Bending KW - Digital image correlation KW - Stereophotogrammetry KW - Distributed fibre optic sensor KW - Fibre bragg grating PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-524762 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-021-01699-6 VL - 54 IS - 3 SP - Article 102 PB - Springer AN - OPUS4-52476 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Klewe, Tim A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Ritzer, Tobias A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Classification of Practical Floor Moisture Damage Using GPR - Limits and Opportunities N2 - Machine learning in non-destructive testing (NDT) offers significant potential for efficient daily data analysis and uncovering previously unknown relationships in persistent problems. However, its successful application heavily depends on the availability of a diverse and well-labeled training dataset, which is often lacking, raising questions about the transferability of trained algorithms to new datasets. To examine this issue closely, the authors applied classifiers trained with laboratory Ground Penetrating Radar (GPR) data to categorize on-site moisture damage in layered building floors. The investigations were conducted at five different locations in Germany. For reference, cores were taken at each measurement point and labeled as (i) dry, (ii) with insulation damage, or (iii) with screed damage. Compared to the accuracies of 84 % to 90 % within the laboratory training data (504 B-Scans), the classifiers achieved a lower overall accuracy of 53 % for on-site data (72 B-Scans). This discrepancy is mainly attributable to a significantly higher dynamic of all signal features extracted from on-site measurements compared to laboratory training data. Nevertheless, this study highlights the promising sensitivity of GPR for identifying individual damage cases. In particular the results showing insulation damage, which cannot be detected by any other non-destructive method, revealed characteristic patterns. The accurate interpretation of such results still depends on trained personnel, whereby fully automated approaches would require a larger and diverse on-site data set. Until then, the findings of this work contribute to a more reliable analysis of moisture damage in building floors using GPR and offer practical insights into applying machine learning to non-destructive testing for civil engineering (NDT-CE). KW - GPR KW - Material moisture KW - Building floor KW - Machine Learning PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-607932 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-024-01111-7 SN - 0195-9298 VL - 43 IS - 3 SP - 1 EP - 16 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-60793 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Grotelüschen, Bjarne A1 - Bühling, Benjamin T1 - Air-Coupled Broadband Impact-Echo Actuation Using Supersonic Jet Flow N2 - The impact-echo method (IE) is a non-destructive testing method commonly used in civil engineering. We propose a completely new approach for air-coupled actuation based on supersonic jet flow. The impinging jet sound generates continuously high sound pressures with a broad frequency bandwidth. This novel concept of utilising aeroacoustic sound for air-coupled IE was evaluated on two concrete specimens and validated using a classical IE device with physical contact. The results show a high agreement with the expected frequencies. Delaminations are correctly detected in depth and size. This proves the high reliability of air-coupled IE based on supersonic jet flow. KW - Air-coupled impact-echo KW - Impact-echo actuation KW - Building materials KW - Delamination KW - Aeroacoustic actuation · KW - Impinging jet PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-600093 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-023-01043-8 SN - 0195-9298 VL - 43 IS - 2 SP - 1 EP - 20 PB - Springer Science and Business Media LLC CY - Berlin AN - OPUS4-60009 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönsee, Eric A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Hüsken, Götz T1 - Investigations on multi-sensor data for monitoring volume flow during the printing process N2 - Extrusion based 3D concrete printing (3DCP) is a growing technology because of its high potential for automating construction and the new possibilities of design. In conventional construction methods, a sample is taken to be representative for one material batch. However, in 3DCP continuous mixing is used which results in variations during the mixing process. Therefore, one sample is not representative for the entire structure. This leads to the necessity of continuous and real-time process monitoring. This study focuses on the variations of pressure and temperature which are caused by changes in the material due to the ongoing mixing process. Changes in material, which is transported downstream, are influencing sensor signals in different positions with a time delay. In the following, the data is analysed to investigate if the changing material and the so caused change in pressure can be used to calculate volume flow. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - Additive manufacturing KW - In-line Monitoring KW - Volume Flow KW - Process Control PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:084-2024081513042 DO - https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202408151304-0 SP - 1 EP - 3 AN - OPUS4-61001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Strübing, T. T1 - Bewertung von Bestandsbauwerken mit gemessenen Daten - Teil 2: Berechnung der Tragwerkszuverlässigkeit unter Einbeziehung der ZfP-Messergebnisse T1 - Reassessment of existing structures based on measured data - Part 2: Structural reliability analyses using NDT results N2 - Durch die Einbeziehung von gemessenen Daten bei der Bewertung von bestehenden Bauwerken können Unsicherheiten bei der Beurteilung des Tragverhaltens reduziert werden, ohne das normative Zuverlässigkeitsniveau einzuschränken. Informationen sind die wesentliche Grundlage für die Analyse der Zuverlässigkeit von Tragwerken. Umso wichtiger ist die Kenntnis über die Präzision und die Richtigkeit der verwendeten Informationen. Aus messtechnischer Sicht kann ein Messwert, dem keine Messunsicherheit beigeordnet wurde, als wertlos erachtet werden. Liegt ein vollständig dokumentiertes Messergebnis vor, so ist die Qualität der gemessenen Information bekannt und deren Vergleichbarkeit gewährleistet. In diesem Beitrag wird am Beispiel einer Spannbetonbrücke und zweier Grenzzustände gezeigt, wie Messergebnisse aus der zerstörungsfreien Prüfung in probabilistische Nachweise von Bestandsbauwerken einfließen können und welche Auswirkungen die Implementierung von gemessenen Daten bei der Bewertung von Bestandsbauwerken haben kann. N2 - Every decision about the reliability of a structure is associated with uncertainties. The reassessment of existing structures remains a major challenge. The decisive difference compared to the design of new structures is the possibility and necessity to collect individual information about the actual condition and properties of the structure. Such knowledge should be appreciated in the reassessment in order to reduce uncertainties and increase the validity of the results. Reliability analyses using measured data require the comparability of measurement results and the evaluation of the quality of the measured information. Both requirements can be met by adequate measurement uncertainty considerations. Besides, the destructive interventions necessary for the measurements should be kept to a minimum. This paper shows how non-destructively gathered measurement results can be incorporated into probabilistic reassessments and which effects the implementation of measured data can have when evaluating existing structures, using a prestressed concrete bridge as a case-study. KW - Nachrechnung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Messung KW - Spannbetonbrücke PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-519480 DO - https://doi.org/10.1002/best.202000087 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 116 IS - 3 SP - 183 EP - 199 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-51948 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Epple, Niklas A1 - Aligholizadeh, M. T1 - Die Ultraschall-Echomethode – von der Messung zur bautechnischen Kenngröße T1 - Ultrasonic Echo Method - Deriving structural parameters from measured values N2 - Zerstörungsfreie Prüfverfahren liefern wichtige Informationen zur Beurteilung von Bauwerken. Mit ihnen können Materialeigenschaften bestimmt oder die innere Struktur von Bauteilen beschrieben werden. Für letzteres werden in der Regel Volumenverfahren angewandt. Einen besonderen Stellenwert haben in der Praxis die Radar- und die Ultraschall-Echoverfahren. Ihre Anwendung erfordert lediglich eine einseitige Zugänglichkeit zum Bauteil. Zudem lassen sich zahlreiche unterschiedliche Prüfaufgaben lösen. Zum Stand der Technik gehören beispielsweise die Ortung von Bewehrung und Spannkanälen, die Bestimmung der Dicke von Bauteilen oder die Fehlerlokalisierung. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie mithilfe von Ultraschall-Echomessungen gesammelte Messwerte in ein quantitatives Messergebnis überführt werden können, das wiederum in ingenieurtechnische Berechnungen einfließen kann. Einleitend werden die Prüfmethode und die Messtechnik erläutert. Anschließend wird das Vorgehen von der Auswertung der Messergebnisse bis zur Bestimmung der bautechnischen Kenngröße – Bauteildicke – gezeigt. Abschließend wird die Methodik an einem Referenzprüfkörper aus Polyamid demonstriert und den Ergebnissen von Messungen an Beton gegenübergestellt. KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall-Echoverfahren KW - Messunsicherheit KW - Bildgebende Darstellung KW - Schallgeschwindigkeit PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-521113 DO - https://doi.org/10.1002/best.202000091 VL - 116 IS - 3 SP - 200 EP - 211 PB - Ernst & Sohn AN - OPUS4-52111 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kanzler, D. A1 - Schmitt, M. A1 - Maack, Stefan A1 - Baensch, F. T1 - Erarbeitung einer Norm für einen standardisierten Prozess zur probabilistischen Bewertung von Prüfverfahren N2 - Im DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) wurde das Normungsgremium NA 062-08-28 AA „Qualifizierung von zerstörungsfreien Prüfungen“ reaktiviert. Das Ziel der Reaktivierung ist die Erarbeitung einer Norm für einen standardisierten Prozess zur probabilistischen Bewertung von Prüfverfahren. In der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) führt die Ermittlung von Mess- / Prüfunsicherheiten von Prüfverfahren, in normativer Hinsicht in Deutschland und Europa, noch ein Schattendasein. Die Norm ISO IEC 17025 und auch der VDA-Band 5 wurden weiter in Richtung Messunsicherheit entwickelt, allerdings führt ihre Anwendung in der ZfP zu Problemen. Der Arbeitsausschuss NA 062-08-28 AA soll hier den Brückenschlag zwischen Messunsicherheit, objektiver statistischer Bewertung für ZfP-Verfahren und eine weitere Stärkung der probabilistischen Bruchmechanik erreichen. Geplant ist daher die Erarbeitung einer DIN-Norm, welche die Kriterien für eine korrekte Versuchsplanung, ein praktikables Vorgehen zur Bewertung der Prüfergebnisse und die mathematische Überführung in eine Zuverlässigkeitsaussage enthält. Es soll ein Leitfaden erstellt werden, der für ein möglichst breites Branchenspektrum eingesetzt werden kann, unabhängig von den Besonderheiten verschiedener Industriezweige. Dargestellt werden das relevante Normungsgremium sowie der Hintergrund des zu erstellenden Dokuments. T2 - DGZfP Jahrestagung 2023 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 15.05.2023 KW - Validation KW - Probabilistischen Bewertung KW - Zerstörungsfreie Prüfverfahren KW - POD PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-584176 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=28574 SN - 978-3-947971-29-9 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-58417 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Recknagel, Christoph A1 - Pittrich, Tim A1 - Neugum, Tim A1 - Hering, Marcus A1 - Fiedler, Georg A1 - Thiele, Marc A1 - Simon, Patrick A1 - Maack, Stefan T1 - 63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Themenblock 5: Bauteile und Bauwerke N2 - Ein weiterer Fokus des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) lag auf den Bauteil- und Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurde hier ein Einblick in die Forschungsaktivitäten in den BAM-Themenfeldern „Infrastruktur“ und „Energie“ gegeben. Thematisch wird dabei der Bogen von der Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken über die Extrembeanspruchung von Bauteilen und Bauwerken mittels Brand und Impact bis zum Bauwerksmonitoring und der Zustandsanalyse von Bestandsbauwerken gespannt. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken KW - Alkali-Kieselsäurereaktion KW - Brand Impact KW - Bauwerksmonitoring PY - 2025 SN - 0005-9846 VL - 75 IS - 4 SP - 138 EP - 140 PB - concrete content UG CY - Schermbeck AN - OPUS4-63071 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Heinze, M. A1 - Kainz, C. A1 - Keuser, M. A1 - Kotz, P. A1 - Lechner, T. A1 - Maack, Stefan A1 - Reinke, K.-D. A1 - Schulze, S. A1 - Soukup, A. A1 - Stettner, C. A1 - Taffe, A. A1 - Wöstmann, Jens T1 - Guideline on NDT-supported reliability assessment of existing structures - Current developments in Germany N2 - Information about an existing structure can be collected at certain costs to evaluate the reliability and condition as realistically as necessary. This information can be relevant or irrelevant, true or biased, precise or imprecise. The incorporation of relevant and quality-assessed measured information into reliability reassessment offers the chance to extend remaining lifetimes and support decision making about optimal actions or maintenance strategies. This paper shows recent developments in a national research project that aims to produce a guideline on the NDT-based, structure-specific modification of partial safety factors. The general methodology, results from recalculations according to the Eurocodes and metrologically solvable testing tasks relevant in the recalculation of the concrete bridges are shown and compared with the non-destructive testing methods applicable to concrete bridges. A case study is used to demonstrate that as-built drawings, in this case of the positions of tendons and shear reinforcement, can be verified using the radar method. KW - Non-destructive testing KW - Concrete bridges KW - Partial safety factor modification PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-584862 DO - https://doi.org/10.1002/cepa.2168 SN - 2509-7075 VL - 6 IS - 5 SP - 537 EP - 543 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-58486 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Maack, Stefan ED - Li, J. ED - Spanos, D. ED - Chen, J. B. ED - Peng, Y. B. T1 - Towards NDT-supported decisions on the reliability of existing bridges N2 - A major advantage in the reassessment of existing structures is the possibility of including measured data that describe the actual properties and the current condition of the structure to be reassessed. Currently, the incorporation of such measured information is mostly unregulated. However, the use of measurement results is vitally important, since a measured data-based improvement of the computation models level of approximation can lead at least to more meaningful results, possibly to extended remaining life times of the structure and in the best case to a saving of resources. Conversely, not appreciating well measurable and relevant information can be equated with a waste of resources. In this paper, a concept for the comparable use of non-destructively measured data as basic variables in probabilistic reliability assessments is outlined and examined using a typical prestressed concrete road bridge as a case-study. An essential requirement is the calculation of measurement uncertainties in order to evaluate the quality of the measurement results comparably. In conclusion, the example of ultrasonic and radar measurement data is used to demonstrate the effects that the incorporation of the measured information has on the reliability of the structure. T2 - 13th International Conference on Structural Safety and Reliability (ICOSSAR 2021-2022) CY - Online meeting DA - 13.09.2022 KW - Measurement uncertainty KW - Reliability assessment KW - Existing structures KW - Concrete Bridge KW - Non-Destructive Testing (NDT) PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-583013 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-58301 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Klewe, Tim A1 - Schumacher, K. A1 - Telong, Melissa A1 - Grobla, Lili A1 - Völker, C. A1 - Yared, K. A1 - Kruschwitz, Sabine ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Anwendung von KI für die Materialoptimierung im Bauwesen N2 - Diese Arbeit untersucht den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Materialentwicklung für Beton, mit einem Fokus auf Karbonatisierungswiderstand, CO₂-Reduktion und Kostenoptimierung. Das KI-Tool SLAMD, das auf inverses Materialdesign setzt, konnte in Studien die Entwicklungszeit für Betonmischungen um bis zu 80 % verkürzen. Durch die Integration zusätzlicher 1H-Kernspinresonanz-Daten wurde der Prozess um weitere 40 % beschleunigt. Insgesamt zeigt sich, dass der Einsatz von KI die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Materialentwicklung signifikant steigern kann. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Künstliche Intelligenz (KI) KW - Materialoptimierung KW - Bauwesen PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612949 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 192 EP - 200 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61294 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wiehle, Philipp A1 - Härder, M. A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Moisture behaviour of earth block masonry under natural climate conditions – experimental and numerical studies N2 - The compressive stength of unstabilised earth masonry depends on the moisture content. Knowledge of the moisture content is necessary in order to be able to account for the impact of moisture on the structural design of earth block masonry. For conventional building materials it is possible to precisely forecast the component moisture according to the layered structure on the basis of hygrothermal simulations. However , it is still not clear to what degree these numerical calculations can offer valid results for earth building materials. Earth building materials have a number of special properties related to moisture storage and moisture transport that differ significantly from the physical simplifications that are a component of existing material models. The swelling and shrinking of earth materials and their organic components results in changes to the pore space, the sorption behaviour exhibits a clear hysteresis, and the experimental determination of hygrothermal parameters in continuous contact with liquid water is almost impossible. To adequately forecast the moisture content of earth block masonry under natural climate conditions, extensive investigations of the moisture behaviour of load-bearing earth block masonry have been carried out within the framework of this project. These efforts began with the performance of magnetic resonance spectroscopic tests on two load-bearing earth blocks, in order to quantify the adsorption and desorption processes at relative humidities of between 50 % and 90 % under controlled, isothermal laboratory conditions. Once this had been done, a modified test setup was used to determine the water absorption coefficient , from which the liquid transport coefficients were derived. Based on the hygrothermal parameters values that were thus determined, the model was calibrated using the WUFI software program [7]. Finally, long-term moisture measurements were conducted on an earth block masonry wall that was ex-Increasing shortages of raw materials and rising energy prices are resulting in continuous growth in the demand for earth construction. In comparison to conventional building materials, earth building materials offer three significant advantages that have become even more important in light of the energy crisis in 2021 and the associated increase in the price of building supplies by approx. 40 percent [1]. Firstly, water solubility makes it possible to fully separate and recover all of the material components, and in particular the sand component. Secondly, energy-intensive firing processes, such as those required for cement production or brick manufacture, are eliminated. And thirdly, earth is a local raw material that is available in large quantities [1]. However, the load-bearing capacity of earth building materials is very much dependent on the moisture content. An increase in the relative humidity results in a reduction in the clay mineral cohesion , and this in turn results in a decline in both the compressive strength and the modulus of elasticity. In this regard, the mechanical properties of earth block masonry change in inverse proportion to the relative humidity. In other words, with every percentage point increase in relative humidity, both the compressive strength and the modulus of elasticity decline by one percent [2] [4]. The internal walls of heated living areas are generally only subject to relatively small fluctuations in relative humidity (between 40 % and 60 %) [5], and short periods in excess of these levels (such as in bathrooms or kitchens) only lead to a significant increase in the moisture content of the uppermost layers [6]. Exterior walls, on the other hand, are subject to large seasonal fluctuations in temperate climates, with a relative humidity in excess of 90 % in winter months. However, the exterior walls of heated living areas must be insulated in accordance with the German Buildings Energy Act (GEG), and with masonry this is generally done us T2 - LEHM 2024 – 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Earth stone KW - Masonry KW - Material moisture KW - Moisture monitoring KW - Hygrothermal simulations PY - 2024 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-61220 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit A1 - Hering, Marcus T1 - Eine Machbarkeitsstudie zur Skalierung von Sprengversuchen an Stahlbetonbauteilen N2 - Sprengversuche sind erforderlich, um Explosionsereignisse auf Grund von Unfällen oder Anschlägen zu untersuchen und um das Schutzniveau für Menschen und Anlagen in kritischen Infrastrukturen zu bewerten. Die Durchführung von Feldversuchen in großem Maßstab für komplexe Szenarien ist sehr ressourcenintensiv. Verlässliche Experimente im kleinen Maßstab sind eine vielversprechende Alternative. Die Skalierungsgesetze für die Bemessung von Stahlbetonkonstruktionen unter Explosionsbelastung sind jedoch nicht hinreichend etabliert. Die Forschungsarbeit fokussiert sich auf Stahlbetonstrukturen, die für die Standardisierung von skalierten Sprengversuchen in Frage kommen. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie wurden auf dem TTS-Gelände Sprengversuche an Probekörpern unterschiedlicher Größe durchgeführt. Dabei wurden verschiedene horizontal gelagerte Stahlbetonplatten getestet und unterschiedlichen Explosionsbelastungen ausgesetzt. Die Sprengversuche umfassten verschiedene Messtechniken zur Quantifizierung der Explosionslast sowie des Verhaltens der Stahlbetonplatten. Die Explosionslast wurde mit bündig eingebauten piezoelektrischen Druckmessern gemessen, während Beschleunigungssensoren und flächig applizierte verteilte faseroptische Sensorik verwendet wurden, um das dynamische Verhalten der Platte unter Explosionsbelastung zu charakterisieren. Darüber hinaus wurden Schädigungsmerkmale ebenfalls mit verteilter faseroptischer Sensorik ermittelt. Die Anwendung solcher Messtechniken sowie die Nutzung verschiedener numerischer Softwaretools bieten die Möglichkeit die Skalierungsgesetze zu verifizieren bzw. anzupassen. T2 - BBK - Fachkongress Forschung für den Bevölkerungsschutz 2025 CY - Bonn, Germany DA - 05.02.2025 KW - Sprengversuch KW - Skalierung KW - Faseroptik PY - 2025 AN - OPUS4-62509 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Telong, Melissa A1 - Unger, Jörg F. A1 - Andrés Arcones, Daniel A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - 63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Themenblock 4: Digitalisierung im Bauwesen N2 - Die Digitalisierung hat sich in vielen Bereichen des Bauwesens durchgesetzt. So sind Planung und Entwurf selbst kleinerer Bauvorhaben heute vollständig digitalisiert. Auch das Monitoring von Bestandsbauwerken ist ohne digitale Datenerfassung, -verarbeitung und -speicherung nicht denkbar. Trotzdem sind Fragen hinsichtlich der strukturierten Speicherung und künftigen Nutzung von Daten noch offen. Einige Aspekte der Digitalisierung wurden im Rahmen des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) in Vorträgen und Veröffentlichungen aufgegriffen und werden im Folgenden zusammengefasst. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Digitalisierung KW - Infrastruktur KW - Structural Health Monitoring KW - Digitaler Zwilling PY - 2025 SN - 0005-9846 VL - 75 IS - 4 SP - 136 EP - 138 PB - concrete content UG CY - Schermbeck AN - OPUS4-63070 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hüsken, Götz A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony A1 - Schönsee, Eric A1 - Strangfeld, Christoph T1 - An assessment of the repeatability of 3D printed concrete structures N2 - Additive manufacturing of concrete structures, also known as 3D concrete printing, is a technology that received a lot of attention over the past decade due to its financial an ecological advantage as sustainable construction technology. Although several techniques and approaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challenging and rarely applied and harmonized standards are not existing. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to be representative for the whole structure. A defect in one layer during the printing can affect the entire integrity of the whole structure. This study shows the results of an arch designed as framework structure that was printed multiple times under the same boundary conditions using an extrusion-based 3D concrete printer. Each arch was tested for its mechanical strength and load bearing behavior. The results of the mechanical testing of the printed arches are compared with material data obtained by classical tests and discussed regarding their statistical significance. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - 3D concrete printing KW - Repeatability KW - Monitoring KW - Process control KW - Quality control PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-611012 DO - https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202408150641-0 SP - 1 EP - 9 PB - TU Braunschweig AN - OPUS4-61101 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Focussed sound field of thermoacoustic transmitters N2 - The thermoacoustic effect offers a method for selectively exciting broadband and focused ultrasonic waves, which can be utilized in air-coupled ultrasonic testing of lightweight components that might otherwise sustain damage from liquid couplants. Thermoacoustic transmitters are composed of an electrically conductive layer deposited on an insulating substrate. When electrical pulses are applied, the conductive layer heats, briefly warming the adjacent air and inducing thermal expansion, which generates an acoustic wave. In testing applications, the thermoacoustic transmitter is positioned at the focal distance to the structure under examination, where the resolution of the resulting ultrasonic image is influenced by the focus diameter. To optimize imaging resolution, understanding the focusing characteristics of thermoacoustic transmitters is essential. In this study, thermoacoustic transmitters with an indium tin oxide (ITO) layer on a quartz glass substrate were developed. Geometrical parameters, including substrate curvature and conductive layer thickness, along with electrical excitation parameters, were systematically varied to investigate their impact on the sound field up to approximately 1 MHz. The results indicate that, among the parameters studied, substrate curvature exerts the most significant influence on the sound field. T2 - DAS-DAGA Tagung CY - Copenhagen, Denmark DA - 17.03.2025 KW - Air-coupled ultrasound KW - Thermoacoustic transmitter KW - Focussed transducer PY - 2025 AN - OPUS4-63093 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - Nutzung von ZfP-Daten bei der Nachrechnung von Brücken - Beispiel Regenbrücke Roding N2 - Im Laufe des Lebenszyklus einer Brücke kann es erforderlich sein, diese hinsichtlich der Tragfähigkeit neu zu bewerten. Ursächlich hierfür sind beispielsweise sich ändernde Einwirkungen, wie steigende Verkehrslasten oder auch neuere Erkenntnisse, die beim ursprünglichen Bauwerksentwurf noch nicht berücksichtigt wurden. Die aufgeführten Ursachen treten hierbei meisten nach mehreren Jahrzehnten der Nutzung des Bauwerkes auf. In Deutschland findet eine planmäßige Neubewertung für Brückenbauwerken des Bundes und der Länder auf Basis der im Mai 2011 eingeführten Nachrechnungsrichtline statt. Neben der Neubewertung zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit im laufenden Betrieb ist es insbesondere im Rahmen des Abbruches von Bauwerken wichtig Resttragfähigkeiten beurteilen zu können. Die Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse hängt insbesondere von der Anzahl und von der Qualität der einbezogenen Informationen ab. Durch die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden können quantitative Informationen gesammelt werden, die für die Beurteilung der Tragwerke sowohl relevant als auch ausreichend genau sind. Die gemessenen Daten können explizit in probabilistische Berechnungsmodelle für die Nachrechnung einer Brücke einfließen. Dadurch wird das Modell sukzessive an die Realität angenähert — in anderen Worten: "zugeschärft". Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Nachrechnung steigt. In diesem Beitrag wird an einem konkreten Beispiel der gegenwärtige Stand von Technik und Forschung für ausgewählte Fragstellungen gezeigt. Im Rahmen der erstellten Abbruchstatik einer vorgespannten Brücke aus Beton wurden Ergebnisse der zerstörungsfreien Prüfung verwendet, um Spanngliedlagen für eine Beprobung zu detektieren. Darüber hinaus wurden die Messergebnisse mit wissenschaftlichen Methoden (Phasenauswertung) ausgewertet, um den Zustand der Verpressung der Spannglieder beurteilen zu können. Weiterhin werden die gewonnenen Messdaten der zerstörungsfreien Prüfung verwendet, um den Nachweis zu erbringen, dass auf deren Grundlage eine zuverlässigere Beurteilung der Tragfähigkeit des Bauwerkes erfolgen kann. Hierfür werden die ersten Ergebnisse der Voruntersuchungen für den Biegenachweis der vorgespannten Brücke präsentiert. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2020 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Brückenbauwerke KW - Nachrechnungsrichtlinie KW - Abbruchstatik PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504471 AN - OPUS4-50447 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony T1 - Correlation of continuously measured in-line process parameters and extruded geometry in 3D concrete printing experiments N2 - Additive manufacturing of concrete structures is a novel and emerging tech-nology. Free contouring in civil engineering, which allows for entirely new designs, is a significant advantage. Although several techniques and ap-proaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challenging and rarely applied. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to represent the whole structure. A defect in one layer during printing can affect the in-tegrity of the entire structure. Therefore, continuous and real-time process monitoring is required to record and document the printing process. At the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), a test rig for 3D concrete printing was developed to monitor the properties during the printing process. This study investigates the relationship between geometric accuracy and process parameters (pressure, pump torque, print speed, layer height, water content) in extrusion-based 3D concrete printing. Using a high-precision laser scanner, the geometric measurements of printed concrete ele-ments are evaluated in real-time. The concrete elements are printed under controlled conditions with varied process parameters. Preliminary findings indicate a significant correlation between process variables and geometric ac-curacy. T2 - Fourth RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - 3D concrete printing KW - Geometric accuracy KW - Process monitoring KW - Quality control PY - 2024 DO - https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-031-70031-6_15 AN - OPUS4-61532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan T1 - Beurteilung von Bestandsbauwerken mit zerstörungsfrei gemessenen Daten - Erprobung eines neuen Konzepts an der Regenbrücke Roding N2 - Fortwährend besteht ein wesentlicher Bedarf an Nachrechnungen von bestehenden Brückenbauwerken. Die Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse hängt insbesondere von der Anzahl und von der Qualität der einbezogenen Informationen ab. Durch die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden können quantitative Informationen gesammelt werden, die für die Beurteilung der Tragwerke sowohl relevant als auch ausreichend genau sind. Die gemessenen Daten können explizit in probabilistische Berechnungsmodelle für die Nachrechnung einer Brücke einfließen. Dadurch wird das Modell sukzessive an die Realität angenähert — in anderen Worten: "zugeschärft". Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Nachrechnung steigt. In diesem Posterbeitrag wird ein entwickeltes Konzept für die Verwendung von Messergebnissen (anstelle von deterministischen Informationen und Annahmen) im statischen Nachweis zusammengefasst. Am Fallbeispiel einer Spannbetonbrücke werden die Vorteile des dargestellten Ansatzes aufgezeigt. Die Messgrößen (hier die Positionen der Längsspannglieder) und die Messstrategien können anhand von Sensitivitätsanalysen definiert und die Anforderungen an die Messergebnisse aus der statischen Berechnung spezifiziert werden. Die Auswirkungen a) der Messunsicherheit auf die Tragwerkszuverlässigkeit sowie b) von gegenüber den vor den Messungen verfügbaren Informationen abweichenden Messwerten sind am Beispiel der Lokalisierung der Längsspannglieder durch Ultraschall- und Radarmessungen dargestellt. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2020 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - Spannbetonbrücke KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Messung KW - Nachrechnung PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504014 AN - OPUS4-50401 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Taffe, A. A1 - Braml, T. ED - Sykora, M. ED - Lenner, R. ED - de Koker, N. T1 - On the Treatment of Measurement Uncertainty in Stochastic Modeling of Basic Variables N2 - The acquisition and appropriate processing of relevant information about the considered system remains a major challenge in assessment of existing structures. Both the values and the validity of computed results such as failure probabilities essentially depend on the quantity and quality of the incorporated knowledge. One source of information are onsite measurements of structural or material characteristics to be modeled as basic variables in reliability assessment. The explicit use of (quantitative) measurement results in assessment requires the quantification of the quality of the measured information, i.e., the uncertainty associated with the information acquisition and processing. This uncertainty can be referred to as measurement uncertainty. Another crucial aspect is to ensure the comparability of the measurement results.This contribution attempts to outline the necessity and the advantages of measurement uncertainty calculations in modeling of measurement data-based random variables to be included in reliability assessment. It is shown, how measured data representing time-invariant characteristics, in this case non-destructively measured inner geometrical dimensions, can be transferred into measurement results that are both comparable and quality-evaluated. The calculations are based on the rules provided in the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM). The GUM-framework is internationally accepted in metrology and can serve as starting point for the appropriate processing of measured data to be used in assessment. In conclusion, the effects of incorporating the non-destructively measured data into reliability analysis are presented using a prestressed concrete bridge as case-study. T2 - International Probabilistic Workshop 2022 (IPW2022) CY - Stellenbosch, South Africa DA - 09.09.2022 KW - Reliability KW - Assessment KW - Existing structures KW - Measurement uncertainty PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-556580 DO - https://doi.org/10.14311/APP.2022.36.0109 SN - 2336-5382 VL - 36 SP - 109 EP - 118 PB - Czech Technical University CY - Prague AN - OPUS4-55658 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Taffe, A. T1 - Approach to the development of a model to quantify the quality of tendon localization in concrete using ultrasound N2 - Each engineering decision is based on a number of more or less accurate information. In assessment of existing structures, additional relevant information collected with on-site inspections facilitate better decisions. However, observed data basically represents the physical characteristic of interest with an uncertainty. This uncertainty is a measure of the inspection quality and can be quantified by expressing the measurement uncertainty. The internationally accepted rules for calculating measurement uncertainty are well established and can be applied straightforwardly in many practical cases. Nevertheless, the calculations require the occasionally time-consuming development of an individually suitable measurement model. This contribution attempts to emphasize proposals for modelling the non-destructive depth measurement of tendons in concrete using the ultrasonic echo technique. The proposed model can serve as guideline for the determination of the quality of the measured information in future comparable inspection scenarios. T2 - International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting (ICCRRR 2022) CY - Kapstadt, South Africa DA - 03.10.2022 KW - Reliability KW - Measurement Uncertainty KW - Non-Destructive Testing KW - Existing Concrete Structures PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-559927 DO - https://doi.org/10.1051/matecconf/202236403007 SN - 2261-236X VL - 364 SP - 1 EP - 8 PB - EDP Sciences CY - Les Ulis, France AN - OPUS4-55992 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gebauer, D. A1 - Gutiérrez, R, A1 - Marx, S. A1 - Butler, M. A1 - Grahl, K. A1 - Thiel, T. A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Breit, W. A1 - Schickert, M. A1 - Krüger, M. T1 - Interrelated dataset of rebound numbers, ultrasonic pulse velocities and compressive strengths of drilled concrete cores from an existing structure and new fabricated concrete cubes N2 - Two test series were examined using nondestructive measuring methods by six independent laboratories before determining their compressive strength. The nondestructive test methods used were the rebound hammer and ultrasonic pulse velocity measurement. Two types of geometries were investigated: drilled cores and cubes. The measurement procedure for each of these datasets is conditioned to the geometry and is therefore different. The first series consists of 20 drilled cores (approximately diameter/height = 10 cm/20 cm) from the 55-year-old Lahntal Viaduct near Limburg, Germany. After preparation in the first laboratory, the lateral surface of the drilled cores was tested with the rebound hammer using a given pattern. Every laboratory tested every drilled core at different locations. Ultrasonic measurements in transmission were performed repeatedly at predefined points on the flat surfaces of the specimen. The second series consisted of 25 newly manufactured concrete cubes of a mix with a target concrete strength class of C30/37. The edge length was 15 cm. Each laboratory received five specimens of this test series. Thus, contrary to the first series, each specimen was tested by only one laboratory. Two side faces of each cube were tested with the rebound hammer. In addition, ultrasonic measurements were performed by one laboratory. The time of flight was measured between the tested side faces of the rebound hammer at different positions. For both series, rebound hammers were used to determine the R-value as well as the Q-value. The rebound hammer models within the laboratories were always the same, while they differed between the laboratories. The ultrasonic measurements took place with different measurement systems and couplants. Finally, both specimen series were tested destructively for compressive strength. The dataset contains the raw data summarized in tabular form. In addition, relevant calculated data are included in some cases. For the ultrasonic measurements, the time of flight has already been converted into the ultrasonic velocity. Besides, in addition to the raw data of the compressive strength test (force, weight, and geometry values), the calculated compressive strengths and densities are also provided. KW - Nondestructive testing KW - Ultra sound KW - Rebound hammer KW - Existing structure KW - Civil engineering PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-574655 DO - https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109201 SN - 2352-3409 VL - 48 IS - 109201 SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier Inc. AN - OPUS4-57465 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - CASPAR - FKZ: 19F2178A "Plattform für die beweissichere und rückführbare Datennutzung im Bauwesen" N2 - Bestandsunterlagen von älteren Bauwerken sind oft nicht in ausreichendem Umfang verfügbar. Soll jedoch der Zustand von z.B. Gebäude oder Brücken bewertet werden, stellen Bestandsunterlagen die Grundlage dafür dar. Ansonsten muss die Bauweise des Bauwerkes kostenintensiv nachvollzogen und mit nachträglichen Untersuchungsverfahren bewertet werden. Heute spielt die digitale Planung im Bauwesen eine immer größere Rolle und Bauvorhaben werden in sogenannten BIM Modellen (Building Information Modelling) geplant. Diese Daten müssen langfristig und manipulationssicher gespeichert werden. In diesem Projekt erarbeiten wir die technologischen Grundlagen, um Daten effizient und sicher zu speichern. Wir erarbeiten eine digitale Schnittstelle, um Daten aus unterschiedlichsten Quellen sicher zusammenzuführen und Informationen semantisch zu verknüpfen. Um den Nachweis für die Nutzbarkeit unserer Technologie zu erbringen, entwickeln wir im Rahmen des beantragten Projekts eine prototypische objektbezogene Datenablage in Form eines Demonstrators, in die digitale Informationen einer realen Brücke überführt werden. T2 - Kick-Off-Meeting Förderprogramm mFUND CY - Online meeting DA - 05.08.2021 KW - Digitalisierung KW - Messdaten KW - Brücken KW - Qualitätssicherung KW - Bauwesen PY - 2021 AN - OPUS4-53220 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Photothermal investigation of original and degraded asphalt N2 - Asphalt is one of the most common materials used in road construction. It is subject to both chemical and structural aging processes during use. At least to our knowledge, it is not currently known whether these aging processes also lead to a measurable change in the thermal properties of asphalt. If so, these changes could be exploited for non-destructive testing of the aging condition in situ. Photothermal analysis of a component surface involves looking at the time course of the surface temperature during and after pulse-like heating with an expanded laser beam. In the case of concrete surfaces, this method works well under laboratory conditions. It allowed the determination of the thermal effusivity. Now it should be investigated whether the photothermal signal allows conclusions to be made regarding the aging state of the asphalt. Within the scope of this paper, 2 asphalt specimens were investigated: a closed asphalt with 3% void content (SMA 11S) and an open-pore asphalt with 25% void content (PA 8). Both samples were artificially degraded according to a standardized procedure, leaving a portion of the surface unaffected. Subsections from both areas were then separated for photothermal testing. It was found, that the photothermal method is apparently not sensitive enough to detect aging on asphalt in general. However, it is noteworthy that both asphalt types heat up significantly faster than would be expected from the theory of heat conduction, which might be explained by the specific microstructure. T2 - 22nd Conference ECTP "European Confence on thermophysical properties" CY - Venice, Italy DA - 10.09.2023 KW - Asphalt KW - Ageing KW - Photothermal PY - 2023 AN - OPUS4-58857 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Bühling, Benjamin T1 - Low-frequency ultrasound data (pulse-echo technique) with shear horizontal and longitudinal waves on the step-shaped concrete specimen “Pk050” N2 - This dataset contains raw data acquired in ultrasound measurements on a reference specimen made of concrete at Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin (Germany). The internal specimen identifier is “Pk050”. The measurements were conducted using the pulse-echo method. The upper surface of the specimen was defined as measuring area. The aim of the measurements is to determine the geometrical dimensions (thickness) of the specimen “Pk050”. In addition to this, a dataset of a second specimen with identifier “Pk266” has been acquired. Pk266 has the same geometrical dimensions and concrete recipe as Pk050, but contains tendons [Reference: https://doi.org/10.7910/DVN/NUU0WZ]. KW - Ultrasound KW - Pulse echo method KW - Synthetic Aperture Focusing Technique KW - Validation KW - Elastic wave PY - 2023 DO - https://doi.org/10.7910/DVN/9EID5D PB - Harvard College CY - Cambridge, MA, USA AN - OPUS4-57231 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander T1 - Auftakttreffen FOSsure „ Faseroptische Sensoren zur sicheren Zustandsbewertung von Massivbrücken“ N2 - Vorstellung der Vorarbeiten und Kernkompetenzen des Fachbereiches 8.6 hinsichtlich der Zustandsüberwachung von Brückenbauwerken im Rahmen eines Auftakttreffens im Forschungsprojekt FOSsure. T2 - Kick-off-Treffen FOSsure CY - Dresden, Germany DA - 16.04.2025 KW - DFOS KW - faseroptische Sensoren KW - Brückenmonitoring KW - Ortverteilte akustische Sensorik KW - COTDR PY - 2025 AN - OPUS4-62975 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lozano, Daniel A1 - Bulling, Jannis T1 - The SBFEM to simulate the scattering of ultrasonic guided waves interacting with defects in 3D plate structures N2 - In the field of guided waves for non-destructive testing, the interaction of these waves with damages or other discontinuities in a structure is critical. When a guided wave mode travels and hits a defect, it scatters in all directions, converting to other modes and reflecting the existing one. These interactions are captured in scattered far field complex amplitudes and characterise the elastodynamic behaviour of a defect completely. Simulating these interactions is challenging, and analytical solutions only exist for simple geometries. Still, using general tools like the finite element method results in large, usually costly models. We employ a method based on a numerical implementation of the Kirchhoff–Helmholtz integral that allows the computation of the scattering matrices using a model containing only the damaged region. However, classical techniques to resolve the far field and low-order elements are commonly used, leading to large models yet more efficient than using other strategies.We propose using the SBFEM as an alternative to enhance the computation of the far field scattering. The damaged region is discretised using high-order polyhedral elements, while the far field is constructed using a modified version of the SBFEM. Examples compared to the literature demonstrate the validity of the approach. T2 - DAGA 2024 - 50. Jahrestagung für Akustik CY - Hannover, Germany DA - 18.03.2024 KW - Simulations KW - Guided waves KW - SBFEM PY - 2024 SP - 636 EP - 639 CY - Hannover AN - OPUS4-62713 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lozano, Daniel T1 - Simulation of guided ultrasonic wave interactions with discontinuities using an SBFEM approach N2 - Guided ultrasonic waves are crucial in non-destructive testing and structural health monitoring applications. However, predicting their interaction with discontinuities in an elastic medium is complex, often necessitating extensive numerical simulations. These simulations typically require large models and significant computation times. In this contribution, we propose a novel Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) approach that accurately computes the interactions between guided wave modes and geometrical discontinuities and significantly reduces the computational burden. The model uses a near field discretised with octree meshes, leveraging cell similarity and high order transition shape functions to connect different cell types within the decomposition, allowing for a high-order ansatz. Additionally, we decouple the far field/near field interface using a mortar method. This approach ensures that the octree mesh is independent of the far field discretisation, which employs a modified version of SBFEM for plate structures. To generate the necessary planar wavefield for interaction, we approximate the Helmholtz-Kirchhoff integral directly within the octree mesh. Computing this boundary integral on the octree mesh has the advantage of optimising the calculation of the dipoles of the Green's function due to the mesh's squared or rectangular cell structure. This numerical framework produces reliable results with low errors for the scattered field arising from guided ultrasonic wave interactions with defects. T2 - The Sixth Workshop on Recent Progress of the Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM 2024) CY - Nanchang, China DA - 22.11.2024 KW - Guided waves KW - SBFEM KW - Simulations PY - 2024 AN - OPUS4-62716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Feistkorn, S. A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Maack, Stefan ED - Rizzo, P. ED - Milazzo, A. T1 - Methods to Quantify the Utility of NDT in Bridge Reassessment N2 - The purpose of this contribution is to introduce and to apply the developed approach of incorporating non-destructively gathered measurement results (instead of deterministic information and assumptions) into a reassessment model of a typical prestressed concrete road bridge and to outline the advantages. An essential part is the quality evaluation of the non-destructively measured information, that deals primarily with two questions. Could the object or parameter to be obtained reliably detected and if, how accurate are the inspection results achieved? Therefore, the importance of the combination of a probability of detection (POD)-approach and measurement uncertainty calculations is emphasized. With regard to the introduced case-study it is shown, for which structure parameters an assumption deviating from the actual (and measurable) situation has a particularly strong (and possibly arithmetically unfavorable) influence on the structural reliability. Measurements on such parameters are particularly beneficial for a reliable and robust reassessment. In conclusion, the individual reassessment results without consideration and with consideration of evaluated non-destructive inspection results are compared. KW - Non-destructive testing (NDT) KW - Structural safety KW - Concrete bridges KW - Measurement uncertainty KW - Probability of detection (POD) PY - 2021 SN - 978-3-030-64593-9 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-64594-6_40 SN - 2366-2557 VL - 127 SP - 403 EP - 413 PB - Springer Nature Switzerland CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-52009 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Johann, Sergej T1 - Implementation and validation of robot-enabled embedded sensors for structural health monitoring N2 - In the past decades, structural health monitoring (SHM) has matured into a viable supplement to regular inspections, facilitating the execution of repair and maintenance work in the early stages of structural damage. With the advent of wireless technologies and advancements in information and communication technologies, civil infrastructure has been increasingly instrumented with wireless sensor nodes to record, analyze, and communicate data relevant to SHM. A promising method for SHM is to embed sensors directly into concrete for recording SHM data from inside structural elements. In this paper, a sensor system for embedment into concrete is proposed, able to assess SHM data recorded from concrete. Power is supplied to the sensors on-demand by quadruped robots, which also collect the SHM data via radio-frequency identification (RFID), providing an automated and efficient SHM process. In laboratory experiments, the capability of the sensor system of automatically collecting the SHM data using quadruped robots is validated. In summary, the integration of RFID technology and robot-based inspection presented in this study demonstrates a vital approach to evolve current SHM practices towards more digitalized and automated SHM. T2 - VDI/VDE-GMA FA 4.52 - Strukturanalyse und- überwachung in der Bautechnik CY - Clausthal-Zellerfeld, Germany DA - 04.09.2024 KW - Structural health monitoring KW - RFID-based sensors KW - Smart sensors KW - Embedded sensors KW - Legged robots KW - Quadruped robots PY - 2024 AN - OPUS4-60978 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ringeloth, David T1 - DZSF - Rissdetektion Spannbetonschwellen - Statuspräsentation LOS C (BAM) N2 - Im Rahmen des DZFS-Forschungsvorhaben "Technische Machbarkeitsstudie zur Rissdetektion an Eisenbahn-Spannbetonschwellen mit Methoden der zerstörungsfreien Prüfung" ist die BAM mit einer Machbarkeitsstudie mit akustischen Verfahren an Eisenbahn-Spannbetonschwellen beteiligt. Die vorliegende Statuspräsentation für das DZSF zeigt Ergebnisse aus durchgeführten Untersuchungen mit dem Ultraschall-Reflexions-Verfahren. Darin Enthalten sind eine Darstellung untersuchter Schwellen sowie eine Einführung in grundlegende Begriffs-, Koordinaten- und Flächendefinitionen im Bezug zu den Untersuchungen an den Betonschwellen. Ebenfalls erfolgt eine Vorstellung des Messgerätes sowie der Messanordnung. Nachfolgend werden Ergebnisse aus den vergleichenden Untersuchungen an intakten und geschädigten Betonschwellen mit dem Ultraschall-Reflexions-Verfahren erläutert. Dabei werden bildgebende Darstellungen der Messergebnisse, ausgehend von verschiedenen Messflächen der Schwellen, für eine intakte und eine geschädigte Schwelle analysiert. Im Weiteren werden auch Ergebnisse aus der Betrachtung unterschiedlicher Frequenzbereiche für die Ultraschalluntersuchung an Betonschwellen dargestellt. T2 - 248. DGZfP-Arbeitskreis Dresden: Vortrag "Das DZSF als Ressortforschungseinrichtung für den Schienenverkehr und Vorstellung ausgewählter Projekte aus der ZfP" CY - Dresden, Germany DA - 13.11.2024 KW - Ultraschall KW - Betonschwellen KW - Rissdetektion KW - A1040 Mira 3D KW - Eisenbahn-Spannbetonschwellen PY - 2024 AN - OPUS4-62277 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Johann, Sergej T1 - Investigation of long-term embedded RFID sensors for structural health monitoring N2 - Ensuring the health of civil engineering structures is crucial for the safety and longevity of the built environment. In this direction, structural health monitoring (SHM) has been increasingly employed, providing insight into the structural behavior, based on sensor data representing structural responses. This paper investigates the plausibility of embedding sensors into concrete structures for SHM, leveraging radio frequency identification (RFID) technology, in an attempt to enable the passive operation of sensors without continuous power supply and to reduce potential sources of interference. In contrast to conventional SHM sensors, the uninterrupted operation of embedded sensors must be ensured because post-installation interventions are either impractical or impossible. RFID technology enables wireless data acquisition and energy transmission without mechanical impact on civil engineering structures, although it may be challenging when RFID sensors are embedded in concrete. This study presents a durable passive embedded RFID sensor system (i.e., a system without batteries), including the selection of components, such as housing and cable materials, suitable for withstanding the aggressive environment of concrete without damaging the sensitive electronics or contaminating the data recorded by the sensors. The proposed sensor system is validated in laboratory tests, the results of which provide insights into the influence of each component and are intended to advance the implementation of embedded sensor systems. T2 - IEEE Sensors 2024 CY - Kobe, Japan DA - 20.10.2024 KW - Structural health monitoring KW - RFID-based sensors KW - Smart sensors KW - Embedded sensors PY - 2024 AN - OPUS4-62163 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nerger, Deborah T1 - Impact damage characterization at RC plates with planar tomography and FEM N2 - Prediction of dynamic effects of reinforced concrete structures under impact loading is a technical challenge. This is a consequence of the great variability of the physical properties resulting from the wide adaptability of reinforced concrete and a consequence of the wide range of impact loading. Experiments and numerical investigations are normally used on a small scale to address the problem. In this paper, impact tests on reinforced conrete plates with the lateral dimensions of 1.5 m x 1.5 m and a thickness of 30 cm are presented. In bending reinforcement, besides the velocity two properties are varied, the diameter and the spatial distribution of the rebars. Experiments are performed at the Otto-Mohr-Laboratory of the Institute of Concrete Structures of the Technische Universit¨at Dresden. Due to the accelerated fall of the impactor the velocity ranges between 20 and 70 m/s. In addition to the measured quantities such as bearing forces, accelerations are also measured at 4 different positions on and under the plate, as well as the deflection at several positions. The measured data are used for the analysis of the damage form and the numerical examinations with the program Ansys Autodyn and the material model after Drucker-Prager. Numerical investigations support the tests, with detailed analysis of individual effects. These numerical computations and the planar tomographic investigations were carried out at BAM in Berlin. With the help of planar tomographic evaluation, the damaged structure is made visible and compared with the numerical results. Influences of the bending reinforcement are explained on the basis of damage evaluation in the local area and on selected measured values. In addition to the test evaluation, the tomographic and numerical methods are presented. T2 - XI International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2020) CY - Online meeting DA - 23.11.2020 KW - Post-impact evaluation KW - Damage characterization KW - Planar tomography KW - Drucker-Prager KW - Ansys Autodyn PY - 2020 AN - OPUS4-51768 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy T1 - Anwendung von KI für die Materialoptimierung im Bauwesen N2 - Diese Arbeit untersucht den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Materialentwicklung für Beton, mit einem Fokus auf Karbonatisierungswiderstand, CO₂-Reduktion und Kostenoptimierung. Das KI-Tool SLAMD, das auf inverses Materialdesign setzt, konnte in Studien die Entwicklungszeit für Betonmischungen um bis zu 80 % verkürzen. Durch die Integration zusätzlicher 1H-Kernspinresonanz-Daten wurde der Prozess um weitere 40 % beschleunigt. Insgesamt zeigt sich, dass der Einsatz von KI die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Materialentwicklung signifikant steigern kann. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Cement & Concrete KW - SLAMD app KW - Nuclear magnetic KW - Resonance KW - Carbonation resistance PY - 2024 AN - OPUS4-61423 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - Entwicklung einer flexiblen Datenablage zur sicheren Speicherung von Bauwerksdaten - "CASPAR" N2 - Bestandsunterlagen von älteren Bauwerken sind bezüglich einer rechnerischen Zustandsbewertung häufig nur in einem unzureichenden Umfang verfügbar. Dies gilt sowohl für den privaten als auch für den öffentlichen Bereich. Der Wert von Bestandsunterlagen für Gebäude oder Brücken ist Vielen nicht bekannt. Soll jedoch der aktuelle Zustand von Bauwerken bewertet, sollen Restlebensdauern abgeschätzt oder soll umgebaut werden, stellen Bestandsunterlagen die Grundlage dafür dar. Liegen diese nicht vor, so muss die Bauweise des Bauwerkes kostenintensiv nachvollzogen und mit nachträglichen Untersuchungsverfahren bewertet werden. Vor allem ist dies darauf zurückzuführen, dass die Aufbewahrung der Bestandsunterlagen dem Bauherrn obliegt und diese meist in Papierform vorliegen und dann bei Umzügen, Betriebsschließungen, Eigentümerwechsel etc. verloren gehen. Die Digitalisierung im Bauwesen bietet hier Möglichkeiten diese Probleme künftig zu vermeiden. Bereits heute nimmt die digitale Planung im Bauwesen eine immer größere Rolle ein. Mehr und mehr Bauvorhaben werden schon jetzt in sogenannten BIM Modellen (Building Information Modelling) geplant. Um die Akzeptanz einer digitalen Lösung zu gewährleisten muss die Vertrauenswürdigkeit von Daten auch langfristig garantiert sein. Naturgemäß unterliegen Erkenntnisse, die aus Daten gewonnen werden, häufig vielen Prozessschritten mit unterschiedlichen Beteiligten. Es lässt sich vor dem Hintergrund der üblichen Lebensdauern von Bauwerken leicht erkennen, dass es schwierig ist diese Prozesskette, von der Datenerhebung bis zur teilweise jahrzehnte späteren Nutzung, beweissicher und rückführbar zu gestalten. Diese Attribute sind es aber, die die Vertrauensbasis für die Qualität und somit auch die Akzeptanz von digitalisierten Daten bilden. Im Projekt „CASPAR“ erarbeiten wir eine mögliche technologische Grundlage, um Bauwerksdaten langfristig und manipulationssicher zu speichern. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose - Mit zerstörungsfreier Prüfung und Überwachung zu digitalen Bauwerksmodellen CY - Berlin, Germany DA - 29.02.2024 KW - Digitalisierung KW - Brücke KW - Messdaten KW - Datanablage KW - Datenqualität PY - 2024 AN - OPUS4-59632 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin T1 - KI, Machine Learning und faseroptische Sensorik N2 - Die Verwendung von Methoden des Maschinellen Lernens (ML) und der Künstlichen Intelligenz (KI) im Fachbereich 8.6 Faseroptische Sensorik wird dargestellt. Die vielfältigen Möglichkeiten, Machine Learning auf Basis Künstlicher Neuronaler Netze (ANN) für eine schnelle und effiziente Datenverarbeitung eizusetzen werden demonstriert. Hierfür werden Beispiele für die Anwendungszwecke Messgrößenberechnung, Entrauschen, Interpolation, Bildverarbeitung und Messdatenauswertung aufgezeigt. T2 - Foresight Prozess AM, AP 4, Workshop „In Situ Sensorik“ CY - Online-Meeting DA - 09.11.2020 KW - Verteilte faseroptische Sensorik KW - KI KW - Künstliche Intelligenz KW - Machine Learning KW - Künstliche Neuronale Netze PY - 2020 AN - OPUS4-51545 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - CASPAR - FKZ: 19F2178A "Plattform für die beweissichere und rückführbare Datennutzung im Bauwesen" N2 - Bestandsunterlagen von älteren Bauwerken sind oft nicht in ausreichendem Umfang verfügbar. Soll jedoch der Zustand von z.B. Gebäude oder Brücken bewertet werden, stellen Bestandsunterlagen die Grundlage dafür dar. Ansonsten muss die Bauweise des Bauwerkes kostenintensiv nachvollzogen und mit nachträglichen Untersuchungsverfahren bewertet werden. Heute spielt die digitale Planung im Bauwesen eine immer größere Rolle und Bauvorhaben werden in sogenannten BIM Modellen (Building Information Modelling) geplant. Diese Daten müssen langfristig und manipulationssicher gespeichert werden. In diesem Projekt erarbeiten wir die technologischen Grundlagen, um Daten effizient und sicher zu speichern. Wir erarbeiten eine digitale Schnittstelle, um Daten aus unterschiedlichsten Quellen sicher zusammenzuführen und Informationen semantisch zu verknüpfen. Um den Nachweis für die Nutzbarkeit unserer Technologie zu erbringen, entwickeln wir im Rahmen des beantragten Projekts eine prototypische objektbezogene Datenablage in Form eines Demonstrators, in die digitale Informationen einer realen Brücke überführt werden. T2 - Online-Fachaustausch der mFUND-Begleitforschung Move Mobility | iRights.Lab CY - Online meeting DA - 07.05.2021 KW - Digitalisierung KW - Messdaten KW - Brücken KW - Qualitätssicherung KW - Bauwesen PY - 2021 AN - OPUS4-53221 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schackmann, Oliver A1 - Márquez Reyes, Octavio A. A1 - Memmolo, Vittorio A1 - Lozano, Daniel A1 - Prager, Jens A1 - Moll, Jochen A1 - Kraemer, Peter T1 - Machine learning strategies with ensemble voting for ultrasonic damage detection in composite structures under varying temperature or load conditions N2 - In recent years, the development of machine learning (ML) techniques has led to significant progress in the field of structural health monitoring with ultrasonic-guided waves. However, a number of challenges still need to be resolved for reliable operation in realistic settings. In this work, we consider the complex problem of experimental damage detection under varying temperature or load conditions where damage locations are not included in the training set. The ML techniques proposed here include supervised and unsupervised methods originally developed for image and time series classification combined with ensemble voting. A performance demonstration of the ML techniques is presented using benchmark datasets from the open-guided waves platform. The unsupervised approach is then applied to a new dataset from an experimental campaign carried out on a composite over-wrapped pressure vessel used for hydrogen storage with real defects. Results show that ensemble voting enables the effective combination of the predictions of multiple transducer pairs, even with a limited number of strong individual classifiers. When applied to unsupervised learning, this returns high accuracy also when real damage over the structure is considered. KW - Structural-Health-Monitoring KW - Ultrasonic guided waves PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-631571 DO - https://doi.org/10.1177/14759217251333066 SN - 1741-3168 SP - 1 EP - 19 PB - Sage Publications AN - OPUS4-63157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -