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 -