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Organisationseinheit der BAM
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In general, wind turbines transform the kinetic energy of the wind into electric power. Thereby, the wind turbine blades are facing unsteady loads which are transferred to the hub to generate a rotation of the turbine’s axis. This brief introduction focuses on the aerodynamics of the blades and the corresponding loads. Starting with the basic flow field and loads of an airfoil, terms like stagnation point, boundary layer, Reynolds number, transition, and separation are introduced. For different geometries, lift and drag coefficient curves are discussed. Then, full wings will be considered, including their three-dimensional flow field due to wing tip vortices and crossflows. As a main source of increased loads, unsteady effects are explained in more detail such as gusts, tower passing, earth boundary layer crossing, free stream turbulences, yaw misalignment, etc. At the end, extra loads due to an oscillating free stream are introduced.
Zu viel Feuchte im Unterboden führt zu Schäden an teuren Oberböden wie z. B. Parkett, Laminat, Fliesen, etc. Zum Testen der Restfeuchte existieren in Deutschland zwei anerkannte zerstörende Verfahren, die CM- und die Darr-Methode. Die BAM testet und validiert einige zerstörungsfreie Messverfahren und vergleicht diese mit gravimetrischen und zerstörenden Prüfungen. Weiterhin wird mittels eingebetteter Luftfeuchte-Sensoren der Trocknungsverlauf verfolgt. Weiterhin wird gezeigt, dass mit Kenntnis der Porenvolumenverteilung und der Kelvin-Gleichung die Luftfeuchte in die absolute Massenfeuchte überführt werden kann.
Entwicklung eines luftgekoppelten Ultra-schall-Echo-Prüfverfahrens mittels fluidischer Anregung
(2019)
In vielen technischen Bereichen werden Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Dabei wird ein Schallpuls von einem Prüfkopf in ein Prüfobjekt eingebracht. Der Puls kann unter anderem durch Membranen oder Pie-zoelemente erzeugt werden und wird in der Regel durch direkten Kontakt oder über ein Koppelmittel an das Objekt übertragen. Luftgekoppelter Ultraschall spielt in kommerziellen Anwendungen bisher eine untergeordnete Rolle, da die Differenz der akustischen Impedanzen von Luft und Festkörpern immense Verluste beim Über-gang des Schallsignals hervorruft.
In diesem Beitrag soll ein neuartiges Anregungsprinzip vorgestellt werden, mit dem ein Großteil dieser Verluste vermieden wird. Anstelle eines Festkörpers soll mit Hilfe einer fluidischen Düse Druckluft zur Signalerzeugung eingesetzt werden. In dieser Düse wird eine selbsterhaltende Strömungsinstabilität erzeugt, die einen Schallpuls von bis zu 100 kHz hervorruft, sodass der Impedanzverlust in die Umge-bungsluft entfällt. Da die charakteristische Frequenz eines fluidisch generierten Pul-ses maßgeblich von der Bauform der Düse und dem anliegenden Druck abhängt, lässt sich mittels einer geeigneten Strömungsregelung ein breiter Frequenzbereich zur Abtastung nutzen. Die so emittierten Pulse werden auf das Prüfobjekt gerichtet und die reflektierten Signale mit einem Laservibrometer an der Oberfläche des Objekts im Echo-Verfahren abgetastet. Von drei signalmindernden Materialübergängen bei gewöhnlichem luftgekoppeltem Ultraschall bleibt in dem hier vorgeschlagenen Mes-system lediglich die Grenzfläche von Luft zu Prüfkörper, sodass eine höhere Signal-ausbeute als bisher erwartet werden kann.
Feuchtemessverfahren
(2018)
The majority of ultrasonic devices used for non-
destructive testing in civil engineering require contact with the
surface of the concrete (specimen), which significantly increases
the time required for the measurement. This makes it impractical
for extensive investigation of large-scale structures such as bridge
decks, foundations, or tunnels.
In a pioneering approach, fluidic oscillators are used as contact
free ultrasonic sources to overcome the aforementioned limi-
tations. These robust and cost-effective actuators require only
pressurised air and are ideally suited for harsh environments. At
a constant supply pressure, they generate a continuous mono-
frequent actuation signal. Further, varying the supply pressure
via a fast pressure regulator was found to generate a frequency
modulated signal which enabled time-of-flight measurement with
an added advantage of increased signal to noise ratio. To
demonstrate the feasibility of this novel idea of non-contact
ultrasound, the results of the initial tests are presented.
The duraBASt area at the highway intersection “Köln-Ost” is a large test field for road testing. It includes the duraBASt test bridge which is ca. 66 m long and 14.25m broad. This bridge is part of the “road in the 21st century” project and is equipped with several sensors for structural health monitoring. This feasibility study is realised to construct intelligent bridges in the future. Quantities like temperature, strain, moisture, corrosion, etc. are measured by embedded sensors. In the presented work, the focus lays on passive RFID-based sensors. The communication and energy supply is realised by a mobile transmitter through the concrete cover. Hence, no cables or batteries are required. The sensors are design to withstand in the alkaline environment in concrete. Thus, moisture and corrosion are detectable for several decades.
Introduction of a monitoring system for Bingham fluids in additive manufacturing with concrete
(2022)
Freeform additive manufacturing of concrete structures is a rising technology in civil engineering with several fascinating advantages. Nonetheless, to ensure reliability and structural integrity, standards and quality control are required in the future to bring this technology into the market. As the concrete is manufactured continuously, continuous quality control of the printing process is also required, i.e. comprehensive process monitoring. At BAM, a test rig will be installed, enabling the printing of concrete structures with a maximum size of 2 m x 1 m x 1 m (l x w x h). Here, process monitoring is the focus of the test rig. In this study, we show the results of the first pump tests, including the measurement of several parameters such as temperature and pressure along the supply system, i.e. from the concrete pump to the printer head.