TY - CONF A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Hüllmann, Dino A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Lilienthal, A. J. T1 - Gas Tomography Up In The Air! N2 - In this paper, we present an autonomous aerial robot to reconstruct tomographic 2D slices of gas plumes in outdoor environments. Our platform, the so-called Unmanned Aerial Vehicle for Remote Gas Sensing (UAV-REGAS) combines a lightweight Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) sensor with a 3-axis aerial stabilization gimbal for aiming on a versatile octocopter. The TDLAS sensor provides integral gas concentration measurements but no information regarding the distance traveled by the laser diode's beam or the distribution of the gas along the optical path. We complemented the set-up with a laser rangefinder and apply principles of Computed Tomography (CT) to create a model of the spatial gas distribution from these integral concentration measurements. To allow for a rudimentary ground truth evaluation of the applied gas tomography algorithm, we set up a unique outdoor test environment based on two 3D ultrasonic anemometers and a distributed array of 10 infrared gas transmitters. We present first results showing the 2D plume reconstruction capabilities of the system under realistic conditions. T2 - IEEE Sensors 2018 CY - New Delhi, India DA - 28.10.2018 KW - Aerial robot KW - TDLAS KW - Gas tomography KW - Plume PY - 2018 SN - 978-1-5386-4707-3 SP - 396 EP - 398 PB - IEEE AN - OPUS4-46477 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Benseghier, Z. T1 - Numerical modeling of erosion of cohesive granular material by a fluid flow N2 - The erosion phenomena is the main cause of the most serious incidents observed on earthen hydraulic structures such as dams and dikes. Thus, there is a real need to explore in depth and understand the mechanisms at work in such complex erosional processes for preventing similar risks. The aim of this study is to provide a micromechanical insight into the mechanisms taking place during the erosion of a cohesive granular material driven by a fluid flow, the objectives are summarized as follows: Perform numerical erosion tests. Parallelization of the code (Gpu). Extensive parametric analysis => rely micro parameters (eg. Cohesion) to macro parameters (eg. Soil erodibility, mechanical strengths). T2 - Ecole doctorale ED353, « Sciences Pour l'Ingénieur », Aix-Marseille Université (AMU) et Ecole Centrale de Marseille (ECM) CY - Marseille, France DA - 30.05.2018 KW - Erosion KW - Cohesive soils KW - LBM-DEM simulation PY - 2018 AN - OPUS4-46314 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rhode, Michael T1 - Kurzvorstellung des DVGW-geförderten Projektes “H2SuD” - Einfluss des Schweißens auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2-Gasleitungen N2 - Die Wasserstoffinfrastruktur ist eine zentraler Bestandteil der erfolgreichen Umsetzung der wasserstoffbasierten Energiewende. Dabei bilden Ferngasleitungen quasi das "Rückgrat" der Transportinfrastruktur großer Gasmengen. Dabei müssen unter Umständen Reparaturen an den Pipelines durchgeführt werden. Dabei ist in der Erdgasinfrastruktur das Schweißen an in Betrieb befindlichen (d.h. von Gas durchflossenen) Pipelines Stand der Technik. Es ist jedoch vollkommen offen, inwieweit diese Technik auf die reine Wasserstoffpipelines übertragbar sind. Hierzu leistet das Projekt H2SuD wichtige Beiträge zur Aufklärung des Einfluss eines Reparaturschweißprozesses auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2 Gasleitungen. T2 - Sitzung des Unterarbeitskreises / UAK 2.1.1 "Rohrleitungen" im Rahmen der Normungsroadmap Wasserstofftechnologien CY - Online meeting DA - 16.06.2023 KW - Wasserstoff KW - Schweißen KW - Pipeline KW - Reparatur KW - Prüfverfahren PY - 2023 AN - OPUS4-57714 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fey, Gero A1 - Schröder, Nina T1 - Challenges in the evaluation of the weldability of old mild steels for future use N2 - This study concentrates on two selected different old steels Samples from pressure tank construction , designated Old_A and a sample of a riveted construction , designated Old_E from the first half of 20th century. The study contains analysis results for their microstructure in the ‘as delivered condition’, chemical composition and their expected behaviour during welding. By means of dilatometry, a supplementary database was created (weld CCT diagrams, weld simulated HAZ micro structures), which enables the derivation of systematic practice relevant welding experiments. T2 - IIW Intermediate Meeting CY - Trollhättan, Sweden DA - 10.03.2025 KW - Old mild steel KW - Weldability KW - CCT KW - Dilatometry PY - 2025 AN - OPUS4-63105 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erxleben, Kjell T1 - Repair welding of in service hydrogen pipelines N2 - In the course of tomorrow's hydrogen-based energy transition, the construction of the corresponding infrastructure will play a central role. In that context, large diameter long-distance transmission pipelines for hydrogen will be the backbone in the European Union with service pressures from 70 to 90 bar (e.g., depending on national regulations). It is a major goal to rededicate the existing LNG infrastructure despite the necessity of new pipelines. From that point of view repairing of such transmissions pipelines via welding can be necessary. For the LNG infrastructure, it is state of the art that repair welding is conducted at pipelines under service, i.e., the LNG is still flowing as pressurized gas in the steel pipes. The reason is that a shut-down of large diameter pipelines is not so easy or sometimes impossible. In fact, as long no oxygen enters the pipeline, there would be any combustion or (in the worst case) explosion. At the moment, it is entirely open if current repair welding procedures for LNG pipelines can be transferred to pure hydrogen pipelines. In opposite to LNG, hydrogen can be way easier absorbed to the pipeline steels and diffuses through the material. If it accumulates in susceptible regions, i.e., in the welded joint, hydrogen assisted embrittlement could occur. The planned welding procedure requires a so-called preheating and maintenance of the weld joint of up to 300°C for several hours. This temperature is way higher compared to the typical service temperature of max. 40 to 50°C at operational pressures of 100 bar. In accordance to API 941, these low-alloyed pipeline steels are subjected to short-term service loads, which they are not designed for. For that reason, a collaborative project between BAM and DVGW (German Association for Gas and Water professions) was initiated in 2022 to answer the following questions by experiments and numerical simulation of: (1) How many hydrogen is additionally absorbed during the heating of the material to max. 300°C under remaining operational pressures? (2) Is the hydrogen concentration sufficient to reach a critical condition? (3) Which material and weld microstructure is the most susceptible? (4) Is there a significant difference in the repair welding behavior of LNG pipelines that had been already in use for long-term? (5) Which welding parameters and joint dimensions must be ensured for safe repair welding repair of typical pipelines? For that reason, the present study gives an overview on the current practice in repair welding of in-service pipelines, the industrial importance of this topic for the hydrogen-based energy transition and summarizes first results. T2 - Eurocorr 2023 - The European Corrosion Congress CY - Brussels, Belgium DA - 27.08.2023 KW - Hydrogen KW - Repair Welding KW - Pipeline KW - In-service KW - High-pressure PY - 2023 AN - OPUS4-58334 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Romero Navarrete, J. A. A1 - Otremba, Frank A1 - Lozano Guzmán, A. A. T1 - Experimental-theoretical modelling of the lateral sloshing in rail tankers N2 - The objective of this paper is to describe and to validate a simplified pendulum-analogy model to simulate the interaction of a liquid cargo with ist carrying vehicle. The resulting testing rig consists of a rectangular container, spring supported on a two wheelset-bogie having a scale down of 1/10 with respect to a full-size equipment. The testing rig is used to validate a simple pendulum-based, simplified three degree-of-freedom mathematical model of the response of a partially filled container to lateral accelerations. The length of the pendulum is set according to validated methodologies. The resulting mathematical scheme reveals a high correlation with the experimental output, on the order of 99%, while some other performance measures, related to the peak forces and the range of variation of the wheel-rail forces, also show good concordance with the experimental results. KW - Sloshing KW - Rail tankers KW - Pendulum analogy KW - Experimental modelling KW - Mechanical fatigue PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1504/ijhvs.2021.117504 VL - 28 IS - 3 SP - 435 EP - 454 AN - OPUS4-53101 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kühl, Christiane T1 - Marktüberwachung nach der ortsbeweglichen-Druckgeräte-Verordnung (ODV) N2 - Die europäische Transportable Pressure Equipment Directive (TPED) ist national mit der Ortsbeweglichen-Druckgeräte-Verordnung (ODV) umgesetzt. Sie zielt darauf ab den freien Warenverkehr in Europa inkl. Drittstaaten sowie den Abbau von Handelshemmnissen zu regeln. Gleichzeitig soll ein hohes Schutzniveau bei öffentlichen Interessen wie Gesundheit und Sicherheit sowie Verbraucher- und Umweltschutz gewährleistet werden. Ortsbewegliche Druckgeräte durchlaufen vor ihrer Bereitstellung auf dem Markt keine behördliche Zulassung, sondern werden von Prüfstellen zertifiziert. Mit der behördlichen Marktüberwachung wird stichpunktartig die Konformität dieser Druckgeräte mit den betreffenden Vorschriften geprüft. Der Vortrag erklärt, was ortsbewegliche Druckgeräte im Anwendungsbereich der ODV genau sind, wie die Marktüberwachung in Deutschland organisiert ist und wie die europäischen Meldesysteme über nicht vorschriftenkonforme Produkte informieren. Der Vortrag stellt einige Praxisfälle vor. T2 - 26. Gefahrgutkongress Mecklenburg-Vorpommern CY - Rostock, Germany DA - 03.11.2022 KW - Marktüberwachung KW - Ortsbewegliche Druckgeräte PY - 2022 AN - OPUS4-61903 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Otremba, Frank A1 - Romero Navarrete, J. A. T1 - Assesing rail damage in turns due to lateral load transfer N2 - A testing procedure is proposed and used, to estimate the rail damage potentials of variations in both, the height of the cargo´s center of gravity and the railway car suspension´s spring constant. The experimental setup consisted of a tilt table that slowly exerted an increasing lateral acceleration on a two-axle bogie-type vehicle equipped with a spring supported container. The potential damaging effect derived from the resulting lateral load transfer, was assessed on the basis of the fourth-power law. Results suggest that the cargo having a higher center of gravity could be more damaging to the outside rail when compared with the effect of the shorter center of gravity of the cargo, in arrange from0.94% to 3.17%, as a function of the spring constant of the suspension. Consequently, and comparatively, there would be a long-term damaging effect on the rail when having a cargo with a higher center of gravity, so that specific cargo, having a high center of gravity, would be more aggressive to the infrastructure. On the other hand, for the range of time rate changes of the lateral acceleration, it was not found a consistent trend regarding the effect of the value of the spring constant on the magnitude of the load transfers. T2 - ASME 2024 CY - Portland, OR, USA DA - 17.11.2024 KW - Rail demage KW - Lateral load transfer PY - 2024 AN - OPUS4-61784 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rhode, Michael T1 - Standardization and examples for R & D activities on hydrogen technologies with respect to testing procedures in Germany N2 - This contribution briefly summarizes the standardization activities in accordance with the "Nationale Roadmap Wasserstofftechnologien" and presents selected results on the activities in Germany with scope on hydrogen transport in pipelines. The talk was given during a panel discussion to set-up a steering committee for standardization for hydrogen pipelines and welding , coordinated by the International Institute of Welding. T2 - IIW Annual Assembly, Meeting of Commission XI CY - Singapore DA - 19.07.2023 KW - Hydrogen KW - Welding KW - Pipelines KW - Standardization KW - Research PY - 2023 AN - OPUS4-57976 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rhode, Michael T1 - Intended weld repair of in service hydrogen pipelines N2 - In the course of tomorrow's hydrogen-based energy transition, the construction of the corresponding infrastructure will play a central role. In that context, large diameter long-distance transmission pipelines for hydrogen will be the backbone in the European Union with service pressures from 70 to 90 bar (e.g., de-pending on national regulations). It is a major goal to repurposing the existing natural gas (NG) infrastructure despite the necessity of new pipelines. From that point of view repair welding or further welding of branch pipe etc. can be necessary during in-service, i.e., permanent flow of pressurized hydrogen. The reason is that a shut-down of large diameter pipelines is not easy or sometimes merely impossible. At the moment, it is entirely open if current repair welding procedures for NG pipe-lines can be transferred to pure hydrogen pipelines. For that reason, a collaborative project between BAM, DVGW (German Association for Gas and Water Professions) and a large number of gas grid operators, pipeline manufacturers and construction companies was initiated in 2023 to answer questions on: (1) How many hydrogen is additionally absorbed during the preheating and maintaining at interpass temperature under remaining operational pressures? (2) Is the hydrogen concentration sufficient to reach a critical condition? (3)Which material and weld microstructure are the most susceptible? (4) Is there a difference in the repair welding behavior of NG pipelines with materials in “used” condition? (5) Which welding parameters and joint dimensions must be ensured for safe repair welding? The final aim of this project is the publication of a recommended practice for repair welding of in-service hydrogen pipelines. For that reason, the present study gives an overview on: (A) current practice in repair welding of in-service pipelines and (b) plans for hydrogen pipelines and first results of international research projects. T2 - IIW Annual Assembly, Meeting of Commission XI CY - Singapore DA - 19.07.2023 KW - Hydrogen KW - Repair Welding KW - Pipelines KW - Research PY - 2023 AN - OPUS4-57975 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Romero-Navarrete, José A. A1 - Otremba, Frank T1 - A testing facility to assess railway car infrastructure damage N2 - Wheel forces generate stresses in the rail as a function of several vehicle and infrastructure characteristics and operating conditions. The different components of the wheel forces develop strains in the rail which contain an elastic and hysteretic (irreversible) components. The irreversible deformations of the rail would be associated with locomotive energy losses. In this paper, a testing facility is proposed to indirectly characterize the level of stresses in the rail, in terms of the energy that is lost during tuming maneuvers. Different potentially influential factors are considered, including the friction at the Center plate, the wheelbase length, the distance between bogies and the radius of the curved track. The change in the potential energy during a U-turn displacement is measured. In this respect, an experimental model under this operating principle, aimed at validating such a principle of Operation, reveals a significant effect of the friction at the center plate on the energy lost during turning maneuvers, and consequently, on the level of stresses in the rail. T2 - COMPRAIL 2020 - 17th International Conference on Railway Engineering Design & Operation 2020 CY - Online meeting DA - 01.07.2020 KW - Energy losses in transportation KW - Experimental methods KW - Friction energy KW - Rail damage KW - Turning forces KW - Wheel forces PY - 2020 DO - https://doi.org/10.2495/TDI-V4-N2-142-151 SN - 2058-8305 VL - 4 IS - 2 SP - 142 EP - 151 PB - WitPress AN - OPUS4-51125 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Otremba, Frank A1 - Hildebrand, R. A1 - Romero Navarrete, J. A. A1 - Sklorz, Christian ED - Otremba, Frank T1 - A simplified analytical approach on the dynamic pressures in cylindrical vertical tanks N2 - A simplified methodology is proposed to estimate the dynamic pressures developed within partially filled cylindrical vertical tanks when subjected to earthquake-related horizontal accelerations. The total pressure at the bottom of the tank is calculated as the superposition of vertical and horizontal pressures. While the magnitude of the vertical pressure depends on the free surface height of the liquid, the horizontal pressure depends on the magnitude of the horizontal acceleration and on the diameter of the tank. The liquid free surface oscillation angle is simulated based upon the principles of the simple pendulum analogy for sloshing. The length of the pendulum, however, is set on the basis of a methodology to calculate the free sloshing frequency of partially filled containers. Such a methodology is experimentally verified in this work. The outputs of the model for full scale situations, suggest that the lateral perturbation - sloshing phenomenon (earthquake effect) can generate an increase in the total pressure of 56% above the no lateral perturbation situation, further suggesting that such an overpressure should be taken into account when designing tanks that could be potentially subjected to earthquake-related perturbations. KW - Vertical cylindrical tanks KW - Pendulum analogy KW - Experimental approach KW - Sloshing, transition matrix approach KW - Hazmat PY - 2021 SN - 978-981-15-8273-8 SP - 1 EP - 15 PB - Springer AN - OPUS4-51982 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Jauregui-Correa, J. C. A1 - Otremba, Frank A1 - Romero-Navarrete, José A. A1 - Hurtado-Hurtado, G. ED - Pucheta, M. ED - Cardona, A. ED - Preidikman, S. ED - Hecker, R. T1 - Determination of the Effect of Sloshing on the Railcar-Track Dynamic Behavior N2 - This paper presents the study of the impact caused by a liquid Cargo on a railway infrastructure. The dynamic behavior of a tank car corresponds to a multibody dynamic system with several degrees of freedom. This study’s data were obtained from a scale experimental fixture consisting of a track and a railcar with a tank. The track was instrumented with strain gauges and the railcar with accelerometers. The data showed non-periodic and periodic terms; therefore, the results were analyzed with the Empirical Mode Decomposition method (EMD). It was found that the EMD identified the signal components that were related to the sloshing. These components represent the mode shapes of the original signal. The location of the sloshing in the track was found applying spectrograms to the accelerometer data. This paper’s experimental outputs suggest that the sloshing effect is detectable at the track and in the vehicle dynamics. KW - Sloshing effect KW - Empirical Mode Decomposition KW - Wheel/track interaction KW - Multibody dynamics PY - 2021 SN - 978-3-030-88750-6 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-88751-3_14 SP - 131 EP - 140 PB - Springer Nature Switzerland AG AN - OPUS4-53561 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Launert, B. A1 - Rhode, Michael A1 - Pasternak, H. A1 - Kannengießer, Thomas ED - Dubina, D. ED - Ungureanu, V. T1 - Welding Residual Stresses in High-strength Steel. Experimental Results N2 - This article presents the latest results of an ongoing national research project on improved models for the prediction of welding residual stresses of thick-plated welded I-girders. The experimental program is presented and the importance of different influencing factors on the residual stresses is discussed in detail. All results are compared for mild (S355J2+N) and high strength (S690QL) steel. Finally, conclusions for further works are drawn. T2 - SDSS 2016 - The International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures - SDSS 2016 CY - Timisoara, Romania DA - 30.05.2016 KW - Residual Stresses KW - Welding KW - High-Strength Steel KW - I-Girder KW - Component Test PY - 2016 SN - 978-92-9147-133-1 VL - 2016 SP - 517 EP - 524 PB - Ernst & Sohn AN - OPUS4-37890 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pasternak, H. A1 - Launert, B. A1 - Rhode, Michael A1 - Kannengießer, Thomas ED - Zingoni, A. T1 - Residual Stresses and Imperfections in Welded High-strength I-shape Sections N2 - This article addresses the imperfections caused by the weld assembly in I-shape sections made of two structural steel grades. Load influencing imperfections are assumed as deviations from the ideal shape (e.g. bending distortion) and longitudinal residual stresses. The quality of a numerically aided design of components exposed to either compression and/or bending is significantly affected, depending on these parameters. The Eurocode (EC3) provides robust simplified models. As a result, the Ultimate Limit State (ULS) is approached on a conservative basis. The following investigations are aimed at providing further guidance on these values in component-like specimens. The long term goal is an improved understanding of the load-bearing capacity of such sections. As a first step in this process, the experimental and corresponding numerical studies are presented. T2 - 6th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation (SEMC 2016) CY - Cape Town, South Africa DA - 05.09.2016 KW - Residual Stresses KW - Welding KW - High-strength Steel KW - Numerical Modeling KW - Component PY - 2016 SN - 978-1-138-02927-9 VL - 2016 SP - 1139 EP - 1146 PB - CRC Press, Taylor & Francis Group CY - Boca Raton, FL, USA AN - OPUS4-37888 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Völzke, Holger A1 - Jeschenz, I. A1 - Wieser, Karol E. A1 - Frenz, Holger A1 - Ziebs, Josef A1 - Rehmer, Birgit T1 - Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht N2 - Entsprechend der Zielsetzung des Vorhabens stand die weitere Etablierung des Werkstoffes Sphäroguß (GGG-40) im Bereich der Transport- und Lagerbehälter für radioaktive Stoffe im internationalen Rahmen im Vordergrund der durchgeführten Untersuchungen und Aktivitäten. Dabei gelang es, eine weitgehende fachliche Übereinstimmung hinsichtlich der Bewertungsmethoden und -kriterien zu erzielen und auf IAEA-Ebene zu etablieren. Zuvor vorhandene Vorbehalte insbesondere auf U.S.-amerikanischer Seite konnten wesentlich vermindert werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte die außerordentliche Belastbarkeit eines Prototypbehälters aus Sphäroguß (CASTOR VHLW) unter extremen Beanspruchungssituationen nachgewiesen werden. So war selbst bei Spannungen im Bereich der Material-Streckgrenze und vorhandenem rißartigen Fehler an dieser Stelle keine Sprödbruchneigung des Werkstoffes erkennbar. Den entsprechenden 14 m-Fall auf zwei harte Widerlager mit daraus folgender hoher Biegebeanspruchung überstand der Behälter unbeschadet. Mittels begleitender Werkstoffuntersuchungen wurden die Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung der Gefügeausbildung und den mechanischen Eigenschaften von Sphäroguß erweitert. Dabei wurden sowohl unterschiedliche Gießverfahren (Sand- und Kokillenguß) in der Herstellung als auch die Auswirkungen von Umwandlungsprozessen im Gefüge infolge von Wärmebehandlungen diskutiert. Die statistische Auswertung von Einzelergebnissen im Rahmen der Qualitätssicherung bei der Begutachtung von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe wurde durch mechanische und bruchmechanische Untersuchungen an 24 Werkstoffsorten aus Gußeisen mit Kugelgraphit ergänzt. Insgesamt konnten somit die Entwicklung und der Einsatz von Sphäroguß für Transport- und Lagerbehälter radioaktiver Stoffe durch umfangreiche experimentelle und analytische Untersuchungen sowie zahlreiche Fachdiskussionen auf internationaler Ebene positiv beeinflußt und wesentlich vorangetrieben werden. KW - Eignungsnachweis KW - Endlagerung KW - Lagerbehälter KW - Radioaktiver Stoff KW - Sphäroguß (GGG-40) KW - Transportbehälter KW - Zwischenlagerung PY - 1992 N1 - Das Projekt wurde gefördert vom Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT); Förderkennzeichen: KWA 79052. SP - 1 EP - 37 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-59935 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Frenz, Holger A1 - Gruhn, B. A1 - Dietrich, C. A1 - Lehmann, J. A1 - Krämer, E. A1 - Glaubitz, Steffen A1 - Wimmer, J. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Kühn, Hans-Dieter A1 - Breitkreutz, Konrad A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Hoffmann, E. A1 - Ziebs, Josef T1 - Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe; Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen - Fachband 3: Werkstoffuntersuchungen, 1989 - 1992 N2 - Gußeisen mit Kugelgraphit und ferritischer bzw. ferritisch-perlitischer Matrix gehören zu einer Werkstoffgruppe, die ausreichende Festigkeiten mit hohen Duktilitäten verbindet. Mit der vorliegenden Arbeit wurden die Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Gefügeausbildung und den mechanischen Eigenschaften erweitert. Dabei wurden sowohl unterschiedliche Gießverfahren (Sand- und Kokillenguß) in der Herstellung, als auch die Auswirkungen von Umwandlungsprozessen im Gefüge infolge von Wärmebehandlungen diskutiert. Die statistische Auswertung von Einzelergebnissen aus der qualitätssichernden Begutachtung von Lager- und Transportbehältern für radioaktive Stoffe wurden durch mechanische und bruchmechanische Untersuchungen an 24 Werkstoffsorten aus Gußeisen mit Kugelgraphit ergänzt. KW - Eignungsnachweis KW - Endlagerung KW - Lagerbehälter KW - Radioaktiver Stoff KW - Sphäroguß (GGG-40) KW - Transportbehälter KW - Zwischenlagerung PY - 1992 N1 - Das Projekt wurde gefördert vom Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT); Förderkennzeichen: KWA 79052. SP - 1 EP - 178 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-59950 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Afraz, N. T1 - Gas/liquid mass transport in falling film reactor versus theory N2 - Introduction: Mass transport at gas/liquid interfaces depends on many factors including the gas and liquid properties and hydrodynamics. The mass transport of a gas through the liquid is a limiting step in many chemical reactions. To gain a fundamental understanding of multiphase interfaces, the rate of mass transfer has been measured for pure gases (H2, N2, O2, He) into a thin liquid film with a well-defined surface area and velocity profile. This enables the mass transfer rate to be broken down into one parameter, which is the gas/liquid interfacial area (a), and a second parameter, which is the mass transfer coefficient (kL). Using gases with varying diffusion coefficients enables a comparison of the measured rates of mass transport to the rates predicted by film theory and penetration theory. Method: A gravity-driven thin water film 0.000180 m in thickness flowing along the outer surface of a capillary was contacted with a gas phase inside a closed system. The liquid was circulated continuously until it was saturated with gas and the equilibrium pressure was reached. In this device, there is laminar flow, and therefore, the hydrodynamics of the liquid film are well defined. Results: Penetration theory predicts a non-linear relationship between diffusion coefficient (DAB) and mass transfer coefficient (kL). by means of falling film reactor the actual rates of gas-liquid mass transfer are higher than those predicted by theory. Also, a linear relationship between DAB and kL is observed experimentally. The mass transfer coefficient can even, as a rule of thumb, be assumed to be relatively constant with a value of around 10-4 m/s for aqueous solutions. T2 - 13th European Congress of Chemical Engineering (ECCE) CY - Online meeting DA - 20.09.2021 KW - Mehrphasenströmung KW - Stofftransport KW - Wasserstoff PY - 2021 AN - OPUS4-53679 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Bavendiek, F. T1 - Thickness determination of polymeric multilayer surface protection systems for concrete by means of pulse thermography N2 - For thickness determination of polymer based surface protection systems for concrete surfaces, so far only destructive measurement techniques are available. Pulse thermography appears to be well suited for non-destructive thickness evaluation in these systems. Here, we present first results of the development of a respective measurement and analysis procedure. Since surface protection systems consist of a number of layers, a model for the calculation of the surface temperature of a multi-layer structure on a semi-infinite (concrete) substrate in pulse thermography setup was developed. It considers semitransparency of the upmost layer and thermal losses at the surface. It also supports the use of an arbitrary temporal shape of the heating pulse to properly describe the measurement conditions for different heat sources. Simulations for one and three layers on the substrate are presented and first results from fitting the model to experimental data for thickness determination and verification of the model are presented. T2 - QNDE conference 2016 - Review of progress in quantitative nondestructive evaluation CY - Atlanta, GA, USA DA - 18.07.2016 KW - Analytical model KW - Concrete KW - Semitransparency KW - Surface protection KW - Thermography KW - Thickness PY - 2017 SN - 978-0-7354-1474-7 DO - https://doi.org/10.1063/1.4974669 SN - 0094-243X VL - 1806 IS - 1 SP - Article UNSP 100004, 1 EP - 10 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-39300 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon T1 - Thermografische Schichtdickenbestimmung von Oberflächenschutzsystemen für Beton N2 - Im Bauwesen werden Polymerbeschichtungen auf Beton häufig eingesetzt um zum einen ein bestimmtes Aussehen zu schaffen und zum anderen das Bauteil vor Alterung, Verschleiß und Schädigung zu schützen. Für praktisch alle Ziele ist die Wirkung von der eigens dafür definierten Schichtdicke der Polymerbeschichtung ab-hängig. Daher wird die Dicke der Beschichtung nach erfolgtem Schichtauftrag überprüft. Für den in diesem Zusammenhang anspruchsvollen mineralischen Untergrund Beton stehen bislang allerdings nur zerstörende Prüfverfahren zur Verfügung. Aus diesem Grund wurden im Rahmen des Projektes IRKUTSK ein auf aktiver Thermografie basierendes Verfahren sowie ein Gerät für den vor-Ort-Einsatz entwickelt, mit dessen Hilfe eine zerstörungsfreie Schichtdickenbestimmung möglich ist. Hier wird ein kurzer Einblick in das zur Schichtdickenbestimmung entwickelte Thermografieverfahren gegeben. Die Besonderheiten bei der quantitativen Auswertung, die durch die Teiltransparenz der Polymerbeschichtungen auftreten, werden erläutert. Die Funktion des Verfahrens für einlagige Systeme wird anhand von Labormessungen illustriert. T2 - Thermographie-Kolloquium 2017 CY - Berlin, Germany DA - 28.09.2017 KW - Schichtdickenbestimmung KW - Beton KW - Oberflächenschutzsystem KW - Thermografie PY - 2017 AN - OPUS4-42360 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Launert, B. T1 - Welding residual stresses in high-strength steels: experimental results N2 - Welded plate girders are used in heavy steel construction, industrial buildings and bride construction. Residual stresses are present in all plate structures. They are mainly caused by welding. In addition, they influence the load bearing capacity of these welded components. However, Eurocode (EC) does not provide any specific residual stress patterns for consideration of residual stress impact on load capacity. Hence, the decision for a particular problem has to be made by the designer. Many codes, including EC 3, permit the use of non-linear finite element analysis (FEA) for the design of structures. For that purpose, the contribution gives an overview on recent results derived from welded I-girders made from mild steel S355 and high-strength steel S690QL. Weld residual stresses have been investigated by X-ray diffraction (XRD) on small-scale specimen. In addition, residual stresses of welded component-like I-girders have been studied using the sectioning technique. The results confirmed the beneficial effect of certain edge preparation of the plates by flame cutting prior to welding. High-strength steels like the S690 can contribute to both: increased load capacity and decreased influence of weld residual stresses. T2 - International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures CY - Timisoara, Romania DA - 30.05.2016 KW - Welding KW - Residual stresses KW - High-strength steel KW - Experimental results PY - 2016 AN - OPUS4-37031 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon T1 - Thickness determination of polymeric multilayer surface protection systems for concrete by means of pulse thermography N2 - So far, only destructive measurement techniques are available for thickness determination of polymer based surface protection systems for concrete surfaces. Pulse thermography appears to be well suited for non-destructive thickness evaluation in these systems. Here, we present first results of the development of a respective measurement and analysis procedure. Since surface protection systems consist of a number of layers, a model for the calculation of the surface temperature of a multi-layer structure on an infinite (concrete) substrate in pulse thermography setup was developed. It considers semitransparency of the upmost layer and thermal losses at the surface. It also supports the use of an arbitrary temporal shape of the heating pulse to properly describe the measurement conditions for different heat sources. First experimental results regarding the verification of the model are presented. Funding by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy is gratefully acknowledged. T2 - QNDE 2016 CY - Atlanta, GA, USA DA - 17.07.2016 KW - Thermography KW - Analytical model KW - Surface protection KW - Concrete KW - Semitransparency KW - Thickness PY - 2016 AN - OPUS4-36984 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Nina T1 - Challenges in the evaluation of the weldability of old mild steels for future use N2 - From the middle of the 19th century, the development and implementation of completely new manufacturing processes meant that molten steel could be produced in almost any quantity. This enabled the widespread use of the steels from this time, whose area of application was considerably expanded. Numerous structures built on this basis are still in operation today and represent an essential part of the infrastructure. For example, around 50 % of the bridges and engineering structures in the German railway network are over 80 years old, with around 80 % of these structures having existed for more than 100 years. Similarly, around 6,000 bridges in Germany's road network were built more than 80 years ago. Particularly, today high level of loads due to railway/road traffic (masses, speed etc.) intensifies the importance of maintaining and repairing these structures. The focus of these measures is to enable the structures to fulfil future requirements. As earlier constructions were predominantly designed for screws and rivet joints, old steels were originally manufactured without considering their suitability for welding. In addition, for historical steel structures there is often insufficient or no documentation available. This includes data on material specifications such as the chemical composition, information on the mechanical-technological properties and on the manufacturing process used. These missing information poses a major challenge for the assessment of the steels suitability for welding. Furthermore, old steels are characterised by a typical macrostructure. Depending on whether the manufacturing process is a cast steel process or ingot casting (currently continuous casting), the question arises as to the type of deoxidisation (non-/deoxidized). In the case of non-deoxidized old mild steels, a relatively clean, dense surface layer, the so-called ‘rim-layer’, forms during the solidification of the steel ingot. Towards the centre of the sheet cross-section however, the remaining molten metal becomes increasingly enriched with tramp elements such as sulphur and phosphorus. This so-called segregation layer makes fault-free welding significantly more difficult, as depending on the heat input, chemical composition and the filler metal used, hot cracking, the risk of brittle fracture and a tendency to terrace fracture can be expected. Thus, an individual assessment of the suitability for welding of each old steel charge used in such old structures, that must be repaired is necessary. T2 - 78th Annual Assembly and International Conference CY - Genoa, Italy DA - 22.06.2025 KW - Old mild Steels KW - Weld-CCT diagrams KW - Suitability for welding KW - Dilatometry KW - Repair measures PY - 2025 AN - OPUS4-63649 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rhode, Michael T1 - Zuverlässige Wasserstoffbestimmung in Metallen und ihren Schweißverbindungen: Parameter, Einflüsse, Grenzen N2 - Im Zuge der wasserstoffbasierten Energiewirtschaft von morgen, kommt der Errichtung der dementsprechenden Infrastruktur die zentrale Rolle zu. Der überwiegende Teil bisher eingesetzter und meist geschweißter Werkstoffe, wie Stähle, kann unter bestimmten Bedingungen zur Wasserstoffversprödung neigen. Dies umfasst die klassische verzögerte Kaltrissbildung während der Schweißverarbeitung als auch Versprödungsphänomene während des Betriebs. Für die Bewertung eines jeden Wasserstoffeffektes auf bspw. die mechanischen Eigenschaften eines geschweißten metallischen Werkstoffes, muss der Wasserstoffgehalt präzise bestimmt werden, Im Fall von Schweißnähten ist die beispielsweise nach der ISO 3690, die klassische isotherme Trägergas-Heißextraktion (TGHE). Die TGHE basiert dabei auf der beschleunigten Wasserstoffentgasung aufgrund der thermischen Aktivierung des Wasserstoffs bei erhöhten Temperaturen. Neben der reinen Quantifizierung des Wasserstoffs, kann über die thermische Desorptionsanalyse (TDA) mit variierten Heizraten, der Bindungszustand an mikrostrukturellen Defekten im Material festgestellt und bewertet werden. Für beide Techniken sind experimentelle und messtechnische Einflüsse zu beachten, die großen Effekt auf das Ergebnis haben. Für die TGHE schlägt die ISO 3690 schlägt beispielswiese verschiedene Probengeometrien sowie Mindestextraktionszeiten vor. Die vorliegende Studie fasst Ergebnisse und Erfahrungen zahlreicher Untersuchungen an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) mit unterschiedlichen Probentemperaturen und Geometrien (ISO 3690 Typ B und zylindrische TDA-Proben) zusammen hinsichtlich: Einfluss der Probenoberfläche (poliert/geschweißt), Messgenauigkeiten in Abhängigkeit des Probenvolumens sowie die unzureichende Überwachung des Effektes des PI-Reglers auf die Extraktionstemperatur. Insbesondere eine abweichende Extraktionstemperatur zur eingestellten Temperatur, kann die Messergebnisse wesentlich verfälschen. Basierend auf den Ergebnissen werden Methoden aufgezeigt, um schnell die gewünschte Extraktionstemperatur zu erreichen, ohne physisch in das Messequipment eingreifen zu müssen. Dies dient der wesentlichen Verbesserung der Zuverlässigkeit der Wasserstoffmessung durch erhöhte Signalstabilität und beschleunigte Wasserstoffdesorption. Im Allgemeinen ist eine unabhängige Temperaturmessung mit Dummy-Proben für die gewählte Heizprozedur angeraten, um mögliche unerwünschte Temperatureinflüsse bereits vor der Messung auszuschließen. Die beschriebenen Methoden können ohne großen Aufwand direkt in die industrielle Anwendung überführt werden. T2 - DVS Congress 2023 CY - Essen, Germany DA - 11.09.2023 KW - Wasserstoff KW - Messung KW - Trägergasheißextraktion KW - ISO 3690 KW - Schweißverbindung PY - 2023 AN - OPUS4-58307 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz A1 - Said, Samir T1 - System and damage identification for cars, floors and roofs, bridges, tracks and foundations by modal analyses, frequency response functions and moving-load responses N2 - The following objects have been analysed by frequency response functions and moving load responses. A simple modal analysis which is based on the transformed and weighted system equations has been tested for an automotive test car and for many floors in many buildings to get some rules for their natural frequency and damping. Moreover, six neighboured equal, weakly coupled, wooden floors in a castle have been measured by ambient and hammer excitation, and a special method to extract the different mode shapes of the closely spaced natural frequencies has been developed and tested. Different foundations, for which the soil-structure interaction is generally important, have been measured and compared with finite-element boundary-element models of varying soil properties. Similarly by FEBEM calculations, damages in railway tracks have been identified from flexibility functions (frequency response functions) and from the moving-load responses to normal train operation. Rail and foot bridges have been measured during train passages and by quasi-static tests with moving vehicles. The repeatability of the inclinometer measurements has been checked for different passages, passage directions, and measurement campaigns at a six-span foot bridge. Two rail bridges at the Hanover-Würzburg high-speed line have been measured and evaluated for integrity and for the train- and speed-dependent bridge resonances. The relation between the multi-axle and the single-axle excitation can be solved in frequency domain by the axle-sequence spectrum of the vehicle or the whole train. The single axle response has been used to identify track and bridge damages in laboratory and in situ. T2 - 10th International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC 2024) CY - Naples, Italy DA - 21.05.2024 KW - Weakly coupled floors KW - Bridge passage KW - Track damage KW - Foundation-soil interaction KW - Flexibility function KW - Moving load response PY - 2024 SN - 978-3-031-61420-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-61421-7_19 SN - 2366-2557 SP - 187 EP - 195 PB - Springer Nature Switzerland AG CY - Cham, Schweiz AN - OPUS4-61248 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Die Minderung von Bahnerschütterungen – Messergebnisse aus Österreich, Deutschland und der Schweiz N2 - Die Minderung von Bahnerschütterungen neben Eisenbahnstrecken ist an vielen Stellen gemessen worden. Dabei ist neben der hochfrequenten Wirkung von elastischen Gleiselementen wie Schienenlager, Schwellensohlen und Unterschottermatten auch oft eine tieffrequente Minderung beobachtet worden. Diese tieffrequente Minderung wird interpretiert und mit der weiteren Lastverteilung der statischen Last erklärt. T2 - Wiener Dynamik Tage CY - Vienna, Austria DA - 25.07.2027 KW - Bahnerschütterungen KW - Minderung KW - Messungen KW - Schwellensohlen KW - Unterschottermatte KW - Gleistrog PY - 2024 AN - OPUS4-61228 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Vibraciones de estructuras multi vanos como forjados, puentes ferroviarios y de carreteras N2 - Se han analizado las frecuencias y las formas modales de las estructuras multi-vanos en teoría y mediante ocho ejemplos medidos. Como consecuencia por los puentes de ferrocarril, se han calculado las amplitudes de resonancia en el dominio de las frecuencias con los espectros del tren, de la fuerza modal, y de la resonancia. Para los vanos (idénticos) continuos resp. simplemente apoyados el acoplamiento es fuerte resp. debil, las frecuencias son separadas resp. agrupadas, las formas modales son globales y globales, la resonancia es menor resp. menor – (igual). Los resultados en el dominio del tiempo se obtiene con la transformación inversa de Fourier o – más robusto – el valor de eficaz por la superposición. T2 - DinEst 2024 Third Conference on Structural Dynamics CY - Seville, Spain DA - 12.09.2024 KW - Multi-span bridges KW - Train passage KW - Resonance PY - 2024 AN - OPUS4-61225 LA - spa AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - The excitation, propagation, and mitigation of train-induced ground vibrations from the axle impulses on the track N2 - Train-induced vibrations in soft ground usually have a strong low-frequency component. This component has a characteristic spectrum which is related to the axle sequence and the speed of the train. Its attenuation with distance is weaker than the attenuation for higher frequencies, and it always dominates the far-field ground vibration. Narrow-band frequency analyses clearly show that this ground vibration component is due to the static axle loads. Axle box vibrations have a different characteristic where the first out-of-roundness of the wheels is the only remarkable low-frequency component. Therefore, the dynamic axle loads from wheel and track irregularities are not the reason for the strong ground vibration component. The moving static axle loads generate the quasi-static response of the soil at very low frequencies and at very near distances. A part of the original impulse spectrum is scattered when it propagates through an inhomogeneous ballast and soil with a randomly varying stiffness. The axle impulses are smoother for a higher bending stiffness or a lower support stiffness (under sleeper pads, under ballast mats) of the track. This mitigation of the ground vibration will be demonstrated by measurements at three sites in Switzerland as well as the characteristic of the soil and axle-box vibrations. T2 - Railways Conference CY - Prague, Czech Republic DA - 02.09.2024 KW - Soil and vehicle measurements KW - Train passages KW - Ground vibration KW - Excitation mechanisms KW - Mitigation KW - Under sleeper pads KW - Under ballast mat PY - 2024 AN - OPUS4-61226 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz A1 - Song, Jiaojiao T1 - Analysis of intact and damaged (floating) slab tracks by finite-element boundary-element models and by measurements N2 - The damage detection and repair control have become important tasks for slab tracks. Different intact and damaged slab tracks have been investigated theoretically and experimentally for train passages and hammer impacts. The following damages have been considered: The loss of contact between the sleeper and the track slab, between the track slab and the base slab, and between the base slab and the base layer. At first, a slab track with a gap between the track slab and the base layer has been calculated by the combined finite-element boundary-element method which correctly incorporates the behaviour of the infinite soil. The basic results are the track displacements of the rail, the track slab, and the base layer along the track which are caused by a single axle load. These solutions are properly superposed for to get the complete train load. The influence of track and soil parameters and of the track damage has been analysed. For the intact track, the compliance of the soil is dominant whereas the track bending stiffness becomes more important for the damaged track. By comparing the calculated results with the measurements, the length of the gap could be quantified. A slab track with a loose sleeper (without contact to the supporting track slab) was analysed by the transfer function between the displacements and the hammer force (receptance functions) where a resonance appeared in case of the damage. Differences between the different track elements confirmed the detection of the damage. A floating slab track with a thin rubber layer has been investigated for a possible gap between the base slab and the base layer. The behaviour of the intact track has been calculated by a wavenumber-domain method, and the same behaviour has been found in the measurements at several track sections, indicating that there is no damage. Finally, a floating slab track with steel springs and viscous fluid dampers has been measured in the Tongji laboratory. The modes of the floating track slab and the transfer function with corresponding resonances have been calculated and successfully compared with results from wheelset drop tests. T2 - 3rd International Conference of Rail Transportation CY - Shanghai, China DA - 07.08.2024 KW - Slab tracks KW - Damage KW - Vibration measurements KW - Finite-element boundary-element method PY - 2024 AN - OPUS4-61227 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Vibrations of multi-span structures like floors, rail and road bridges N2 - Resonances of rail bridges due to the passage of trains have been mainly investigated for sin-gle-span bridges. When multi-span bridges are to be considered, it is of interest if stronger resonance amplifications must be taken into account. Measurements of several multi-span structures have been evaluated for natural frequencies and mode shapes. An integral rail bridge with three different spans shows a separated local resonance of the longest main span and clearly higher natural frequencies of the shorter side spans. A two-span continuous beam on the test area of the Federal Institute of Material Research and Testing showed a regular pattern of natural frequencies where always a pair of frequencies is found with a certain fre-quency ratio. The corresponding mode shapes are the out-of-phase and in-phase combinations of the first, second, third … bending mode. A seven-span road bridge has been monitored for one of the almost equally long spans. Similar mode shapes have been observed for different, clearly separated natural frequencies. Three modal analyses measurement campaigns have been performed on the whole bridge. The combined mode shapes of the seven spans have been clearly identified where different combinations of spans are dominating in the different mode shapes. Equal weakly coupled spans have been analysed for a large wooden floor in a castle. A cluster of natural frequencies has been observed and a special method to extract the mode shapes has been developed and tested. The consequences of multi-span bridges for rail traffic will be discussed. If n simply supported bridge spans have no coupling, n equal modes with amplitude A/n exist and their superposition would yield the same resonance as for a single bridge. Real simply supported bridges have always a weak coupling due to the track or the common piers. Therefore, the natural frequencies differ a little and they cannot be in reso-nance at the same time for the same train passage so that the resonance amplification cannot be as strong as for the single bridge. This rule holds also for the average amplitude of the time history of the bridge passage which is an adequate quantity to judge for the bridge behaviour. The maximum amplitude of the time histories of different bridge points are quite random and could exceed the values of a single bridge. The meaning of such criteria is questioned and fre-quency domain analyses are suggested for a clearer bridge analysis and understanding. T2 - DinEst 2024 Third Conference on Structural Dynamics CY - Seville, Spain DA - 12.09.2024 KW - Rail bridge PY - 2024 SP - 41 EP - 59 PB - Escuela Tecnica Superior de Ingenieria CY - Sevilla AN - OPUS4-61238 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Die Minderung von Bahnerschütterungen – Messergebnisse aus Österreich, Deutschland und der Schweiz N2 - Die Minderung von Bahnerschütterungen neben Eisenbahnstrecken ist an vielen Stellen gemessen worden. Dabei ist neben der hochfrequenten Wirkung von elastischen Gleiselementen wie Schienenlager, Schwellensohlen und Unterschottermatten auch oft eine tieffrequente Minderung beobachtet worden. Diese tieffrequente Minderung wird interpretiert und mit der weiteren Lastverteilung der statischen Last erklärt. T2 - 3. Wiener Dynamik Tage CY - Vienna, Austria DA - 25.07.2024 KW - Bahnerschütterungen KW - Minderung KW - Messungen KW - Schwellensohlen KW - Unterschottermatten KW - Gleistrog PY - 2024 SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-61244 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Prediction of ground vibrations from rail tunnels –finite-element, boundary-element and wavenumber calculations N2 - The prediction of ground and building vibrations has been established for surface lines and has now been extended to tunnel lines. The wave propagation in homogeneous or layered soils (the transmission) is calculated by an integration in wavenumber domain. The wave amplitudes at different distances and for different frequencies will be analysed for the following situations. 1. The horizontal propagation from a surface point to a surface point constitutes the basic rules. 2. The horizontal propagation from a source point at depth to a receiver point at depth which is related to a building with a deep basement or on a pile foundation. 3. The propagation from depth to the surface, which is the normal case for free-field measurements, has some different characteristics, for example a weaker attenuation with the horizontal distance from the source, which can be approximated by the full-space solution and the reflection rules for incident waves. The emission from a tunnel structure has been calculated by a finite-element model of the tunnel combined with a boundary-element model of the soil giving the reduction compared to a point-load excitation. The immission has been analysed by finite-element models of tunnel-soil-building systems for examples of research and consultancy work. Measurement results from a high-speed and a metro line confirm some of the established rules. Figure T2 - Int. Conf. RASD, Recent Advance in Structural Dynamics CY - Southampton, GB DA - 01.07.2024 KW - Ground vibration KW - Tunnel line KW - Wave propagation KW - Wavenumber method KW - Building vibration KW - Thin layer method PY - 2024 SP - 1 EP - 12 CY - Southampton AN - OPUS4-61266 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz A1 - Conreaux, Laurence A1 - Said, Samir A1 - Müller, Roger T1 - The excitation, propagation, and mitigation of train-induced ground vibrations from the axle impulses on the track N2 - Train-induced vibrations in soft ground usually have a strong low-frequency component. This component has a characteristic spectrum which is related to the axle sequence and the speed of the train. Its attenuation with distance is weaker than the attenuation for higher frequencies, and it always dominates the far-field ground vibration. Narrow-band frequency analyses clearly show that this ground vibration component is due to the static axle loads. Axle box vibrations have a different characteristic where the first out-of-roundness of the wheels is the only remarkable low-frequency component. Therefore, the dynamic axle loads from wheel and track irregularities are not the reason for the strong ground vibration component. The moving static axle loads generate the quasi-static response of the soil at very low frequencies and at very near distances. A part of the original impulse spectrum is scattered when it propagates through an inhomogeneous ballast and soil with a randomly varying stiffness. The axle impulses are smoother for a higher bending stiffness or a lower support stiffness (under sleeper pads, under ballast mats) of the track. This mitigation of the ground vibration will be demonstrated by measurements at three sites in Switzerland as well as the characteristic of the soil and axle-box vibrations. T2 - Sixth International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance CY - Prague, Czech Republic DA - 01.09.2024 KW - Soil and vehicle measurements KW - Train passages KW - Ground vibration KW - Excitation mechanisms KW - Mitigation KW - Under sleeper pads KW - Under ballast mat PY - 2024 DO - https://doi.org/10.4203/ccc.7.13.2 SN - 2753-3239 VL - 7 SP - 1 EP - 13 PB - Civil-Comp Press CY - Edinburgh, United Kingdom AN - OPUS4-61240 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - System and damage identification for cars, floors and roofs, bridges, tracks and foundations by modal analyses, frequency response functions and moving load responses N2 - The following objects have been analysed by frequency response functions and moving load responses. A simple modal analysis which is based on the transformed and weighted system equations has been tested for an automotive test car and for many floors in many buildings to get some rules for their natural frequency and damping. Moreover, six neighboured equal, weakly coupled, wooden floors in a castle have been measured by ambient and hammer excitation, and a special method to extract the different mode shapes of the closely spaced natural frequencies has been developed and tested. Different foundations, for which the soil-structure interaction is generally important, have been measured and compared with finite-element boundary-element models of varying soil properties. Similarly by FEBEM calculations, damages in railway tracks have been identified from flexibility functions (frequency response functions) and from the moving-load responses to normal train operation. Rail and foot bridges have been measured during train passages and by quasi-static tests with moving vehicles. The repeatability of the inclinometer measurements has been checked for different passages, passage directions, and measurement campaigns at a six-span foot bridge. Two rail bridges at the Hanover-Würzburg high-speed line have been measured and evaluated for integrity and for the train- and speed-dependent bridge resonances. The relation between the multi-axle and the single-axle excitation can be solved in frequency domain by the axle-sequence spectrum of the vehicle or the whole train. The single axle response has been used to identify track and bridge damages in laboratory and in situ. T2 - 10th International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC 2024) CY - Naples, Italy DA - 21.05.2024 KW - Weakly coupled floors KW - Bridge passage KW - Track damage KW - Foundation-soil interaction KW - Flexibility function KW - Moving load response PY - 2024 AN - OPUS4-61233 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Railway vibration fast physics based models for the prediction of ground vibration and the identification of track damage N2 - The following applications of machine learning will be discussed: 1. The prediction of the wave propagation from a railway line (completely physics based for surface lines, physics-based machine learning for tunnel lines) 2. The track behaviour for the emission of train-induced ground vibration (physics based for homogeneous soil, machine learning for layered soil) 3. Track damage detection and quantification from frequency response functions and moving load responses 4. Bridge damage detection and localisation from modal analysis and moving load 5. The use of axle-box acceleration for the identification of track/sub-soil condition and bridge resonances. The prediction of railway vibration usually needs time-consuming finite element, boundary element and wavenumber domain calculations. For a user-friendly prediction software however, fast calculations are needed. Several time-consuming detailed calculations have been used to develop simpler and fast models for the surface railway lines. The more challenging prediction from tunnel lines will be attacked by purely mathematical and by physics-informed machine learning. The dynamic stiffnesses of isolated or un-isolated railway tracks from detailed calculations with a continuous soil have been approximated with the simpler Winkler soil. The vehicle-track resonance (P2 resonance) rules the effect of the mitigation measures, and it can also be used for the on-board monitoring of the track and sub-soil condition. For the identification of track damage such as gaps between sleepers, track slabs and layers, detailed models with a continuous soil have been updated to get the best fit to the measured frequency response functions from hammer tests and the deformation pattern from the moving load response. Whereas the track damage can be locally identified, this is more difficult for bridges where the modal analysis gives mainly global information. The influence lines of the inclination for statically passing vehicles (locomotive, truck, compaction roller) have been used to localise bridge damage (stiffness variations). The on-board monitoring of rail bridges needs special conditions (regular trains with special speeds) to excite and measure the bridge resonance. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM) CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Vibration prediction KW - Track damage detection KW - Human and machine learning KW - Wave propagation KW - Surface line KW - Tunnel KW - Bridge resonance PY - 2024 AN - OPUS4-61231 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Reduction of ground induced building vibrations by kinematic and inertial soil structure interaction and by base isolation N2 - Many buildings on the soil have been measured and the transfer function freefield-to-building is ana-lysed. In general, an amplification at low frequencies, an amplification for the floor resonances, and a reduction for higher frequencies can be observed. Most of the measurement examples show a flexible behaviour along the height of the buildings. The prediction of building vibration consists typically of three steps. At first, the dynamic stiffness of the foundation and secondly the kinematic soil-structure interaction has to be calculated for example by the combined finite-element boundary-element meth-od. The stiffness of the foundation reduces the incoming waves (the kinematic interaction). Finally, the inertial interaction of the building with the foundation soil is calculated by the conventional finite ele-ment method where the dynamic foundation stiffness from the first step is added at the bottom of the building. The building on the compliant soil has a fundamental vertical resonance usually below 10 Hz. A parametrical variation clearly shows the influence of the elasticity of the building on this reso-nance frequency and amplitude. Moreover for column-type office buildings, the low-frequency floor resonances can further reduce this fundamental frequency. A 1-dimensional model has been estab-lished which can well approximate the behaviour of the 3-dimensional building models. It is used to demonstrate the effect of a base isolation with soft elements at the foundation. A rigid building model clearly over-estimates the isolation effect, which is smaller for a model with flexible walls, columns and floors. An even simpler model of an infinitely high building is suggested for the mitigation effect, and the resonance frequency of the rigid building should be replaced by a better performance indica-tor, which is based on the impedance ratio of the isolation and the wall and which can be also ex-pressed as a characteristic frequency. T2 - 30th International Congress on Sound and Vibration CY - Amsterdam, Netherlands DA - 08.07.2024 KW - Building vibrations KW - Base isolation KW - Foundation stiffness KW - Kinematic soil-structure interaction KW - Transfer functions of flexible buildings PY - 2024 AN - OPUS4-61229 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Skłodowska, Anna A1 - Amendola, Chiara A1 - Mohammed, Shoaib Ayjaz A1 - Sangaraju, Srihari A1 - Barnaba, Carla A1 - Pitilakis, Dimitris A1 - Roux, Philippe A1 - Compagno, Alessio A1 - Petrovic, Bojana A1 - Schindelholz, Valentin A1 - Maffione, Stefano A1 - Meneghini, Fabio A1 - Zuliani, David A1 - Parolai, Stefano T1 - EuroMASS Soil-Structure Interaction Experiment: A Semi-Dense Array for the Analysis of Wave Propagation from a Single-Degree-of-Freedom Structure to Its Surroundings N2 - For years, soil-structure interaction (SSI) has been a subject of interdisciplinary studies, although full-scale SSI experiments and the use of real data are rare. To study SSI in a well-known and controlled environment, a full-scale experiment, EuroMASS, was conducted at the Piana di Toppo test site in Northeast Italy. For the needs of the experiment, a simple structure consisting of a lumped mass overtopping a steel column on a concrete base was designed and assembled at the test site. In April 2022, a three-component instrumentation network was installed to record the seismic noise, weak earthquake motions, and active source signals to study the structure, the foundation, and the soil seismic responses. The experiment was designed to collect data that can be used for accurate dynamic characterization of the structure and analysis of wave propagation in the soil-structure system. KW - Soil-structure interaction KW - Earthquake KW - Seismicity KW - Wave propagation KW - SDOF PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1785/0220240018 SN - 1938-2057 VL - 96 IS - 2A SP - 1201 EP - 1213 PB - Seismological Society of America (SSA) AN - OPUS4-61687 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Auersch, Lutz T1 - Vehicle Dynamics and Train‑Induced Ground Vibration—Theoretical Analyses and Simultaneous Vehicle, Track, and Soil Measurements N2 - Ground vibrations near railway lines are generated by the forces that are acting between wheel and rail. It seems to be a straight forward assumption that the vehicle dynamics are important for the level and the frequencies of the excitation forces. Different vehicle dynamics phenomena are analysed for their role in the excitation of ground vibrations: rigid body modes of the bogies, elastic (bending) modes of the car body, and elastic modes of the wheelset. The theoretical analyses use rigid body models, simplified elastic models, and detailed elastic models. Some of these problems are vehicle–track interaction problems where 3D finite‑element boundary‑element models have been used for the track and soil. It is shown that the rigid or flexible vehicle modes are well in the frequency range of ground vibrations (4 to 100 Hz). They have an influence on the excitation force but the additional forces are rather small and can be neglected in ground vibration prediction. The theoretical results are checked by experimental results of a simultaneous measurement of vehicle, track, and ground vibrations. KW - Rigid vehicle model KW - Flexible car body KW - Flexible wheelset KW - Dynamic loads KW - Ground vibration PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-569796 DO - https://doi.org/10.3390/vehicles5010013 VL - 5 IS - 1 SP - 223 EP - 247 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-56979 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit ED - Nolde, Moana ED - Schwarz, Silke ED - Hüsken, Götz T1 - Impact of shock waves from HE-detonation on reinforced concrete structures – Numerical and field studies N2 - An effective protection of structures against impact from detonation of high explosives (HE) necessitate certain design specifications to be met. In the event of an explosion, accidental or intentional, any damage in its neighborhood (especially, for example, to the structures of strategic importance) should remain as low as possible. The behavior of a structure under the shock loading from an explosion will determine the extent of the damage. The investigation of the relevant phenomena that occur during the event of an explosion is the objective of this study. In accordance with the test parameters, numerical simulations were performed and results were compared with those from field tests. The deformation of the wall under shock impact was simulated by implementing the appropriate interaction of fluid and structure. Moreover, the numerical pressure-time histories in front of the wall were compared with the ones measured in the field by means of piezoelectric pressure gauges, providing a validation for the shock waves’ propagation. T2 - MABS 25 CY - Den Haag, The Netherlands DA - 24.09.2018 KW - Shock-structure-interaction KW - Numerical simulations KW - Field tests KW - Piezoelectric pressure-gauge PY - 2018 SP - P082, 1 EP - 3 AN - OPUS4-46316 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Prognosemethoden für die Erschütterungsübertragung in Gebäude N2 - Es wurde ein Prognosemodell für die Bauwerksschwingungen entwickelt. Es besteht aus einer Gesamtbauwerkswand, die alle Wände und Stützen eines Bauwerks repräsentiert, und aus den Decken in den einzelnen Stockwerken. Das Modell wird stockwerkweise mit Übertragungsmatrizen berechnet. Hinsichtlich der Decken besteht im Programm die Möglichkeit, die Deckeneigenfrequenz aus den Abmessungen und den Auflagerbedingungen berechnen zu lassen. Die Decken werden dann im Rechenprogramm als Modalmodelle realisiert und an den Deckenauflagern in die Übertragungsmatrizenkette eingebaut. Aus diesem Komplexmodell des Gebäudes wurde entsprechend den Messerfahrungen ein praxisnäheres Standardmodell abgeleitet. Dazu werden die Wandamplituden aller Stockwerke gemittelt und bei den Decken wird eine gewisse Bandbreite der vorhandenen Deckeneigenfrequenzen unterstellt. Entsprechend der hohen Bedeutung, den experimentelle Ergebnisse für die Prognose der Erschütterungsimmission haben, wurden sehr viele in der BAM vorhandene Messdaten erneut ausgewertet und darüber hinaus neue Gebäudemessungen durchgeführt. Die Messergebnisse wurden bei der Definition des Standardmodells herangezogen. Außerdem wurde die Auswahl der Fundamentparameter mit den Messerfahrungen abgeglichen. Schließlich geben die Messdaten von etwa 80 Decken wichtige Hinweise auf die richtige Wahl der Deckenparameter Eigenfrequenz und Dämpfung. Eine Parameterstudie gibt Auskunft über die praktisch vorkommende Bandbreite der einzelnen Parameter und deren Auswirkung auf die Bauwerksamplituden. Die wichtigsten Parameter sind die Bodensteifigkeit und die Deckeneigenfrequenz, die die Abminderung der Gesamtbauwerksamplituden einerseits und die Amplitudenverstärkungen in der Deckenresonanzen andererseits bestimmen. Für diese beiden Parameter ergaben die Untersuchungen wesentliche Hinweise: Für die Gebäudegründung sind die weicheren oberen Bodenschichten maßgeblich, und die Deckeneigenfrequenzen lassen sich in erster Näherung gut durch eine allseitig gelenkige Lagerung abbilden. Mit den theoretischen und experimentellen Arbeiten konnte somit ein praxisgerechter Immissionsteil für die Erschütterungsprognose erstellt werden. KW - Immissionsprognose KW - Bauwerk-Boden-Wechselwirkung KW - Deckenschwingungen KW - Decke-Wand-Boden-Modell KW - Übertragungsmatrizen PY - 2006 SP - 1 EP - 87 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) AN - OPUS4-56223 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Prognosemethoden für die Erschütterungsausbreitung im Boden N2 - In diesem Bericht werden die Berechnungsmethoden für die Transmission der Erschütterungen dargelegt. Da es sich um die Wellenausbreitung im Boden handelt, sind drei große Abschnitte dem Einfluss und den Berechnungsmöglichkeiten verschiedener homogener und geschichteter Böden gewidmet. Dabei kommt ein exaktes aufwändiges Rechenverfahren und daraus abgeleitete einfachere Näherungsverfahren zum Einsatz. Zum Bodeneinfluss wurden verschiedene homogene und geschichtete Böden exakt berechnet. Daraus wird ein Näherungsverfahren abgeleitet, dass auf der Dispersionsbeziehung v(f) beruht. Die Dispersion einiger Fälle wird exakt berechnet und ein Näherungsverfahren gefunden, mit dem man aus dem Tiefenprofil v(z) die Dispersion v(f) ermitteln kann. Mitden Näherungsverfahren werden die Wellenfelder der verschiedenen Böden nachgerechnet. Es ergeben sich sehr gute Übereinstimmungen mit den exakten Ergebnissen. Die Zuganregung wird in erster Linie mit ortsfesten dynamischen Achslasten erfasst. Mit der Lastverteilung über die gesamte Zuglänge ergibt sich eine deutlich andere, nämlich schwächere Abnahmegesetzmäßigkeit als für die elementare Punktlast. Für die Prognose von Schienenverkehrserschütterungen wurden verschiedene Verfahren vorgestellt, die die theoretischen Methoden zur Wellenausbreitung im Boden auf der experimentellen Seite ergänzen. Dies beginnt bei der notwendigen Ermittlung der Bodenkennwerte für den Prognoseort, das führt weiter zur sehr hilfreichen Bestimmung der Übertragungsfunktion am Prognoseort, und schließlich zur kritischen Verwendung von gemessenen Spektren als Emissionsgröße. Die verschiedenen Verfahren werden anhand der Messungen der ICE 3-und Thalys-Versuchsfahrten bei Gardelegen vorgeführt. Die wichtigsten Aussagen dieser Untersuchung sind: – Die Ergebnisse der Schwinger- und Impulsmessungen, die Bodenkennwerte und die Übertragungsfunktionen, Theorie und Messungen stimmen alle sehr gut miteinander überein. – Es sind gute Prognosen der Schienenverkehrserschütterungen sowohl mit den theoretischen als auch den experimentellen Übertragungsfunktionen möglich (s. Bild 39 im Vergleich zu Bild 40). – Die Verwendung von gemessenen Schienenverkehrserschütterungen als Emissionsspektrum wird ermöglicht. Sie ist aber an die Kenntnis der Bodenkennwerte am Messort gekoppelt. Mit den Bodenkennwerten am Messort können dann bodenunabhängige Lastspektren als Emissionsgröße berechnet werden. Damit steht eine Vielfalt von theoretischen und messtechnischen Varianten für die Prognose der Erschütterungsausbreitung im Boden zur Verfügung. KW - Geschichter Boden KW - Wellengeschwindigkeit KW - Übertragungsfunktion KW - Wellenzahlmethode KW - Approximationsverfahren KW - Bodensteifigkeit KW - Bodendämpfung PY - 2006 SP - 1 EP - 83 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) AN - OPUS4-56222 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Gerstberger, Ulf T1 - Prognosemethoden für die Emission von Bahnerschütterungen N2 - Die Emission von Erschütterungen wird durch ein physikalisches Modell der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung unter Annahme eines stationären Zustands im Frequenzbereich berechnet. Dazu kommen analytische oder einfache numerische Formulierungen für Modelle des Fahrzeugs und des Gleises zum Einsatz mit deren Hilfe die Gesamtkraft auf den Boden unter dem Gleis infolge einer Achse prognostiziert wird. Das Gleis wird durch Systeme von kontinuierlich gebetteten schubstarrer Balken beschrieben, wobei sich die Bettung ggf. aus der „Verschmierung“ der diskreten Lagerung der Schiene über den Schwellenabstand ergibt. Die Bettung der Schiene des Schottergleises wird aus einem detaillierten Modell des Schienenstützpunkts im Frequenzbereich hergeleitet und kann folgende Komponenten enthalten: - Zwischenlage, - Schwelle, - Schwellenbesohlung, - Schotter, - Unterschottermatte. Für die Systeme der Festen Fahrbahn oder des Schottergleises im Tunnel kann unterhalb des gebetteten Balkens der Schiene ein zusätzlicher gebetteter Balken der Fahrbahn- oder Tunnelplatte angeordnet werden kann. Für Masse-Feder-System kann außerdem noch ein dritter Balken angeordnet werden. Das Fahrzeug wird mindestens durch die unabgefederte, starre Masse des Radsatzes beschrieben und kann durch Reihenschaltungen von weiteren Massen sowie Federn und Dämpfern erweitert werden, wobei folgende Komponenten enthalten sein können: - Wagenkastenmasse und Primärstufe, - Drehgestell und Sekundärstufe, - Motor- und Getriebemasse und deren Federstufe. Die Anregung des Schwingungssystems aus Fahrzeug und Gleis erfolgt durch eine im Kontakt von Rad und Schiene wirkenden Wegstörung, welche sich im Allgemeinen aus vertikalem Gleislagefehler, Schienen- und Radrauhigkeit, Radunrundheiten und der Parametererregung infolge der Schwellenüberrollung zusammensetzt. Auch wenn Zwischenergebnisse der Berechnung als Schmalbandspektrum vorhanden sind, erfolgt die Ausgabe der Emissionsgröße „Kraft auf den Untergrund“ als Terzspektrum und dient als Eingangsgröße für die Prognose der Transmission von Erschütterungen über den Boden oder zur Berechnung von Einfügedämmungen. KW - Emissionsprognose KW - Fahrwegmodell KW - Fahrzeugmodell KW - Bodenfedern KW - Fahrzeug-Fahrweg-Boden-Wechselwirkung KW - Störanregung KW - Terzspektren PY - 2006 SP - 1 EP - 63 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) AN - OPUS4-56224 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Costard, René T1 - Charakterisierung der Belastung und Schädigung von Stahlbetonprüfkörpern unter Explosionsbeanspruchung N2 - Sprengversuche sind ein wesentliches Werkzeug, um die Eignung von Schutzobjekten und Bauteilen zum Schutz der Bevölkerung vor Anschlägen mit explosionsgefährlichen Stoffen wie Explosivstoffen, sogenannten „home-made-explosives“ (HME) und unkonventionellen Spreng- und Brandvorrichtungen (USBV) zu bewerten. Für forensische Zwecke werden oft Explosionsszenarien nachgebildet, um die Auswirkung von Anschlägen oder Unfällen genau untersuchen zu können. Feldversuche in Kombination mit numerischen Simulationen ermöglichen eine Charakterisierung der Belastung und Schädigung von Bauteilen und Strukturen unter hochdynamischen Explosionsbelastungen. Auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM in Horstwalde, Brandenburg werden Sprengversuche im Real-Maßstab durchgeführt. Dabei werden Bauteile mit Messtechnik ausgestattet, um eine dynamische Strukturcharakterisierung mittels sensorbasierten Monitorings zu ermöglichen. In diesem Vortrag werden am Beispiel einer Versuchskampagne mit einer Stahlbetonwand als Prüfkörper die Eignung verschiedener Prüfmethoden bei Sprengversuchen evaluiert. Es werden Messmethoden zur Charakterisierung der Explosionsereignisse, des globalen Strukturverhaltens sowie der lokalen Schädigung vorgestellt. Die direkte Charakterisierung der Explosionsbelastung erfolgt mit Hilfe von piezo-elektrischen Druckaufnehmern (bündig mit der Oberfläche im Prüfkörper montiert) und High-Speed-Kameras. Die Beobachtung der explosionsinduzierten Reaktion des Bauteils während und nach dem Eintreffen der Stoßwelle erfolgt mittels Beschleunigungssensoren, Stereo-Fotogrammetrie sowie mit in den Prüfkörper eingebetteter verteilter faseroptischer Sensoren, mit Hilfe derer die Dehnungsraten im Bauteil zeit- und ortsaufgelöst gemessen werden können. Die faseroptischen Sensoren erlauben außerdem die örtlich hochaufgelöste Bestimmung statischer Dehnungsänderungen im Bauteil nach einem Versuch, sodass auch nicht sichtbare Schädigungen wie kleinste Risse detektiert und charakterisiert werden können. Vergleichende Messungen mit Ultraschall komplettieren die Schadenscharakterisierung. In unserem Beitrag diskutieren wir die Herausforderungen dieser Messungen sowie die Ergebnisse und Möglichkeiten der genannten komplementären Messmethoden. T2 - 44. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 14.04.2023 KW - Explosivstoffe KW - Sprengversuche KW - Schädigungscharakterisierung KW - Sensorik PY - 2023 AN - OPUS4-57319 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit T1 - Numerical analysis of structures under blast loading N2 - Blast tests are indispensable for investigations of accidental or intentional explosions and to evaluate the level of protection to people and equipment within critical infrastructure. Current capabilities for detailed blast effects assessment are limited to performing full-scale field testing, which, for complex scenarios, are highly resource intensive. In this regard, reliable numerical simulations are an effective alternative option. A discussion of the scope and challenges of using numerical tools for a technical-safety assessment of reinforced concrete structures under blast loading is presented. Different coupling possibilities between shock wave simulations and structural simulations with the help of practical examples is given. An outlook on the development of new methods for structural simulations currently being researched at BAM concludes the presentation. T2 - Exerter Final Conference, 2023 CY - Soest, The Netherlands DA - 24.04.2023 KW - Coupling KW - Numerical Simulation KW - Blast KW - Structural Analysis KW - FSI PY - 2023 AN - OPUS4-57458 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Costard, René T1 - Dynamic response of reinforced concrete (RC) components in scaled-down blast tests N2 - Der Beitrag präsentiert erste Ergebnisse aus dem BAM-internen Projekt AP5 Security zum Thema Charakterisierung der dynamischen Reaktion und Schädigung von Stahlbetonbauteilen. T2 - 44.Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 14.04.2023 KW - Explosionsbelastung auf Strukturen KW - Beton KW - Numerik PY - 2023 AN - OPUS4-57313 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Frequenz- und bodenabhängige Prognose und Minderung von Bahnerschütterungen N2 - Die Prognose und Minderung von Bahnerschütterungen haben eine lange Tradition in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Im Jahr 2006 wurde eine Prognose-Software fertiggestellt, die viele Forschungs- und Messergebnisse zusammenfasst. Sie umfasst die Teilbereiche Emission (die Anregung durch die Fahrzeug-Fahrweg-Untergrund-Wechselwirkung), die Transmission (die Ausbreitung durch den Boden) und die Immission (die Übertragung vom Freifeld in ein Gebäude). Die Prognose geschieht in allen Teilen mit einfachen Formeln, die veröffentlicht sind und zur Anwendung für Jedermann zur Verfügung stehen. Es werden Beispiele zur Emission und zur Transmission gezeigt. Im Bereich Transmissionsprognose werden zu den Anregungskräften (aus dem Emissionsteil) die Bodenerschütterungen als Schwinggeschwindigkeitsterzspektren berechnet. Das Ergebnis hängt stark von der Bodensteifigkeit, -dämpfung und -schichtung ab. Dies wurde später mit einer Messkampagne in der Schweiz an 10 Messorten bestätigt. Die Berechnung erfolgt näherungsweise für einen geschichteten Boden mit einer frequenzabhängigen Wellengeschwindigkeit (Dispersion) oder einem tiefenabhängigen Wellengeschwindigkeitsprofil. Die Anregungskräfte werden im Prognosebereich Emission mit einem 2-dimensionalen Gleismodell berechnet. 1-dimensionale Modelle liefern meist falsche Ergebnisse und 3-dimensionale Modelle (zum Beispiel mit der kombinierten Finite-Element-Randelement-Methode) sind für eine Erschütterungs¬prognose sicherlich zu aufwändig. Das 2-dimensionale Modell wurde an 3-dimensionale Ergebnisse so angepasst, dass die Ergebnisse für viele Gleise und Böden annähernd zutreffen. Auch Minderungs¬maßnahmen am Gleis können mit diesem Modell sehr gut berechnet werden. Die Prognoseverfahren wurden in den folgenden Jahren weiter verfeinert. Es wurde die quasi-statische Anregung durch die bewegten statischen Zuglasten mit einer Näherungsformel ergänzt, so dass auch das tieffrequente Nahfeld realistisch erfasst werden kann. Mit der Berücksichtigung der Achsfolge (insbesondere zwischen den Achsen im Drehgestell) ergeben sich zwei typische Minima in den Erschütterungsspektren, die oft auch in den Messungen beobachtet werden. Der Amplitudenanteil zwischen diesen beiden Minima ist oft stärker angehoben, so dass hier eine zusätzliche Erschütterungsanregung vermutet wird. Dieser Anteil kann rein empirisch prognostiziert werden, so wie das in den englischen Prognosen (zuletzt für das Highspeed2-Projekt) enthalten ist. Die Begründung dieses Anteils ist allerdings nicht die Achsfolge, sondern die Zerstreuung der statischen Achslastimpulse durch einen unregelmäßigen Gleisuntergrund und Boden. Die messtechnische Ermittlung eines Minderungseffektes ist komplizierter als allgemein angenommen. Es reicht nicht aus, jeweils an einem Messpunkt in der Nähe eines Gleises mit und ohne Minderungsmaßnahme die Erschütterungen zu messen und aus dem Verhältnis der Amplituden (beziehungsweise aus der Differenz der Pegel) „die Einfügedämmung“ zu ermitteln. Es wird an Beispielen gezeigt, wie man hier sinnvoller vorgehen kann. 1. Zunächst ist es wichtig, nicht nur die Einfügedämmung sondern auch die Originalspektren mit und ohne Minderung zu dokumentieren und zu veröffentlichen, damit man kontrollieren kann, ob wesentliche Amplituden und Frequenzbereiche reduziert sind oder ob es sich um eher zufällige Minderungen oder Verstärkungen handelt. (Beispiel Unterschottermatte/Raron, Müller/SBB) 2. Der Messpunkt sollte nicht im Nahbereich des Gleises liegen, da ansonsten eine zu günstige, falsche Einfügedämmung bestimmt wird. (Beispiel Tunnel/ Leipzig/Breitsamter) 3. Um Zufälligkeiten zu vermeiden, sollte man an mehr als einem Punkt messen. (Beispiel Unterschotterplatte/Altheim/Auersch) 4. Man sollte eigentlich immer auch die Bodenkennwerte (Steifigkeit, Dämpfung, Amplituden-abnahme, Übertagungsfunktion) messen. Selbst bei nahegelegene Messquerschnitten kann man Überraschungen erleben. (Beispiel erste ICE-Messungen/bei Würzburg/Auersch) 5. Bei verschiedenen Bodenkennwerten kann man eine Korrektur durchführen. (Beispiel Gleis-tröge/Mistler) Am besten bestimmt man ein äquivalentes Kraftspektrum zu jedem Messort und jedem Messzug (Beispiel Feste Fahrbahn/Gardelegen/Auersch) 6. Prinzipiell gibt es nicht die Einfügedämmung einer Maßnahme. Die Einfügedämmung ist immer boden- und referenzsystemabhängig. Die „beste“ Einfügungsdämmung erhält man mit einem steifen Untergrund (Beispiel Unterschottermatte/Tunnel/München Gasteig/Wettschureck) Das heißt aber nicht, dass die Maßnahme durch einen künstlich versteiften Untergrund besser wird (Beispiel Unterschottermatten/RRT2006/Auersch) Es werden Messbeispiele gezeigt, die alle neben einer hochfrequenten dynamischen Minderung auch eine mittelfrequente quasi-statische Minderung aufweisen. Dabei wird der mittelfrequente Zerstreuanteil der statischen Achslastimpulse durch die breitere Lastverteilung und damit die Impulsdehnung der Achslastimpulse reduziert. Diese Impulsdehnung lässt sich mit dem 2-dimensionalen Gleismodell berechnen. Die Minderungswirkung hängt aber wiederum vom Referenzsystem und dessen unregelmäßiger Steifigkeitsverteilung ab. Je unregelmäßiger der Boden und Gleisuntergrund des Referenzsystems, desto stärker ist die Minderungswirkung. T2 - 24. Symposium für Baudynamik und Erschütterungsmessungen CY - Dübendorf, Sitzerland DA - 09.06.2023 KW - Bahnerschütterungen KW - Erschütterungsprognose KW - Erschütterungsminderung KW - Elastische Gleiselemente KW - Gleiströge KW - Zerstreute Achsimpulse PY - 2023 SP - 1 EP - 32 PB - Ziegler Consultants CY - Zürich AN - OPUS4-57953 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Frequenz- und bodenabhängige Prognose und Minderung von Bahnerschütterungen N2 - Die Prognose und Minderung von Bahnerschütterungen haben eine lange Tradition in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Im Jahr 2006 wurde eine Prognose-Software fertiggestellt, die viele Forschungs- und Messergebnisse zusammenfasst. Sie umfasst die Teilbereiche Emission (die Anregung durch die Fahrzeug-Fahrweg-Untergrund-Wechselwirkung), die Transmission (die Ausbreitung durch den Boden) und die Immission (die Übertragung vom Freifeld in ein Gebäude). Die Prognose geschieht in allen Teilen mit einfachen Formeln, die veröffentlicht sind und zur Anwendung für Jedermann zur Verfügung stehen. Es werden Beispiele zur Emission und zur Transmission gezeigt. Im Bereich Transmissionsprognose werden zu den Anregungskräften (aus dem Emissionsteil) die Bodenerschütterungen als Schwinggeschwindigkeitsterzspektren berechnet. Das Ergebnis hängt stark von der Bodensteifigkeit, -dämpfung und -schichtung ab. Dies wurde später mit einer Messkampagne in der Schweiz an 10 Messorten bestätigt (Bild 1). Die Berechnung erfolgt näherungsweise für einen geschichteten Boden mit einer frequenzabhängigen Wellengeschwindigkeit (Dispersion) oder einem tiefenabhängigen Wellengeschwindigkeitsprofil. Die Anregungskräfte werden im Prognosebereich Emission mit einem 2-dimensionalen Gleismodell berechnet (Bild 2). 1-dimensionale Modelle liefern meist falsche Ergebnisse und 3-dimensionale Modelle (zum Beispiel mit der kombinierten Finite-Element-Randelement-Methode) sind für eine Erschütterungs¬prognose sicherlich zu aufwändig. Das 2-dimensionale Modell wurde an 3-dimensionale Ergebnisse so angepasst, dass die Ergebnisse für viele Gleise und Böden annähernd zutreffen. Auch Minderungs¬maßnahmen am Gleis können mit diesem Modell sehr gut berechnet werden. Die Prognoseverfahren wurden in den folgenden Jahren weiter verfeinert. Es wurde die quasi-statische Anregung durch die bewegten statischen Zuglasten mit einer Näherungsformel ergänzt, so dass auch das tieffrequente Nahfeld realistisch erfasst werden kann. Mit der Berücksichtigung der Achsfolge (insbesondere zwischen den Achsen im Drehgestell) ergeben sich zwei typische Minima in den Erschütterungsspektren, die oft auch in den Messungen beobachtet werden. Der Amplitudenanteil zwischen diesen beiden Minima ist oft stärker angehoben, so dass hier eine zusätzliche Erschütterungsanregung vermutet wird. Dieser Anteil kann rein empirisch prognostiziert werden, so wie das in den englischen Prognosen (zuletzt für das Highspeed2-Projekt) enthalten ist. Die Begründung dieses Anteils ist allerdings nicht die Achsfolge, sondern die Zerstreuung der statischen Achslastimpulse durch einen unregelmäßigen Gleisuntergrund und Boden. Die messtechnische Ermittlung eines Minderungseffektes ist komplizierter als allgemein angenommen. Es reicht nicht aus, jeweils an einem Messpunkt in der Nähe eines Gleises mit und ohne Minderungs¬maßnahme die Erschütterungen zu messen und aus dem Verhältnis der Amplituden (beziehungsweise aus der Differenz der Pegel) „die Einfügedämmung“ zu ermitteln. Es wird an Beispielen gezeigt, wie man hier sinnvoller vorgehen kann. 1. Zunächst ist es wichtig, nicht nur die Einfügedämmung sondern auch die Originalspektren mit und ohne Minderung zu dokumentieren und zu veröffentlichen, damit man kontrollieren kann, ob wesentliche Amplituden und Frequenzbereiche reduziert sind oder ob es sich um eher zufällige Minderungen oder Verstärkungen handelt. (Beispiel Unterschottermatte/Raron, Müller/SBB) 2. Der Messpunkt sollte nicht im Nahbereich des Gleises liegen, da ansonsten eine zu günstige, falsche Einfügedämmung bestimmt wird. (Beispiel Tunnel/ Leipzig/Breitsamter) 3. Um Zufälligkeiten zu vermeiden, sollte man an mehr als einem Punkt messen. (Beispiel Unterschotterplatte/Altheim/Auersch) 4. Man sollte eigentlich immer auch die Bodenkennwerte (Steifigkeit, Dämpfung, Amplituden-abnahme, Übertagungsfunktion) messen. Selbst bei nahegelegene Messquerschnitten kann man Überraschungen erleben. (Beispiel erste ICE-Messungen/bei Würzburg/Auersch) 5. Bei verschiedenen Bodenkennwerten kann man eine Korrektur durchführen. (Beispiel Gleis-tröge/Mistler) Am besten bestimmt man ein äquivalentes Kraftspektrum zu jedem Messort und jedem Messzug (Beispiel Feste Fahrbahn/Gardelegen/Auersch) 6. Prinzipiell gibt es nicht die Einfügedämmung einer Maßnahme. Die Einfügedämmung ist immer boden- und referenzsystemabhängig. Die „beste“ Einfügungsdämmung erhält man mit einem steifen Untergrund (Beispiel Unterschottermatte/Tunnel/München Gasteig/Wettschureck) Das heißt aber nicht, dass die Maßnahme durch einen künstlich versteiften Untergrund besser wird (Beispiel Unterschottermatten/RRT2006/Auersch) Es werden Messbeispiele gezeigt, die alle neben einer hochfrequenten dynamischen Minderung auch eine mittelfrequente quasi-statische Minderung aufweisen. Dabei wird der mittelfrequente Zerstreuanteil der statischen Achslastimpulse durch die breitere Lastverteilung und damit die Impulsdehnung der Achslastimpulse reduziert. Diese Impulsdehnung lässt sich mit dem 2-dimensionalen Gleismodell berechnen. Die Minderungswirkung hängt aber wiederum vom Referenzsystem und dessen unregel¬mäßiger Steifigkeitsverteilung ab. Je unregelmäßiger der Boden und Gleisuntergrund des Referenz¬systems, desto stärker ist die Minderungswirkung. T2 - 24. Symposium für Baudynamik und Erschütterungsmessungen CY - Dübendorf, Switzerland DA - 09.06.2023 KW - Bahnerschütterungen KW - Erschütterungsprognose KW - Erschütterungsminderung KW - Elastische Gleiselemente KW - Gleiströge KW - zerstreute Achslastimpulse PY - 2023 AN - OPUS4-57952 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Some resonance effects of non-typical trains and railway bridges investigated by a frequency-domain method N2 - The resonances of railway bridges have often been analysed for short bridges under periodical high-speed trains, for simply supported one-span bridges, for the fundamental bridge mode, and by time-domain analyses. Many time-consuming calculations have been performed to establish simplified rules for standards. In this contribution, the passage of different (existing, new and hypothetic) trains over different bridges will be analysed in frequency domain by using three separated spectra with the purpose to get a better physical insight in the phenomena. At first, the excitation spectrum of the modal forces is built by the mode shape and the passage time of the train over the bridge. The second spectrum is the frequency response function of the bridge which include the modal frequency, damping and mass. The third part is the spectrum of the axle sequence of an arbitrary train which is not limited to periodical or specific (conventional, articulated, regular or standard) trains and which does not include any bridge parameters. The final solution in frequency domain is obtained as the product of these three complex, strongly varying spectra for the dominating bridge mode or in general as the sum of these products over all relevant bridge modes. The time domain solution is obtained via the inverse Fourier transform, and the resulting time histories have been successfully compared with some measurement results. The method is applied to the vertical and torsional modes of a mid-long 1-span bridge on elastomeric bearings under standard train speeds, and to a long multi-span integral bridge under long periodical freight trains. Different resonance and cancellation effects have been found for systematically varied train speeds according to the axle sequence of the whole train which is dominated by the two locomotives in that case. To be more specific, the first torsional mode of the mid-span bridge is excited for a train speed of 100 km/h whereas the second bending mode is excited for a train speed of 160 km/h. In both cases, the other mode is suppressed by the minima of the axle-distance spectra. In addition, the case of the German high-speed train ICE4 and the very high-speed hyperloop case will be discussed briefly. In general, it is shown that resonance effects are also worth to be studied for freight and passenger trains with lower speeds. T2 - EURODYN 2023 XII International Conference on Structural Dynamics CY - Delft, Netherlands DA - 03.07.2023 KW - Railway bridge KW - Transfer fuction KW - Modal load spectrum KW - Axle-sequence spectrum KW - Freight train KW - Passenger train KW - High-speed train KW - 2-span bridge PY - 2023 AN - OPUS4-57955 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Soil-foundation-structure problems related to train induced vibrations - the kinematic interaction of tunnel excited pile foundations and the inertial interaction of high rise buildings N2 - The soil-foundation-structure interaction is always important when building vibrations due to train passages have to be considered. The frequency range for train vibrations is up to 100 Hz. Normally, soft surface soils are crucial so that the wavelength can be much smaller than the foundation dimensions. Three topics are of interest for the prediction and the under-standing of building vibrations. 1. The „kinematic interaction“ or the „added foundation ef-fect“, which is calculated either by the combined boundary-element finite-element method or by the wavenumber domain method, results in a reduction of the free-field vibration. The stiff-ness of the foundation resists the wave deformation, plates and walls for horizontally propa-gating waves or piles for vertically incident waves. 2. The „inertial interaction“ or the „added building effect“ yields an amplification around the vertical building resonance, which may be a rigid mode on the compliant soil or a flexible mode for high-rise buildings, and a reduction at higher frequencies. This has been analysed by detailed finite element models of apartment and office buildings. 3. Base isolation is a method to further reduce building vibrations. It is important to know the soil-foundation impedance for the possible reduction, as well as the correct building impedance. A high-rise building cannot be considered as a rigid mass model. It has a frequency-dependent behaviour with longitudinal waves travelling from the founda-tion to the top of the building which include the effect of floor vibrations. Experiences from building projects in Vienna, Frankfort and Berlin will give some additional results for the ex-citation from tunnel lines, the kinematic response of pile foundations, and the inertial re-sponse of the flexible multi-storey buildings. T2 - Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2023) CY - Athens, Greece DA - 12.06.2023 KW - Soil-pile interaction KW - Pile groups KW - Kinematic interaction KW - Inertial interaction KW - High-rise buildings KW - Base isolation PY - 2023 AN - OPUS4-57954 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Damage detection by flexibility functions and quasi-static moving load tests N2 - The contribution shows measurement examples of cars, floors, foundations, railway tracks, a footbridge, and a railbridge. Vibrations may include modes and waves. Namely in soil-structure interaction, modes are damped, shifted and prevented so that alternatives for the modal analysis are necessary: The approximation of the whole spectrum (flexibility function) and of the whole train passage (moving-load response). T2 - Symposium Emerging Trends in Bridge Damage Detection, Localization and Quantification CY - Luxembourg, Luxembourg DA - 05.05.2023 KW - Flexibility KW - Movin load test KW - Frequency response function KW - Cars KW - Floors KW - Foundations KW - Railway tracks KW - Footbridge KW - Railbridge KW - Damage detection PY - 2023 AN - OPUS4-57951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Train-induced ground vibrations – The emission and transmission from tunnel and surface lines N2 - Train-induced ground vibrations are quite different for tunnel and surface lines. The excitation of the track and ground vibration by the vehicle-track-soil interaction maybe influenced by the stiffer track support of the tunnel invert. The excited waves are propagating on a different path compared to the surface line. The wave propagation in the interior of the soil is calculated by a wavenumber integral in a similar way as the propagation along the surface and a general reduction of < 0.5 has been found. An additional reduction has been found because of the missing Rayleigh wave. The different excitation of tunnel lines is analysed theoretically by the combined finite-element boundary-element method and some results about the influencing tunnel and soil parameters will be shown. Measurements have been made at the Mühlberg-Tunnel in Germany. The vibrations of the train, the track and the soil have been measured simultaneously at the tunnel and a nearby surface line. Spectra will be shown for different train speeds between 60 and 160 km/h. A clear reduction effect for the tunnel line compared to the surface line has been observed in a specific (train-speed-dependent) frequency range. This agrees well with the observations of other research institutes. The mid-frequency tunnel-surface reduction seems to be a consequence of the stiffer track structure which leads to a wider distribution of the axle loads. Therefore, the axle impulses due to the train passage are longer and have a lower frequency content. This will have an effect on the ground vibrations at some distance which are present in case of an irregular transmission path through a ballast and soil with varying stiffness. A similar reduction effect can also be found for other track forms where the axle impulses are distributed on a longer track segment, for example slab tracks, tracks with under ballast plates, under ballast mats or under sleeper pads. T2 - 29th International Congress on Sound and Vibration (ICSV29) CY - Prague, Czech Republic DA - 09.07.2023 KW - Ground vibration KW - Railway tunnel KW - Layered soil KW - Surface-tunnel reduction KW - Measurements PY - 2023 AN - OPUS4-57956 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Soil-foundation-structure problems related to train induced vibrations - the kinematic interaction of tunnel excited pile foundations and the inertial interaction of high rise buildings N2 - The soil-foundation-structure interaction is always important when building vibrations due to train passages have to be considered. The frequency range for train vibrations is up to 100 Hz. Normally, soft surface soils are crucial so that the wavelength can be much smaller than the foundation dimensions. Three topics are of interest for the prediction and the under-standing of building vibrations. 1. The „kinematic interaction“ or the „added foundation ef-fect“, which is calculated either by the combined boundary-element finite-element method or by the wavenumber domain method, results in a reduction of the free-field vibration. The stiff-ness of the foundation resists the wave deformation, plates and walls for horizontally propa-gating waves or piles for vertically incident waves. 2. The „inertial interaction“ or the „added building effect“ yields an amplification around the vertical building resonance, which may be a rigid mode on the compliant soil or a flexible mode for high-rise buildings, and a reduction at higher frequencies. This has been analysed by detailed finite element models of apartment and office buildings. 3. Base isolation is a method to further reduce building vibrations. It is important to know the soil-foundation impedance for the possible reduction, as well as the correct building impedance. A high-rise building cannot be considered as a rigid mass model. It has a frequency-dependent behaviour with longitudinal waves travelling from the founda-tion to the top of the building which include the effect of floor vibrations. Experiences from building projects in Vienna, Frankfort and Berlin will give some additional results for the ex-citation from tunnel lines, the kinematic response of pile foundations, and the inertial re-sponse of the flexible multi-storey buildings. T2 - COMPDYN 2023 CY - Athen, Greece DA - 12.06.2023 KW - Kinematic Interaction KW - Inertial Interaction KW - Surface Foundation KW - Pile Foundation KW - High-Rise Building PY - 2023 SP - 1 EP - 14 PB - NTUA CY - Athens AN - OPUS4-57959 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Some resonance effects of non-typical trains and railway bridges investigated by a frequency-domain method N2 - The resonances of railway bridges have often been analysed for short bridges under periodical high-speed trains, for simply supported one-span bridges, for the fundamental bridge mode, and by time-domain analyses. Many time-consuming calculations have been performed to establish simplified rules for standards. In this contribution, the passage of different (existing, new and hypothetic) trains over different bridges will be analysed in frequency domain by using three separated spectra with the purpose to get a better physical insight in the phenomena. At first, the excitation spectrum of the modal forces is built by the mode shape and the passage time of the train over the bridge. The second spectrum is the frequency response function of the bridge which include the modal frequency, damping and mass. The third part is the spectrum of the axle sequence of an arbitrary train which is not limited to periodical or specific (conventional, articulated, regular or standard) trains and which does not include any bridge parameters. The final solution in frequency domain is obtained as the product of these three complex, strongly varying spectra for the dominating bridge mode or in general as the sum of these products over all relevant bridge modes. The time domain solution is obtained via the inverse Fourier transform, and the resulting time histories have been successfully compared with some measurement results. The method is applied to the vertical and torsional modes of a mid-long 1-span bridge on elastomeric bearings under standard train speeds, and to a long multi-span integral bridge under long periodical freight trains. Different resonance and cancellation effects have been found for systematically varied train speeds according to the axle sequence of the whole train which is dominated by the two locomotives in that case. To be more specific, the first torsional mode of the mid-span bridge is excited for a train speed of 100 km/h whereas the second bending mode is excited for a train speed of 160 km/h. In both cases, the other mode is suppressed by the minima of the axle-distance spectra. In addition, the case of the German high-speed train ICE4 and the very high-speed hyperloop case will be discussed briefly. In general, it is shown that resonance effects are also worth to be studied for freight and passenger trains with lower speeds. T2 - XII International Conference on Structural Dynamics CY - Delft, The Netherlands DA - 03.07.2023 KW - Railway bridge KW - Transfer function KW - Modal force spectrum KW - Axle-sequence spectrum KW - Freight train KW - Passenger train KW - High-speed train KW - 2-span bridge KW - Long-span bridge PY - 2023 SP - 1 EP - 10 PB - TU Delft CY - Delft AN - OPUS4-57961 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Train-induced ground vibrations - the emission and transmission from tunnel and surface lines N2 - Train-induced ground vibrations are quite different for tunnel and surface lines. The excitation of the track and ground vibration by the vehicle-track-soil interaction maybe influenced by the stiffer track support of the tunnel invert. The excited waves are propagating on a different path compared to the surface line. The wave propagation in the interior of the soil is calculated by a wavenumber integral in a similar way as the propagation along the surface and a general reduction of < 0.5 has been found. An additional reduction has been found because of the missing Rayleigh wave. The different excitation of tunnel lines is analysed theoretically by the combined finite-element boundary-element method and some results about the influencing tunnel and soil parameters will be shown. Measurements have been made at the Mühlberg-Tunnel in Germany. The vibrations of the train, the track and the soil have been measured simultaneously at the tunnel and a nearby surface line. Spectra will be shown for different train speeds between 60 and 160 km/h. A clear reduction effect for the tunnel line compared to the surface line has been observed in a specific (train-speed-dependent) frequency range. This agrees well with the observations of other research institutes. The mid-frequency tunnel-surface reduction seems to be a consequence of the stiffer track structure which leads to a wider distribution of the axle loads. Therefore, the axle impulses due to the train passage are longer and have a lower frequency content. This will have an effect on the ground vibrations at some distance which are present in case of an irregular transmission path through a ballast and soil with varying stiffness. A similar reduction effect can also be found for other track forms where the axle impulses are distributed on a longer track segment, for example slab tracks, tracks with under ballast plates, under ballast mats or under sleeper pads. T2 - 29th International Congress on Sound and Vibration CY - Prague, Czech Republic DA - 09.07.2023 KW - Ground vibration KW - Railway tunnel KW - Layered soil KW - Surface-tunnel reduction KW - Measurements PY - 2023 SP - 1 EP - 8 PB - IIAV CY - Auburn, USA AN - OPUS4-57962 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Costard, René A1 - Agasty, Amit A1 - Kadoke, Daniel A1 - Kind, Thomas A1 - Hicke, Konstantin A1 - Hüsken, Götz T1 - Charakterisierung der Belastung und Schädigung von Stahlbetonprüfkörpern unter Explosionsbeanspruchung N2 - Zur Bewertung der Widerstandsfähigkeit von Schutzobjekten und Bauteilen gegen Explosionsbeanspruchung führt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) regelmäßig Sprengversuche im Realmaßstab auf einem Testgelände durch. Solche Versuche sind planungs- und ressourcenintensiv, sodass sie zunehmend durch numerische Simulationen ergänzt bzw. ersetzt werden. Aktuelle Forschungsarbeiten zielen darauf ab, neue Berechnungsmethoden und Materialmodelle zu entwickeln, mit denen die Bestimmung der Bauteilantwort sowie die daraus resultierende Schädigung nach einem Explosionsereignis möglich sind. Zur Validierung solcher Ansätze ist es notwendig, systematische Versuche mit unterschiedlichen Szenarien durchzuführen, bei denen die relevanten Parameter mit Hilfe verschiedener Messmethoden aufgezeichnet werden. T2 - 44. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 14.04.2023 KW - Explosivstoff KW - Explosionswirkung KW - Stahlbeton KW - Faseroptische Sensorik PY - 2023 SN - 0941 - 4584 VL - 45 IS - 2 SP - 11 EP - 14 AN - OPUS4-58109 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Impacts between different drop masses and different targets in different scales N2 - The Federal Institute of Material Research and Testing has performed many impact tests from very small laboratory tests to very big “free-field” tests with heavy containers on stiff foundations. The first measurements have been done on a big foundation where it should be guaranteed that the foundation is rigid and the container is tested properly. Later on, a smaller drop test facility has been built on the ground inside an existing building. It had to be controlled by prediction and measurements that the drop test will not damage the building. Tests from different heights on soft, medium, and stiff targets have been done to find out rules which allow to identify acceptable and unacceptable drop tests. Later on, the biggest drop test facility has been built for masses up to 200 t. It was necessary for the design of the foundation to estimate the forces which oc-cur during the drop tests. In addititon, the acceptable tests should be selected and controlled by measurements where the impact duration is important. Dif-ferent sensors, accelerometers, accelerometers with mechanical filters, geo-phones (velocity transducers), strain gauges, and pressure cells have been ap-plied for these tasks. Signal transformations and model calculations have been used to check and understand the dynamic measurements. The simplest law is the conservation of the momentum which is a good approximation if the impact is short. If the soil under the foundation has an influence on the deceleration of the container, the maximum foundation velocity is lower than the simple esti-mation. T2 - 10th International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures CY - Milano, Italy DA - 30.08.2023 KW - Drop test KW - Vibration measurements KW - Container loading KW - Foundation load PY - 2023 AN - OPUS4-58504 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Impacts Between Different Drop Masses and Different Targets in Different Scales N2 - The Federal Institute of Material Research and Testing has performed many impact tests from very small laboratory tests to very big “free-field” tests with heavy containers on stiff foundations. The first measurements have been done on a big foundation where it should be guaranteed that the foundation is rigid and the container is tested properly. Later on, a smaller drop test facility has been built on the ground inside an existing building. It had to be controlled by prediction and measurements that the drop test will not damage the building. Tests from different heights on soft, medium, and stiff targets have been done to find out rules which allow to identify acceptable and unacceptable drop tests. Later on, the biggest drop test facility has been built for masses up to 200 t. It was necessary for the design of the foundation to estimate the forces which oc-cur during the drop tests. In addititon, the acceptable tests should be selected and controlled by measurements where the impact duration is important. Dif-ferent sensors, accelerometers, accelerometers with mechanical filters, geo-phones (velocity transducers), strain gauges, and pressure cells have been ap-plied for these tasks. Signal transformations and model calculations have been used to check and understand the dynamic measurements. The simplest law is the conservation of the momentum which is a good approximation if the impact is short. If the soil under the foundation has an influence on the deceleration of the container, the maximum foundation velocity is lower than the simple esti-mation. T2 - Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures (EVACES 2023) CY - Milano, Italy DA - 30.08.2023 KW - Drop test KW - Vibration measurements KW - Container loading KW - Foundation load PY - 2023 SN - 978-3-031-39116-3 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-39117-0_60 SN - 2366-2557 SP - 592 EP - 602 PB - Springer Nature Switzerland CY - Cham, Schweiz AN - OPUS4-58503 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Costard, René A1 - Kind, Thomas A1 - Hüsken, Götz A1 - Agasty, Amit T1 - Measuring Dynamic Behavior and Damage Evolution of a Reinforced Concrete Wall Subjected to Explosive Blasts using Embedded Distributed Fiber Optic Sensors N2 - Results from highly dynamic and static strain measurements, respectively, using embedded distributed fiber optic sensors in a steel-reinforced concrete wall under explosive blast-loading are presented, detailing the structure’s dynamic behavior and the evolutions of cracks. T2 - 28th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-28) CY - Hamamatsu, Japan DA - 20.11.2023 KW - Distributed acoustic sensing KW - DAS KW - Structural response KW - Blast experiment KW - Embedded fiber optic sensor PY - 2023 SP - 1 EP - 4 PB - Optica CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-59096 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit A1 - Costard, René T1 - Dynamic response of reinforced concrete (RC) components in scaled-down blast tests N2 - Current capabilities for full-scale field testing are highly resource intensive. Reliable small-scale experiments are an effective alternative. Characterization of the dynamic response and damage of RC elements to scaled blast loads was investigated in scaled-down field experiments. Spatially resolved information on the dynamic structural response using distributed fiber optic acoustic sensing (DAS) and acceleration as well as blast loading by piezoelectric pressure sensors. T2 - 45. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 05.04.2024 KW - Blast tests KW - Reinforced concrete KW - Acceleration sensors PY - 2024 AN - OPUS4-59808 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skłodowska, Anna T1 - Quantifying Damage Evolution in Concrete: Combining Acoustic Emission and Ultrasonic Testing under Uniaxial Loading N2 - Active-source ultrasonic monitoring using ultrasonic pulse velocity measurements and coda wave interferometry (CWI) can provide information about the evolution elastic properties of concrete with increasing damage. The acoustic emission (AE), a passive method based on "listening” to the radiation of elastic waves in solids caused by irreversible changes within the material structure, gives the first indications of microstructural changes and microcracking. The question is: how the registered microcracking activity alters the elastic properties of concrete? Our study aims to quantify the connection between the evolution of AE events and the overall elastic properties of concrete, assessed via active-source ultrasonic testing. We analyze the spatiotemporal evolution of AE events, changes in wave propagation speed, and nonlinear effects during stepwise quasi-static loading/unloading of concrete specimens. By integrating CWI with AE analysis, we achieve a comprehensive assessment of the evolution of the sample's damage throughout the entire loading process. Our findings underscore the complementary nature of these methods, revealing that a singular approach may not provide a complete picture of the extent of damage. T2 - Talk at Penn State University CY - Old Main, University Park, PA, USA DA - 09.05.2025 KW - Acoustic Emission KW - CODA KW - Passive/active ultrasound KW - Concrete PY - 2025 AN - OPUS4-63302 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seifert, Lando T1 - Committee Meeting to WIPANO Research Project "Safety of Prestressing Steel" N2 - This WIPANO research project, "safety of prestressing steel," is about applying the test methods for assessing the susceptibility of prestressing steels to stress corrosion cracking (SCC) according to DIN EN ISO 15630-3. The talk gives an overview of the project's current status to the international committee that accompanies the project. T2 - Committee Meeting to WIPANO Research Project "Safety of Prestressing Steel" CY - Online meeting DA - 12.11.2020 KW - Prestressing Steel KW - Stress corrosion cracking KW - SCC KW - DIN EN ISO 15630-3 KW - Test Methods PY - 2020 AN - OPUS4-51594 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Schukar, Marcus A1 - Großwig, S. A1 - Weber, U. A1 - Krebber, Katerina T1 - Monitoring acoustic events in boreholes using wavelengthscanning coherent optical time domain reflectometry in multimode fiber N2 - A distributed acoustic sensor (DAS) based on wavelength-scanning coherent optical time domain reflectometer (WS-COTDR) is tested in an underground gas storage based on a multimode fiber for the first time to the best of our knowledge. The WS-COTDR acquires the reflection spectrum by scanning the wavelength of the laser and uses the spectra to calibrate strain. It overcomes the fading problem which is common for all DAS systems, and possesses the advantage of simple configuration and low-cost. The working principle of the system is well explained and the measurement results are presented. Various artificial and natural acoustic events have been successfully detected by the WS-COTDR. Such a sensor demonstrates several advantages over the traditional DAS systems, so it is supposed to be widely used in the oil and gas industry. T2 - EAGE GeoTech 2021 Second EAGE Workshop on Distributed Fibre Optic Sensing CY - Online meeting DA - 01.03.2021 KW - Leakage detection KW - Distributed acoustic sensing KW - Distributed fiber optic sensing PY - 2021 DO - https://doi.org/10.3997/2214-4609.202131010 SP - Paper 10, 1 PB - European Association of Geoscientists & Engineers CY - Houten, Niederlande AN - OPUS4-52248 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Schukar, Marcus A1 - Großwig, S. A1 - Weber, U. A1 - Krebber, Katerina T1 - Monitoring acoustic events in boreholes using wavelengthscanning coherent optical time domain reflectometry in multimode fiber N2 - A distributed acoustic sensor (DAS) based on wavelength-scanning coherent optical time domain reflectometer (WS-COTDR) is tested in an underground gas storage based on a multimode fiber for the first time to the best of our knowledge. The WS-COTDR acquires the reflection spectrum by scanning the wavelength of the laser and uses the spectra to calibrate strain. It overcomes the fading problem which is common for all DAS systems, and possesses the advantage of simple configuration and low-cost. The working principle of the system is well explained and the measurement results are presented. Various artificial and natural acoustic events have been successfully detected by the WS-COTDR. Such a sensor demonstrates several advantages over the traditional DAS systems, so it is supposed to be widely used in the oil and gas industry. T2 - EAGE GeoTech 2021 CY - Online meeting DA - 01.03.2021 KW - Borehole monitoring KW - Distributed fiber sensing KW - Acoustic sensing PY - 2021 DO - https://doi.org/10.3997/2214-4609.202131010 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-52152 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Thoralf T1 - Projektvorstellung Wipano Vorhaben Spanntahlsicherheit N2 - Diese Präsentation stellt das WIPANO Vorhaben Spanntahlsicherheit vor, welches von der BAM in Kooperation mit dem Stahlwerks Annahütte und der Max Aicher GmbH bearbeitet wird. Es werden die Projektziele näher beleuchtet und verschiedentliche Highlights der bisherigen Untersuchungsergebnisse vorgestellt. T2 - Arbeitskreissitzung des GfKorr-Arbeitskreises Eisen und Stahl CY - Online meeting DA - 22.06.2021 KW - Korrosion KW - Spannstahl KW - Spannbetonbauwerke KW - Spannungsrisskorrosion KW - Wasserstoffversprödung PY - 2021 AN - OPUS4-52863 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seifert, Lando T1 - The Development of a new Test Method for assessing the Susceptibility of Prestressing Steels to HiSCC N2 - This EUROCORR 2021 talk gives current results of the WIPANO research project "safety of prestressing steels." The project targets improving DIN EN ISO 15630-3 according to the reproducibility and scattering of constant load tests to assess the susceptibility of prestressing steels to stress corrosion cracking. Essential questions which we answered in the talk was: Are test practical on surfaces in delivery condition? What are the hydrogen activities of test solutions A and B during free corrosion and cathodic polarization? Can the test be improved by a modification of the test cell dimensions? T2 - Virtual EUROCORR 2021 CY - Online meeting DA - 20.09.2021 KW - Prestressing steels KW - Corrosion KW - Test electrolytes KW - DIN EN ISO 15630-3 KW - Stress corrosion cracking KW - Hydrogen charging KW - Permeation measurements PY - 2021 AN - OPUS4-53325 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Thoralf A1 - Seifert, Lando A1 - Ebell, Gino T1 - Projektvorstellung Wipano Vorhaben Spanntahlsicherheit N2 - Diese Präsentation stellt das WIPANO Vorhaben Spanntahlsicherheit vor, welches von der BAM in Kooperation mit dem Stahlwerks Annahütte und der Max Aicher GmbH bearbeitet wird. Es werden die Projektziele näher beleuchtet und verschiedentliche Highlights der bisherigen Untersuchungsergebnisse vorgestellt. T2 - DIN-Ausschussitzung des NA 062-01-77 AA "Korrosionsprüfverfahren" CY - Online meeting DA - 21.10.2021 KW - Korrosion KW - Spannstahl KW - Spannbetonbauwerke KW - Spannungsrisskorrosion KW - Wasserstoffversprödung PY - 2021 AN - OPUS4-53588 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seifert, Lando A1 - Müller, Thoralf T1 - WIPANO Projekt zur Spannstahlprüfung N2 - Das WIPANO-Projekt Spannstahlsicherheit wurde mit aktuellen Ergebnissen im Fachgremium der Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. (GfKORR) im Arbeitskreis Eisen und Stahl vorgestellt. Das Projekt hat die Verbesserung der produktspezifischen Prüfnorm ISO 15630-3 als Ziel. Vorgestellt und diskutiert wurden Aspekte des Oberflächeneinflusses, der Wasserstoffaktivität, Veränderung der Messzelle und die Anpassung des Korrosionstests durch kathodische Polarisierung. T2 - Konferenz der GfKORR Korrosion und Korrosionsschutz von Eisen und Stahl CY - Online meeting DA - 14.12.2021 KW - Korrosion KW - Spannbetonbauwerke KW - Spannstahl KW - Spannungsrisskorrosion KW - Wasserstoffversprödung KW - ISO 15630-3 PY - 2021 AN - OPUS4-54056 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seifert, Lando T1 - Safety of Prestressing Steels N2 - This talk reports the findings of the WIPANO "Knowledge and Technology Transfer via Patents and Standards" research project "Safety of Prestressing Steels," founded by the German Ministry of Economic Affairs and Climate Action (BMWK). A new test method for assessing the susceptibility of prestressing steels to hydrogen-induced stress corrosion cracking (SCC) is presented, which serves the demands of a lower scattering compared with the present standard. Moreover, the ability to differentiate between high susceptible and low susceptible prestressed wires is possible, modifying the method by hydrogen charging and surface preparation. T2 - Konferenz EUROCORR 2022 CY - Berlin, Germany DA - 28.08.2022 KW - ISO 15630-3 KW - Stress Corrosion Cracking KW - Prestressing Steels KW - Hydrogen KW - Constant Load Test PY - 2022 AN - OPUS4-55661 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Thoralf A1 - Ebell, Gino T1 - Grundlagen der Korrosion N2 - Darstellung der Grundlagen der elektrochemischen Korrosion von metallenen Werkstoffen im Bauwesen. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf dem Zusammenhang zwischen Energieaufwand für den Herstellungsprozess und daraus resultierendem thermodynamisch instabilen Zustand und Korrosionsneigung. Der Einfluss der Deckschicht- Oxidschichtbildung wird ebenfalls behandelt. T2 - Sachkundelehrgang zur Durchführung von Potentialfeldmessungen 2022 CY - Baruth/Mark, Germany DA - 16.05.2022 KW - Korrosion KW - Potentialfeldmessung PY - 2022 AN - OPUS4-54868 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Schukar, Marcus A1 - Krebber, Katerina T1 - Characterizing vibration response of fiber cables for distributed acoustic sensing N2 - The vibration responses of two fiber cables are characterized up to 16 kHz and compared with a standard tight-buffered 900 um fiber. The response of the cables is suppressed due to the cable protection. T2 - 27th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-27) CY - Alexandria, VA, USA DA - 29.08.2022 KW - Distributed fiber sensing KW - Acoustic sensing KW - Response characterization PY - 2022 AN - OPUS4-56099 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seifert, Lando T1 - Committee Meeting to WIPANO "Safety of Prestressing Steels" N2 - A conclusion on the WIPANO research project "Safety of Prestressing Steel" was presented in the final committee meeting at the end of the project. The project's exciting findings and recommendations for a new method were discussed with the audience of national and international stakeholders of the prestressing steel industry and representatives of inspection bodies and standardization. T2 - Committee Meeting to WIPANO research Project CY - Online meeting DA - 29.09.2022 KW - ISO 15630-3 KW - Prestressing Steels KW - Hydrogen-induced Stress Corrosion Cracking KW - Hydrogen PY - 2022 AN - OPUS4-56101 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Schukar, Marcus A1 - Weege, S. A1 - Roske, T. A1 - Krebber, Katerina T1 - Leakage detection at a borehole simulator using distributed acoustic sensing N2 - A distributed acoustic sensing system is used to detect the leakage in a borehole simulator by measuring the leakage induced vibration. The leakage location can be clearly determined by frequency spectrum analysis. T2 - 27th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-27) CY - Alexandria, VA, USA DA - 29.08.2022 KW - Leakage detection KW - Structural health monitoring KW - Distributed fiber sensing KW - Distributed acoustic sensing PY - 2022 SP - 1 EP - 4 PB - Optica CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-56097 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Thoralf T1 - Vorstellung Projektergebnisse Wipano Vorhaben Spanntahlsicherheit N2 - Diese Präsentation stellt die Ergebnisse des abgeschlossenen WIPANO Vorhabens "Spannstahlsicherheit" vor, welches von der BAM in Kooperation mit dem Stahlwerks Annahütte und der Max Aicher GmbH bearbeitet wird. Es werden die Projektziele näher beleuchtet und verschiedentliche Highlights der erzielten Untersuchungsergebnisse vorgestellt. T2 - DIN-Ausschussitzung des NA 062-01-77 AA "Korrosionsprüfverfahren" CY - Berlin, Germay DA - 19.10.2022 KW - Korrosion KW - Spannstahl KW - Spannbetonbauwerke KW - Spannungsrisskorrosion KW - Wasserstoffversprödung PY - 2022 AN - OPUS4-56059 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Schukar, Marcus A1 - Krebber, Katerina T1 - Characterizing vibration response of fiber cables for distributed acoustic sensing N2 - The vibration responses of two fiber cables are characterized up to 16 kHz and compared with a standard tight-buffered 900 um fiber. The response of the cables is suppressed due to the cable protection T2 - 27th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-27) CY - Alexandria, VA, USA DA - 29.08.2022 KW - Response characterization KW - Distributed fiber sensing KW - Acoustic sensing PY - 2022 SP - 1 EP - 4 PB - Optica CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-56096 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Schukar, Marcus A1 - Weege, S. A1 - Roske, T. A1 - Krebber, Katerina T1 - Leakage detection at a borehole simulator using distributed acoustic sensing N2 - A distributed acoustic sensing system is used to detect the leakage in a borehole simulator by measuring the leakage induced vibration. The leakage location can be clearly determined by frequency spectrum analysis. T2 - 27th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-27) CY - Alexandria, VA, USA DA - 29.08.2022 KW - Structural health monitoring KW - Distributed fiber sensing KW - Distributed acoustic sensing KW - Leakage detection PY - 2022 AN - OPUS4-56098 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Thoralf T1 - Abschlussvorstellung Wipano Vorhaben Spanntahlsicherheit N2 - In dem Vortrag werden die Highlights und Ergebnisse des abgeschlossenen Wipano Forschungsprojekts "Spannstahlsicherheit" berichtet. In dem Vorhaben wurde das Projektziel ein neues Prüfverfahren für die Prüfung von Spannstählen auf Spannungsrisskorrosionsempfindlichkeit zu entwickeln erfolgreich abgeschossen. Weiterhin wurden neue Erkenntnisse zu den Ursachen der Ergebnisstreuung der bisherigen Prüfung gemäß ISO 15630-3 gewonnen. Das neue Prüfverfahren soll bei der nächsten Überarbeitungsrunde der ISO 15630-3 als Verfahren zunächst in den informativen Anhang aufgenommen werden. T2 - Arbeitskreissitzung des GfKorr-Arbeitskreises Eisen und Stahl CY - Online meeting DA - 08.12.2022 KW - Korrosion KW - Spannstahl KW - Spannbetonbauwerke KW - Spannungsrisskorrosion KW - Wasserstoffversprödung PY - 2022 AN - OPUS4-56510 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seifert, Lando T1 - Grundlagen Korrosion und Korrosionsschutz - Teil 1: Korrosion metallener Werkstoffe N2 - Innerhalb der Fachausbildung "Kathodischer Korrosionsschutz (KKS)" wurde dieser Vortrag im Grundlagenkurs für erdverlegte Anlagen, Stahlbeton und Innenschutz gehalten. Der 90 min Vortrag befasste sich schwerpunktmäßig mit den Grundlagen der elektrochemischen Korrosion von wichtigen Metallen im Bauwesen: Unleg. Stahl, Aluminium- und Zinkwerkstoffen sowie nichtrostenden Stählen. Galvanische Elemente sowie die Grenzen der elektrochemischen Potentialmessung wurden besprochen. Dies wird anhand einer Reihe von Beispielen verdeutlicht. Der Vortag knüpft die Verbindung zwischen den grundlegenden Korrosionsreaktionen, den äußeren Umgebungsbedingungen, der Korrosionsgeschwindigkeit, dem Faraday'schen Gesetz und den elektrochemischen Stromdichte-Potential-Kurven, mit denen in der Korrosionswissenschaft gearbeitet wird. T2 - Grundlagenkurs für erdverlegte Anlagen, Stahlbeton und Innenschutz; Fachausbildung "Kathodischer Korrosionsschutz (KKS)" CY - Online meeting DA - 28.02.2023 KW - Korrosion KW - Elektrochemische Korrosion KW - Potentialmessung KW - Galvanische Korrosion KW - Bimetallkorroison PY - 2023 AN - OPUS4-57068 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas T1 - Korrosionsarten an geschweißten Bauteilen aus Cr-Ni-Stahl N2 - Die Bedingungen für den schadensfreien Einsatz nichtrostender Stähle, nicht nur bei Schweißverbindungen, sind: 1) Die Passivschicht muss sich vollständig ausbilden können. Voraussetzung dafür sind glatte, blanke, saubere Oberfläche, eine gleichmäßige Elementverteilung, wenig Ausscheidungen und Verunreinigungen. Eine mögliche Beeinflussung der Gefügeausbildung durch Warmumformung und durch die schweißtechnische Verarbeitung sind zu beachten. Anlauffarben müssen durch geeignete geeignete chemische bzw. mechanische Nachbehandlung entfernt werden. 2) Die Repassivierung von Defektstellen unter Einsatzbedingungen muss möglich sein, was durch geeignete Werkstoffauswahl und die Legierungszusammensetzung sicherzustellen ist. Unplanmäßige Betriebszustände oder Störungen können kritische Systemzustände hervorrufen, die die Repassivierung beeinträchtigen oder verhindern. Eine geeignete Unterhaltsreinigung ist sicherzustellen. T2 - Weiterbildung DVS Bezirksverband Chiemgau CY - Trostberg, Germany DA - 02.03.2023 KW - Nichtrostender Stahl KW - Korrosionsverhalten KW - Verarbeitung KW - Fehlerquellen PY - 2023 AN - OPUS4-57150 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Thoralf A1 - Ebell, Gino T1 - Grundlagen der Korrosion N2 - Durch das alkalische Milieu des Porenwassers im Beton ist der Stahl normalerweise dauerhaft vor Korrosion geschützt. Unter ungünstigen Umgebungsbedingungen (Chlorideintrag, Carbonatisierung) kann die passive Deckschicht auf der Stahloberfläche zerstört werden. Der Korrosionsprozess ist initiiert. Die entstehenden Korrosionsprodukte werden zunächst vom Porengefüge des Betons aufgenommen, ohne dass es zu sichtbaren Schäden am Bauwerk führt. Im fortgeschrittenem Stadium der Korrosion können sich dann Risse und Abplatzungen bilden. Um notwendige Sanierungsmaßnahmen sowohl aus sicherheitstechnischen Gründen als auch aus wirtschaftlichen Erwägungen rechtzeitig einzuleiten, sind frühzeitige und weitestgehend zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Ermittlung der aktuellen Korrosionswahrscheinlichkeit der Stahlbewehrung von großer Bedeutung. Deshalb finden Methoden und Verfahren zur laufenden bzw. regelmäßigen Korrosionsüberwachung von Stahlbetonbauwerken ständig größere Beachtung, sowohl im Bereich Forschung und Entwicklung als auch in der Praxis. Die elektrochemische Potentialfeldmessung ist ein etabliertes und weit verbreitetes Verfahren zur Beurteilung des Korrosionszustandes der Bewehrung in Stahlbetonbauwerken. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Bereiche korrodierender Bewehrung zerstörungsfrei lokalisiert werden. In der Regel kommt diese Methode bei der Detektion von chloridinduzierter Korrosion zum Einsatz. Der Lehrgang vermittelt den Teilnehmenden in kompakter Form einen zusammenfassenden Überblick über die notwendigen Grundlagen zum Verständnis der Messmethode, der Vorbereitung und Durchführung der Messungen, der notwendigen Begleituntersuchungen sowie der Interpretation der gewonnenen Daten. Der erste Tag ist der theoretischen Ausbildung gewidmet, am zweiten Tag folgt dann die praktische Anwendung der Lerninhalte. Am dritten Tag folgt die Abnahme der praktischen und theoretischen Prüfung zur Erlangung des Sachkundenachweises. T2 - Sachkundelehrgang zur Durchführung von Potentialfeldmessungen CY - Berlin, Germany DA - 24.04.2023 KW - Potentialfeldmessung KW - Korrosion PY - 2023 AN - OPUS4-57493 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Auersch, Lutz T1 - Reduction in Train-Induced Vibrations—Calculations of Different Railway Lines and Mitigation Measures in the Transmission Path N2 - The reduction in train-induced ground vibrations by different railway lines and by mitigation measures in the propagation path was analysed in a unified approach by two-dimensional finite element calculations. In general, there was no reduction at low frequencies, and the reduction be-came stronger with increasing frequencies. A maximum reduction of 0.1 at high frequencies was established with an open trench. Reductions between 0.7 and 0.2 have been found for the other sit-uations, filled trenches, walls, plates, and blocks, as well as for railway lines on dams, in cuts and in a tunnel. Bridges can produce amplifications due to their resonance frequencies, but also strong reductions due to massive bridge piers. The influence of some parameters has been analysed, such as the bridge span, the inclination of the dam and the cut, the stiffness of the soil, and the tunnel structure. The dynamic track stiffnesses of a surface, bridge, and tunnel track have been calculated using the 3D finite-element boundary-element method for comparison with corresponding meas-urements. KW - Train-induced vibration KW - Mitigation KW - Trench KW - Obstacles KW - Tunnel KW - Bridge KW - Finite element KW - Boundary element PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-579573 DO - https://doi.org/10.3390/app13116706 VL - 13 IS - 11 SP - 1 EP - 19 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-57957 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Auersch, Lutz T1 - Site-specific amplitude-distance laws, wave velocities, damping, and transfer functions of the soil from hammer impacts and application to railway-induced ground vibration – Similarities and mid-frequency differences N2 - The propagation of ground vibrations is theoretically analysed with frequency-wavenumber and simplified methods. Experimental methods are presented which can characterise the site-specific ground vibrations by wave velocities, stiffness and damping. Measurements with hammer and train excitation have been performed at several sites. The one-third octave spectra show the stiffness-dependent amplitudes and the low- and high-frequency filter effects due to the layering and the damping of the soil. Specific train effects, an additional high-frequency filter, the sleeper passage frequency, and an amplified mid-frequency component can be clearly found. The attenuation with distance is analysed in detail where the theoretical exponential and the empirical frequency-dependent power law are considered. Hammer and train excitation show the same site-specific effects which are mainly due to the stronger or weaker damping of the soil. The train attenuation is generally weaker than the hammer attenuation. The attenuation exponent of the power law, which is strongly dependent on the site and the frequency, is reduced for the train vibration by 0.3 to 0.5 in agreement with the theory. Reasons are discussed for the overall power law and for the dominating mid-frequency component. KW - Hammer impact KW - Train passage KW - Layered soil KW - Attenuation KW - Filter effects KW - Randomly heterogeneous soil KW - Scattering PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-585020 DO - https://doi.org/10.1007/s42417-023-01095-0 SN - 2366-2557 SP - 1 EP - 17 PB - Springer AN - OPUS4-58502 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Auersch, Lutz A1 - Song, Jiaojiao T1 - Dynamic damage detection of slab tracks – finite element models on Winkler soil and finite-element boundary-element models on continuous soil N2 - The train passages over intact or damaged slab tracks on different soils have been calculated by two methods. The finite element method (FEM) uses a Winkler soil under the track model by adding a thin “soil layer”. The combined finite element boundary element method has a continuous soil model which is included by the boundary element method. The basic results are the distributions of the track (rail, track plate, and base layer) displacements along the track for a single axle laod. These solutions are superposed to a complete train load and transformed to time histories. The influence of track and soil parameters has been analysed. The main interest is the influence of the track damage. A gap between track plate and base layer of different lengths has been studied for changes in amplitudes and widths of deflection. A best fit to measured track displacements has been found so that the track damage can be identified and quantified. The FEM model with Winkler soil cannot be fitted to the amplitude and width with the same soil parameters. Therefore, the FEBEM model is preferable for these railway track problems. KW - Track damage quantification KW - Finite element method KW - Combined finite-element boundary-element method PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-562207 DO - https://doi.org/10.3390/civileng3040055 SN - 2673-4109 VL - 3 IS - 4 SP - 979 EP - 997 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-56220 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - BOOK A1 - Mair, Georg W. T1 - Sicherheitsbewertung von Composite-Druckgasbehältern - Potential statistischer Methoden jenseits aktueller Vorschriften N2 - Das Buch zeigt einen alternativen Weg der Sicherheitsbeurteilung von Druckbehältern aus Faserverbundwerkstoffen. Dies ist insbesondere für die Mobilität der Zukunft und die zugehörige Energieversorgung mit Bio-/Erdgas und Wasserstoff von Interesse. Mit statistischen Methoden gelingt es, die Sicherheit auch jenseits der Grenzen aktueller Vorschriften fundiert zu beurteilen. Es wird dargelegt wie eine probabilistische sicherheitsbeurteilung als Alternative aussehen könnte. Dieser Ansatz basiert auf neuen Verfahren der zerstörenden Prüfung und statistischer Auswertung relevanter Festigkeitseigenschaften. Hierzu zählen die langsame Berstprüfung und ein spezielles Arbeitsdiagramm zur Auswertung von Stichproben. Darüber hinaus erlaubt der Ansatz die Quantifizierung der Degradation im Betrieb und zeigt Wege zur Abschätzung der Lebensdauer. Sicherheit wird diskutiert als Kombination von Überlebenswahrscheinlichkeit und Konsequenz. N2 - A detailed analysis of current approval requirements and relevant safety assessment methods for gas cylinders is given. With a focus on composite cylinders for storing compressed natural gas and hydrogen, this book demonstrates how current regulations and standards limit the ability to reduce cost and weight. Based on this data, it then highlights the potential offered by a new, probabilistic safety assessment standard. After addressing the economic potential of probabilistic safety assessment, the book details working procedures and the improvement of cycling and (slow) burst tests as methods for residual strength assessment. This is followed by methods for the statistical evaluation of test data, as well as considerations of samples size and character of distribution. A definition of sample strength is elaborated in terms of the “Sample Performance Chart” developed by the author. On this basis, safety is discussed as a property of service life and interpreted as an issue of degradation, before aspects of artificial aging for simulating the reliability level at end of life are discussed. Lastly, the book considers testing and inspection aspects: quality of production, degradation prediction by means of destructive sample tests parallel to operation, retesting periods, and correcting for under- and overestimates of safe lifetime. Presented in schematic diagrams, illustrations and tables, this information will enable manufacturers and operators to use this new approach in practice and support the improvement of current regulations and standards. KW - Sicherheitsbewertung KW - safety assessment KW - Streuung KW - scatter KW - Probabilistischer Ansatz KW - probabilistic approach KW - Gasspeicherung KW - gas storage KW - Faserverbundwerkstoffe KW - composite materials (FRP) PY - 2016 SN - 978-3-662-48131-8 SN - 978-3-662-48132-5 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48132-5 SP - VII - XIX, 1 EP - 303 PB - Springer Vieweg CY - Berlin Heidelberg ET - 1 AN - OPUS4-35664 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Die Over-moulded cylinders (OMC) - Hintergrund zur neuen SV 674 N2 - Nach Phasen der nationalen Anwendung und dann eines multilateralen Agreements kommen die Beschaffenheitsanforderungen für sog. "over-moulded Cylinders" (umformte Flaschen) in das internationale Regelwerk. Aufgrund ihrer strukturellen Besonderheiten können jedoch nicht alle Formen der wiederkehrenden Prüfung auf diese Flaschen angewendet werden. Der Ausgleich dieses Defizits erforderte die mehrjährige Arbeit einer Arbeitsgruppe der gemeinsamen Tagung (UN ECE und OTIF) unter sehr engagierter Mitarbeit der BAM bis ein alternativer Ansatz hinreichend Zustimmung für die Aufnahme ins Regelwerk fand. Das vorgestellte Grundkonzept basiert auf der zerstörenden Prüfung einer definierten Anzahl von Gasflaschen zu klar geregelten Zeitpunkten. Auf Basis der statistischen Auswertung der Ergebnissen sollen mögliche Fertigungsfehler oder unerwartet schnelle Alterungsprozesse gefunden werden können, ohne dass es zu Versagensfällen kommt. Prüfungen, die technisch aussagekräftig durchgeführt werden können, bleiben obligatorisch. T2 - DVFG Forum Flüssiggas 2018 CY - Leipzig, Germany DA - 12.06.2018 KW - Flüssigkeitsdruckprüfung KW - Berstprüfung KW - Außenbesichtigung KW - Abschälprüfung KW - Adhäsionsprüfung KW - Rückverfolgbarkeit PY - 2018 AN - OPUS4-45480 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Möglichkeiten der BAM zur Prüfung von GasflascheN und Druckbehältern N2 - Der Vortrag beginnt mit der Arbeitshypothese, dass das zentrale Maß für die Qualität der Fertigung die Streuung der Eigenschaften der gefertigten Produkte ist. Auf dieser Basis wird eine Reihe von Prüfanlagen für die zerstörende Festigkeitsermittlung und zerstörungsfreie Vergleiche von Druckbehältern einschließlich zugehöriger statistischer Betrachtungen vorgestellt. T2 - Workshop zur Kooperation mit BASF auf dem Gebiet der additiven Fertigung CY - BAM, Berlin, Germany DA - 04.04.2018 KW - Berstprüfung KW - Lastwechselprüfung KW - Schallemissionsanalyse KW - Langsame Berstprüfung KW - Falltest KW - Brandprüfung KW - Beschussprüfung KW - Statistische Bewertung PY - 2018 AN - OPUS4-45467 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Spode, Manfred A1 - Mair, Georg W. T1 - Monte Carlo Simulation - Prinzip und Beispiel N2 - Die Monte-Carlo-Simulation ist eine geeignete Methode, um Festigkeitseigenschaften wie z.B. Berstdruck, oder auch die Lastwechselfestigkeit von ganzen Population von Druckbehältern zu simulieren. Dies erlaubt wiederum die systematische Analyse der Wirksamkeit von deterministischen Mindestanforderungen und die Optimierung entsprechender Zulassungsvorschriften. T2 - BAM-Kolloquium der 3. Abteilung CY - BAM Berlin, Germany DA - 08.11.2018 KW - Monte Carlo Simulation KW - Faserverbundwerkstoffe KW - Druckbehälter KW - Berstfestigkeit KW - Lastwechselfestigkeit PY - 2018 AN - OPUS4-46628 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Sicherheitsforschung im Bereich Wasserstoff – Transport von CGH2 N2 - Ein Aspekt des Gefahrguttransportes, der an Bedeutung in den letzten Jahren zugenommen hat, ist die Versorgung von Wasserstofftankstellen und anderen H2-Großverbrauchern über die Schiene aber insbesondere über die Straße. Mit Blick auf die primäre Form der Speicherung wird der Begriff der Sicherheit über den Aspekt der Häufigkeit eines definierten Ereignisses erläutert und auf die Besonderheiten der Druckgefäße aus Verbundwerkstoffen hingewiesen, wie auch den regulatorischen Hintergrund der Lebensdauerüberprüfung nach 15 Jahren nach den Vorgaben der zuständigen Behörde. In Deutschland sind diese Vorgaben in der BAM-Gefahrgutregel 021 geregelt, die in der GGR 022 durch eine Regelung zur Wiederkehrenden Prüfung dieser Umschließungen ergänzt wird. Beide BAM-Gefahrgutregeln basieren auf einem probabilistischen Ansatz und einer Konsequenzabschätzung über das Druck-Volumen-Produkt der Druckgefäße. Die neu im Recht verankerte EN 17339 ist die erste Norm, die speziell fest montierte Compositespeicher für den Wasserstofftransport regelt. Sie ermöglicht eine erhebliche Gewichtreduktion und führt eine Obergrenze für das Druckvolumen ein. Es wird kurz erläutert, dass gerade mit Blick auf Wasserstofftransporte über eine Arbeitsgruppe der Vereinten Nationen eine Begrenzung des Konsequenzpotentials in das internationale Recht eingeführt werden soll und welche Kriterien bei der systematischen Ermittlung des akzeptierten Wertes von 1.5 Mio bar Liter Einfluss haben. Mit Blick auf die Energiewende sieht es die BAM als besonders wichtig an, die Transportkosten zu senken, indem der Prüfaufwand reduziert und gleichzeitig die Erkenntnistiefe aus der betrieblichen Überwachung verbessert wird. Hierzu muss die Datenbasis für die probabilistische Bewertung der Lebensdauer von zerstörenden Prüfungen auf zerstörungsfreie Prüfungen umgestellt werden und idealerweise die 100% Prüfung zumindest in der ersten Hälfte des sicheren Lebens auf Stichproben reduziert werden. Dies und andere Aufgaben, die wichtig für eine sichere und attraktive Wasserstoffwirtschaft sind werden von dem Kompetenzzentrum H2Safety@BAM bearbeitet, dass in seinen Grundzügen kurz vorgestellt wird. T2 - IAA Transportation 2022 CY - Hannover,Germany DA - 20.09.2022 KW - H2Safety@BAM KW - Markthochlauf KW - Lebensdauervorhersage KW - zerstörungsfreie Prüfung ZfP KW - Risikosteuerung PY - 2022 AN - OPUS4-56984 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Current work at BAM on composite-cylinders in fire N2 - The presentation gives information about several activities of BAM on the issue of fire engulfment tests of onboard gas storage systems. T2 - Advisory Board of the SUPERGEN Challenge project "Integrated safty strategies for onboard H2-storage" CY - Hangzhou, China DA - 19.04.2016 KW - Fire engulfment tests KW - Competence of BAM KW - Car crash KW - Gas explosion PY - 2016 AN - OPUS4-35958 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Probabilistic approval approach - Safety and economic aspects of minimum burst and load cycle requirements N2 - This presentation provides the main issue of a probabilistic based safety assessment. It shows the differences in terms of survival rate between some current deterministic standards and the probabilistic approach. It deals with three test procedures: slow burst test, cycle test and fire engulfment test. T2 - INTERNATIONAL CONFERENCE HYDROGEN BRIDGE 2016 - Safety of high-pressure hydrogen storage CY - Hangzhou, China DA - 21st APRIL 2016 KW - Slow burst test KW - Cycle strength KW - End of life KW - Degradation KW - Lucky punch area PY - 2016 AN - OPUS4-35960 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - de Miguel, N. A1 - Mair, Georg W. A1 - Acosta, B. A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Moretto, P. T1 - Hydraulic and pneumatic pressure cycle life test results on composite reinforced tanks for hydrogen storage N2 - Current standards governing the design, qualification and in-service inspection of carbon fibre composite cylinders do not facilitate to optimise cylinder design. The requirements have been adapted from standards for metallic cylinders and cannot easily quantify the degradation processes in composite materials. In this article, the results of hydraulic and hydrogen pressure cycle life tests performed on composite reinforced tanks with a metal liner (type 3) and with a high density polymer liner (type 4) are shown. Moreover, the degradation measured by means of residual strength of the tanks after the cycling tests have been compared. It has been found that the most critical aging for metal based composite cylinder is the gaseous cycling while type 4 designs seem to be more sensitive to hydraulic cycling at high temperature. T2 - ASME 2016 Pressure Vessels and Piping Conference CY - Vancouver, British Columbia, Canada DA - 17.07.2016 KW - Composite reinforced tanks KW - Compressed hydrogen storage KW - Design and qualification standards KW - Pressure cycle life tests KW - Safety factors PY - 2016 SN - 978-0-7918-5035-0 VL - 1A SP - 63568-1 EP - 63568-10 PB - ASME CY - Vancouver, British Columbia, Canada AN - OPUS4-36275 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Becker, Ben A1 - Mair, Georg W. A1 - Klauke, André T1 - Einfluss der Unsicherheiten von Stichprobenprüfungen auf die Sicherheitsbewertung von Composite-Druckgefäßen N2 - Viele Konzepte zur Sicherheitsbewertungen beruhen auf der Untersuchung weniger, oder einzelner Prüfergebnisse. Aber auch im Fall umfangreicherer statistischer Untersuchungen können nur begrenzte Stichproben untersucht werden. Mittelwerte und Streuung kleiner Stichproben weichen mehr oder weniger von den wahren Eigenschaften des untersuchten Baumusters ab. Solche Abweichungen werden derzeit nicht oder nur sehr vage berücksichtigt. In diesem Aufsatz wird der Einfluss der Unsicherheiten aus Stichproben anhand der Bewertung von Composite-Druckgefäßen durch Berst- und Lastwechselprüfungen dargestellt. KW - Akzeptanzwahrscheinlichkeit KW - GTR 13 KW - Überlebenswahrscheinlichkeit KW - Langsame Berstprüfung KW - Stichprobenumfang KW - Lastwechselprüfung PY - 2016 SN - 2191-0073 VL - 6 IS - 7/8 SP - 27 EP - 33 PB - Springer-VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-37061 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Probabilistic safety assessment of composite gas cylinders - Safety and economic aspects of minimum burst and load cycle requirements N2 - This presentation shows the most important steps for developing the probabilistic approach PA with a lot of detailed information on test results. It discusses the necessitiy of performing a slow burst test, to which amount degradation can be accepted and how these interacts with aspects of costs etc. T2 - SAE - Fuel Cell Safety Task Force CY - Torrance, CA, USA DA - 8th March 2016 KW - Saving effort KW - Sample performance chart KW - Degradation KW - Lucky punch arey KW - Confidence level KW - Survival rate PY - 2016 AN - OPUS4-35961 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Probabilistic safety analysis of CPVs – Comparison PA vs. ISO 11119 and GTR13 N2 - The presentation shows the basics on the graphic comparison of deterministic regulations and probabilistic safety requirements. In doing so, unsafe but approvable areas in the BAM-SPC (sample performance chart) becomes obvious; as the area of not approveable but safe strength properties does. Finally the semi-porbabilistic approach of GTR#13 (global technical regulation for hydrogen vehicles) is analysed. Relevant figures show again potential of saving material and unsafe areas in case of high scatter at end of life. T2 - PHASE convention 2016; dissimination event of the COPERNIC project (COst and PERformaNce Improvement for Cgh2 composite tanks; EU FP7) CY - De Hoorn in Leuven, Belgium DA - 24.05.2016 KW - Composite cylinders KW - Reliability KW - Deterministic KW - Degradation KW - End of life PY - 2016 AN - OPUS4-36255 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duffner, Eric T1 - Full-scale bonfire test N2 - Explanation of the test setup, intention and assessment of a Full-Scale Bonfire Test T2 - Follow-up Workshop on statistical safety assessment CY - BAM TTS, Horstwalde, Germany DA - 05.10.2016 KW - Full scale bonfire test KW - Composite cylinder PY - 2016 AN - OPUS4-37836 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF ED - Saul, Herbert ED - Mair, Georg W. T1 - Proceedings Follow-up Workshop on Statistical Safety Assessment of Composite Cylinders from Mass Production N2 - Printed collection of important information about the workshop, wellcome of the president, list of participants, literature and a lot of documents and work sheets in addition to the elictronically distributed presentations T2 - Follow-up Workshop on Statistical Safety Assessment of Composite Cylinders from Mass Production CY - BAM Berlin, Germany DA - 05.10.2016 KW - Composite cylinders KW - Probabilistic approach KW - Statistical assessment PY - 2016 SP - 1 EP - 90 PB - Eigenverlag CY - Berlin AN - OPUS4-38948 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - UN-service life checks by statistical methods N2 - This slides explain the functionality and the procedure of the UN-service life checks as they are operated by BAM as German authority. These are based on the probabilistic approach including evaluation of current safety level and its comparison with assessments of different status of degrdation including extrapolation towards end of safe service life. The similarity to the approach for determiantion of retest periods by BAM is explained. T2 - Follow-up Workshop on Statistical Safety Assessment of Composite Cylinders from Mass Production CY - BAM-Berlin, Germany DA - 05.10.2016 KW - Life time determination KW - UN-service life check KW - Periodic insepction KW - Trace of degradation KW - Acceptance of failure rates PY - 2016 AN - OPUS4-38955 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Step by step assessment of test results from composite cylinders N2 - Repetition of the main aspects about the assessment of sample test results of the 1st and 2nd workshop on statistical safety assessment T2 - Follow-up Workshop on Statistical Safety Assessment of Composite Cylinders from Mass Production CY - BAM Berlin, Germany DA - 05.10.2016 KW - Cycle strength KW - Slow burst test KW - Statisitcal evaluation KW - GAUSSian net PY - 2016 AN - OPUS4-38951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - In-service degradation - a lack of knowledge N2 - The slides explain different meanings and aspects of degradation; the relevant slides show effects to be measured by destructive tests and their graphical evaluation in SPCs T2 - Follow-up Workshop on Statistical Safety Assessment of Composite Cylinders from Mass Production CY - BAM Berlin, Germany DA - 05.10.2016 KW - Artifical aging KW - Gaseous filling KW - Combined distribution KW - Extrapolation of degradation KW - Confidence level KW - End of life PY - 2016 AN - OPUS4-38954 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - The sample performance chart & its use for the display of degradation N2 - Display and graphical interpretation of statistically evaluated sample properties; Including assessment of degradation respectivelly aging T2 - Follow-up Workshop on Statistical Safety Assessment of Composite Cylinders from Mass Production CY - BAM Berlin, Germany DA - 05.10.2016 KW - Sample performance chart KW - Mean strength KW - Scatter value KW - Degradation PY - 2016 AN - OPUS4-38952 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Bridge monitoring using embedded ultrasonics First results from the BLEIB reference structure N2 - The BLEIB reference structure The structure is a two-span, 24 m long inverse u-shaped post-tensioned concrete beam. Fibre optic sensing cables, RFID sensors and ultrasonic transducers are permanently embedded. Other sensing techniques (vibrational, optical, ultrasonic, mechanical) are applied externally. Tension can be adjusted. Loads can be placed at arbitrary locations. Limited damage is introduced to one span. The BLEIB reference structure is located at BAM‘s test site in Horstwalde, south of Berlin. Ultrasonic transducer before concreting. Embedded ultrasonic transducers 14 piezo transducers have been embedded before concreting. They are located in five sections, two close to the centers of both spans respectively and one above the central bearing. Load experiment and data evaluation In a first experiment load 2 (weight 2 t) was moved three times along the southern (right) span. The tension forces were modified as well. Ultrasonic transmission measurements were repeated over time and evaluated using Coda Wave Interferomerry (CWI), which determines correlation coefficients and relative velocity changes as subtle indicators for loads and other changes in the material. T2 - New mathematics for a safer world: wave propagation in heterogeneous materials CY - Edinburgh, UK DA - 12.06.2017 KW - Bridge monitoring KW - Ultrasound KW - Embedded transducers KW - Coda wave interferometry PY - 2017 AN - OPUS4-40578 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -