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Piezoresistive accelerometers use a strain-sensing element, generally made of semiconductor material, e.g., silicon to convert the mechanical motion into an electrical signal. This element is usually designed in form of a cantilever beam loaded with a mass. Acceleration causes bending of the beam, which produces a change of electrical resistance proportional to the applied acceleration.
Main advantages of piezoresistive accelerometers in comparison to other types, e.g., piezoelectric and capacitive, is their robust and highly dynamic behavior, which qualifies them for application in high impact shock applications. Mechanical damping is typically implemented with silicon oil in a way that the output signal is undistorted over a wide frequency range. These characteristics principally qualify them for the application in drop tests carried out at BAM, for which they are calibrated over the frequency range from 1 to 4 kHz. However, using silicon oil for damping, has the drawback of temperature dependent change of its viscosity, leading to temperature dependent deviation of the accelerometer’s sensitivity.
This study presents experimental results of the temperature behavior of a piezoresistive accelerometer with a dynamic range up to ±5000 g.
This type of accelerometer is applied for drop tests which are partially performed at temperatures of -40 or +100 °C.
Berlin Main Station is the largest multi-level station in Europe. Its daily passenger number amounts to over 300.000. Structures built for such a large number of people require a high-level safety standard. The station was built on the inner city site of the historic Lehrter Bahnhof. The conditions for building and start of operation were challenging by several reasons. The typical sandy ground with a high level of groundwater makes the permanent static stability of such a complex structure difficult. Several completed, ongoing, and planned construction activities in the immediate vicinity of the station influence the ground settlement of the whole area. On basis of the structural design an impact prediction was calculated, which expected certain vertical displacements particularly between the single columns of the outer concrete bridges of the building. These columns support the glass roof construction, which only allows a defined limit of displacement. In order to avoid damage, a concept for monitoring and adjusting potentially occurring displacements was developed for installation at the outer bridges of the station.
Innovative structural damage detection of bridges by least squares adjustment with constraints
(2015)
Detecting spreading damage in bridges is a demanding task for engineers today when the ageing infrastracture of industriaiized countries is degradating more and more. To successfully deal with tbis problem, a really advanced method has been elaborated basing on Langrange Multiplier (LM) tests and following the principle of simplicity by Hilbert and extending comments by Helmholtz refering to a combination of measurement and analytical treatment. Finally, an easy mathematical fonnation has been created.
Mit einem auf Lagrange-Multipiikator-Tests basierenden Monitoring von Brücken ist es gelungen, in Belastungsversuchen an einer Holzbrücke (7,25 m Spannweite), an der relativ kleine Schädigungen künstlich herbeigeführt worden waren, die Zuverlässigkeit dieser Art des Monitorings zu bestätigen. Ausgangspunkte waren Messung von Durchbiegungen sowie Krümmungen und die Zusammenführung der jeweiligen Regression mit Nebenbedingungen, die den mechanischen Bedingungen gehorchen, unter Einschluss von Lagrange-Multiplikatoren, die sich als brauchbare Testparameter erwiesen.
Die ständige Überwachung von Konstruktionen während ihrer Lebenszeit ist eine bedeutsame Aufgabe, die Gegenstand vielzähliger Forschungsaktivitäten ist. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ist die Verlängerung der Nutzungsdauer bestehender Konstruktionen von unschätzbarem Wert, sowohl aus finanziellen Gründen als auch unter dem Gesichtspunkt der Erhaltung der gebauten Umwelt und des Denkmalschutzes.Bei allen Erfolgen der Projekte zur Bauwerkserhaltung ist die Frage, wie entstehende Schädigungen rechtzeitig erkannt werden können, auch wenn sie erst geringfügig sind, nicht befriedigend beantwortet worden. In diesem Beitrag wird eine neue Methode zur Detektierung von Strukturschädigungenvorgestellt. Diese beruht auf einer integrierten Auswertung von Messwerten verschiedener Sensoren nach der Methode der kleinsten Quadrate sowie der Interpretation der dabei auftretenden Langrange-Multiplikatoren.Diese Methode der Schädigungsanalyse wird anhand eines numerischen Beispiels aus einemVier-Punkt-Biegeversuchmit einem Verbundträgernäher erläutert.