Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).
Vision GNN (ViG) architecture for a fine‑tuned segmentation of a complex Al–Si metal matrix composite XCT volume
In this paper, we implement a vision graph neural network (ViG) architecture to segment microstructures in X-ray computed tomography 3D data. Our ViG architecture is first trained on a synthetic augmented dataset, and then fine-tuned on experimental data to obtain an improved segmentation. Successively, we assess the accuracy of the segmentation on manually-labeled experimental slices. We exemplarily use the approach on a complex microstructure: a metal matrix composite, reinforced with two ceramic phases, intermetallic inclusions and a silicon network, in order to show the generality of our method. ViG model proves to be more efficient than U-Nets in adapting to new data when fine-tuned on a ...
Project summary: Impact of manufacturing process related residual stresses in wound composite material on the operational safety of hydrogen pressure vessels
This presentation is a summary of a doctoral project within the BTU-BAM Graduate School 'Trustworthy Hydrogen'. The results of both theoretical and experimental investigations are presented and discussed.
Themenblock 5: Bauteile und Bauwerke
Ein weiterer Fokus des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) lag auf den Bauteil- und Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurde hier ein Einblick in die Forschungsaktivitäten in den BAM-Themenfeldern „Infrastruktur“ und „Energie“ gegeben. Thematisch wird dabei der Bogen von der Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken über die Extrembeanspruchung von Bauteilen und Bauwerken mittels Brand und Impact bis zum Bauwerksmonitoring und der Zustandsanalyse von Bestandsbauwerken gespannt.
Themenblock 4: Digitalisierung im Bauwesen
Die Digitalisierung hat sich in vielen Bereichen des Bauwesens durchgesetzt. So sind Planung und Entwurf selbst kleinerer Bauvorhaben heute vollständig digitalisiert. Auch das Monitoring von Bestandsbauwerken ist ohne digitale Datenerfassung, -verarbeitung und -speicherung nicht denkbar. Trotzdem sind Fragen hinsichtlich der strukturierten Speicherung und künftigen Nutzung von Daten noch offen. Einige Aspekte der Digitalisierung wurden im Rahmen des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) in Vorträgen und Veröffentlichungen aufgegriffen und werden im Folgenden zusammengefasst.
Themenblock 3: Innovative Technologien
Innovationen sind der Treiber des technologischen Fortschritts. Durch die Anwendung innovativer Technologien, Produktionsverfahren und neuer Materialien können Effizienzsteigerungen erzielt werden, die sowohl zu einer Kosten- als auch Materialreduzierung führen können. Gerade vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Entwicklung sind Innovationen der Schlüssel zu einem verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen und Rohstoffen. Im Rahmen des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) an der BAM wurden innovative Ansätze im Bereich effizienter Fertigungstechnologien und neuer Materialien vorgestellt, die nachfolgend kurz zusammengefasst werden.
Themenblock 2: Nachhaltigkeitspotentiale
Die Bauindustrie ist für rd. 40 % des weltweiten Energieverbrauchs und der Kohlenstoffemissionen verantwortlich. Mit der technologischen Entwicklung wird der Energiebedarf in Zukunft sinken, während sich das Problem grauer Emission verschärft. Daher ist ein verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen der Schlüssel zur Erreichung der Pariser Klimaziele. Der Einsatz klimaschonender Baustoffe weist dabei ein erhebliches Nachhaltigkeitspotential auf. Recycling, Rückgewinnung, Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft können zu unersetzlichen Bestandteilen der Bautechnik werden. Im Folgenden werden einige Möglichkeiten vorgestellt, die bei der Dekarbonisierung der Bautechnik zukünftig hohe Potentiale ...
Themenblock 1: Chemie der Bindemittel
Aus Gründen des Klimaschutzes werden in den kommenden Jahren mehr Zemente mit verringertem Klinkerfaktor und alternative Bindemittel (klimafreundliche Bindemittel) zum Einsatz kommen. Für ihre sichere und zuverlässige Verwendung ist ein umfangreiches Verständnis der Einflüsse auf die Dauerhaftigkeit der aus ihnen hergestellten Betone notwendig. In jüngerer Zeit sind hierzu insbesondere von Technischen Komitees in RILEM und in der EFC neue Erkenntnisse gewonnen worden, die im Rahmen des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums an der BAM (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) im Zusammenhang mit den Beiträgen der BAM zu diesen Ergebnissen vorgestellt wurden.
Sustainable Pathways for the Synthesis of Calcium Sulfate Hemihydrate
Calcium sulfate, and especially its hemihydrate form (bassanite), is crucial in the construction industry, primarily used as a hydraulic binder in cements, mortars, and wallboards. Because of the rapid transformation of bassanite into thermodynamically stable gypsum (calcium sulfate dihydrate) upon contact with water, natural deposits are scarce, rendering it one of the most extensively produced inorganic materials worldwide. Currently, bassanite is derived from mined or waste gypsum through a thermal dehydration process, which is energy-intensive and costly. As sustainability has become a key target for industrial processes and products, a series of studies aiming to increase the energy efficiency ...
Die wechselvolle Geschichte der Carolabrücke in Dresden
Am 11. September 2024 fand in Dresden ein Ereignis statt, welches man in Deutschland nicht erwartet hatte: der Teileinsturz einer Spannbetonbrücke unter Betrieb ohne Vorankündigung. Die Dresdner Carolabrücke war eine Ikone der Ingenieurbaukunst ihrer Zeit. Sie war ein sehr ästhetisches und schlankes Bauwerk. Ihre Konstruktion und Bau wären auch heute noch eine Herausforderung. Die vorhandenen Unterlagen zeugen von einer hohen Entwurfsqualität und einer sehr sorgsamen Bauausführung. Im Beitrag werden die Entstehungsgeschichte, die Konstruktion selbst und der Bau der Brücke vorgestellt. Es wird der Versuch der Rekonstruktion des Einsturzvorgangs unternommen und die Suche nach der Einsturzursache ...
A numerical study on fatigue strength degradation due to pitting corrosion of S355 structural steel in a marine environment
This study investigates the influence of pitting corrosion on the fatigue strength of S355 steel, commonly used in offshore wind support structures. A short crack microstructural model is employed to estimate the degraded fatigue strength, effectively capturing the physics of the problem with minimal input parameters. Material characterization tests provide the key mechanical properties of S355 steel. A parametric analysis is used to examine the effects of pit shape, size, and aspect ratio. A generic relationship is identified between degraded fatigue strength and pit size for various pit aspect ratios. A sensitivity analysis reveals that the pit aspect ratio significantly influences fatigue ...
Final report of CCQM-K157 for the measurement of the amount of substance of HfO2 expressed as the thickness of nm films
The key comparison CCQM-K157 for the thickness measurement of HfO2 films was performed by the Surface Analysis Working Group (SAWG) of the Consultative Committee for Amount of Substance (CCQM). The aim of CCQM-K157 is to establish the measurement traceability and to ensure the equivalency in the measurement capability of national metrology institutes for the thickness measurement of HfO2 films. In this key comparison, the thicknesses of six HfO2 films with the nominal thickness range from 0.7 nm to 6 nm were compared by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), x-ray reflectometry (XRR), transmission electron microscopy (TEM), spectroscopic ellipsometry (SE) and medium energy ion scattering spectrometry ...
Reducing plastic anisotropy through stress induced martensitic transformation in an additively manufactured metastable medium entropy alloy
Powder bed fusion laser beam (PBF-LB) is particularly effective for fabricating compositionally complex alloys such as high-entropy alloys (HEAs) or medium-entropy alloys (MEAs). Fabricating non-equiatomic metastable MEAs using PBF-LB can lead to the formation of unique microstructures that enhance the mechanical performance of these alloys. Nevertheless, plastic anisotropy in materials prepared by additive manufacturing routes including PBF-LB remains to be a technical challenge. This work presents the fabrication of a metastable non-equiatomic Co45Cr25(FeNi)30 MEA using PBF-LB. As-printed samples exhibited the formation of nano-scaled ε-martensite (HCP) phase along with the FCC phase. The HCP ...
Interlaboratory Comparison Reveals State of the Art in Microplastic Detection and Quantification Methods
In this study, we investigate the current accuracy of widely used microplastic (MP) detection methods through an interlaboratory comparison (ILC) involving ISO-approved techniques. The ILC was organized under the prestandardization platform of VAMAS (Versailles Project on Advanced Materials and Standards) and gathered a large number (84) of analytical laboratories across the globe. The aim of this ILC was (i) to test and to compare two thermo-analytical and three spectroscopical methods with respect to their suitability to identify and quantify microplastics in a water-soluble matrix and (ii) to test the suitability of the microplastic test materials to be used in ILCs. Two reference materials ...
Results of a Round Robin Test for the Determination of Polarization Resistances on Differently Weathered Zinc Samples Using Gel Electrolytes
This article presents the results of a round robin test throughout Germany with 19 participating institutions. Corrosion productlayer resistances (RL ) were determined on two differently weathered pure zinc samples and a sample activated with NaOH bymeans of electrochemical measurement of the linear polarization resistance (LPR) using agar‐based gel electrolytes. The roundrobin test was organized by the Bundesanstalt für Materialforschung und ‐prüfung (BAM) in Berlin. The measurements werecarried out by the participants in the period from May to July 2021. The results are summarized in this article comprising anassessment of the reproducibility and repeatability of the measurements. The methodology ...
The Mitsunobu reaction for the gentle covalent attachment of biomolecules to graphene oxide
Graphene oxide (GO) has emerged as a promising biomaterial as it is easily and cheaply synthesized, strong, cytocompatible, osteoinductive, and has a well-characterized aqueous degradation pathway. It is also a great substrate for functionalization with biomolecules such as proteins, peptides, and small molecules that can enhance or add bioactivity. Covalent chemical linkages as opposed to typical noncovalent association methods are preferable so that the biomolecules do not quickly diffuse away or face replacement by other proteins, which is critical in long time scale applications like bone regeneration. However, covalent chemistry tends to carry a drawback of harsh reaction conditions that ...
Regularization of softening plasticity models for explicit dynamics using a gradient-enhanced modified Johnson–Holmquist model
The behavior of concrete under high strain rates is often described by plasticity models with softening, which is modeled by a reduction of the yield surface as a function of the local equivalent plastic strain. Many of these models are local and therefore produce mesh-dependent results. In this contribution, the gradient-enhancement of such models is investigated to mitigate the mesh-dependency. First, the mesh-dependency of these local formulations based on the analysis with a modified JH2 model as a representative for these constitutive formulations is demonstrated using a one-dimensional benchmark example. In the benchmark, the width of the damaged zone decreases upon mesh-refinement and ...
Crowding Effects during DNA Translocation in Nanopipettes
Quartz nanopipettes are an important emerging class of electric single-molecule sensors for DNA, proteins, their complexes, as well as other biomolecular targets. However, in comparison to other resistive pulse sensors, nanopipettes constitute a highly asymmetric environment and the transport of ions and biopolymers can become strongly directiondependent. For double-stranded DNA, this can include the characteristic translocation time and tertiary structure, but as we show here, nanoconfinement can also unlock capabilities for biophysical and bioanalytical studies at the single-molecule level. To this end, we show how the accumulation of DNA inside the nanochannel leads to crowding effects, and ...
Integrating custom constitutive models into FEniCSx: A versatile approach and case studies
The development and integration of user-defined constitutive relationships into finite element (FE) tools using standardized interfaces play a pivotal role in advancing the capabilities of FE solvers for structural mechanics applications. While commercial FE solvers like Abaqus and Ansys have designed their interfaces to provide custom stresses, tangents, and updated history variables, the open-source solver FEniCSx remains efficient only when the constitutive update has an analytical representation. This restricts the application of FEniCSx for non-linear structural mechanics. Since FEniCSx has become a powerful and popular open-source tool for solving partial differential equations, particularly ...
Effect of heat control on mechanical properties and residual stresses at the transition zone of component and substrate in hybrid DED‑arc manufacturing
In hybrid additive manufacturing, components or semi-finished products manufactured by conventional primary forming are enhanced or modified by additive manufactured structures. However, systematic investigations focusing on the critical transition area between the specific properties of the substrate (like high-strength) and the additively manufactured component, made of specific filler material, are still lacking. The focus of the present study was to determine the influence of heat control on the Δt8/5 cooling time, the distortion, the mechanical properties, and the residual stresses in the transition area of hybrid-additive components. This contributed to the knowledge regarding the safe ...
Towards a robust automated surface inspection method for CT-scanned cannulas
For certain cardiovascular diseases, cannulas are implanted into the blood circuit. To match the patients individual anatomy of the heart, there is research for cannulas to be custom-designed and manufactured aided by 3D printing. However, cannulas have to hold very high standards with regard to the smoothness of their surfaces, as rough patches can lead to formation of blood clots. Therefore, this work uses computer vision to detect such patches as part of quality assurance. First, the produced cannula is scanned using a precise CT scanner and transformed into a 3D mesh object. Rough patches in an otherwise smooth but curved surface are detected by using cosine similarity between neighboring ...
Infrared thermography as an inspection tool for wind turbine rotor blades
With the rapid expansion of wind turbine construction, rotor blades have increasingly been identified as a primary cause of turbine downtime and failure. This has led to a growing demand for inspection technologies through which energy production losses can be minimised—particularly in comparison to conventional methods such as rope-access inspections—and through which sub-surface blade conditions can be assessed to detect damage or failure in advance. Infrared thermography has been considered as a promising non-contact, full-field inspection method that can be applied to rotor blades in both operational and idle states. In this presentation, delivered at BladesEurope 2025, the physical mechanisms ...
Multispectral fusion-based crack detection using automated laser thermography inspection
Crack detection of complex components is critical for maintaining the integrity and safety of structures across industries such as energy production and aerospace. The integration of multispectral imaging and automatic robot-based non-destructive testing (NDT) marks a significant advancement in the inspection of complex geometries. Multispectral imaging leverages the utilization of image data from different wavelength ranges for enhanced feature extraction and analysis. This paper proposes a novel image fusion model by combining thermal and visual images for the detection of surface and sub-surface cracks of turbine blades in energy production. Our study uses 3D scanning of components using a ...
Corrigendum: Weather-dependency of the thermographic flow visualization of the laminar-turbulent transition on wind turbines (2024 Meas. Sci. Technol. 35 095301)
The authors have received additional information from material experts regarding some assumptions made in the article in section 2.2 concerning the heat transfer. Based on the resulting discussion, the corrigendum aims to complement, contextualize and emphasize certain points of the article.
Identification and authentication of additively manufactured components using their microstructural fingerprint
In the field of additive manufacturing, the ability to uniquely identify and authenticate parts is crucial for certification, logistics, and anti-counterfeiting efforts. This study introduces a novel methodology that leverages the intrinsic microstructural features of additively manufactured components for their identification, authentication, and traceability. Unlike traditional tagging methods, such as embedding QR codes on the surface or within the volume of parts, this approach requires no alteration to the printing process, as it utilizes naturally occurring microstructural characteristics. The proposed workflow involves the analysis of 3D micro-computed tomography data to identify specific ...
About Polycondensation, Disproportionation, and Cyclization of Acetylated Poly(L-Lactide) Esters
L-lactide (LA) is polymerized with ethyl L-lactate or trifluoroethanol as initiators (LA/In = 30/1), and the resulting poly(L-lactide) esters are acetylated with acetic anhydride. The acetylated PLA esters are mixed with SnOct2, dibutyltin bis(4-chlorophenoxide), or dibutyltin bis(pentafluorophenoxide) in solution and crystallized at 120 °C. The doped crystals are annealed at 140 °C or at 160 °C for 7, 14, and 28 days, and the chemical modifications that occurred in the solid state are monitored by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI TOF) mass spectrometry, gel permeation chromatography (GPC), and differential scanning calorimetry (DSC) measurements. All catalysts ...
Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).
Study on the determination and the assessment of the residual stress in laser powder bed fused stainless steel structures
Additive manufacturing processes offer extensive advantages for the design freedom of structures through layer-by-layer production. This enables high weight savings as well as the integration of functions such as cooling channels. This technology thus offers great potential to contribute to a sustainable future. The pioneer among these manufacturing processes is the powder bed fusion of metals with laser beams (PBF-LB/M). This process is characterised by high laser scanning speeds and highly localised heat input, which have a strong effect on the microstructure and thus also on the mechanical properties. For example, the austenitic steel 316L exhibits a cellular structure at the subgrain level ...
Zur Analyse der Eigenschaftsdegradation und des Bindungsverhaltens von Wasserstoff in höherfesten Feinkornbaustählen
Der Stahlbedarf in Deutschland wird maßgeblich neben dem Automobilsektor vom Maschinenbau und allgemeinen Bauwesen geprägt. In diesen Segmenten werden qualitativ hochwertige Stähle mit höchsten Ansprüchen an Festigkeit, Verformungsfähigkeit, schweißtechnische Verarbeitung und sicherheitsrelevante Aspekte gestellt. Wichtige Vertreter, welche diesen Ansprüchen gerecht werden, sind die heutigen modernen höherfesten FKB. Aus der Entwicklung dieser Stähle kristallisierten sich in den letzten Jahrzehnten verschiedene Legierungskonzepte und Herstellungsrouten heraus. Dem liegt neben essentiellen Eigenschaften, z.B. Streck- und Zugfestigkeit, noch weitere Anforderungen, bspw. Kaltumformbarkeit, Kerbschlagzähigkeit ...
Verbesserung der Übertragbarkeit von Erstarrungsrissprüfungen nach dem MVT-Verfahren durch Digitalisierung der Probenauswertung
Zur Prüfung der Erstarrungsrissanfälligkeit von Werkstoffen existiert eine Vielzahl von Prüfverfahren, die jedoch oft nur in ihren Grundzügen standardisiert sind. Ein Beispiel ist der an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung entwickelte und angewendete Modifizierte Varestraint-/Transvarestraint-Test (MVT), der eine von vielen Umsetzungen des Varestraint-Verfahrensprinzips darstellt. Hierbei werden durch Biegung während des Schweißens gezielt Erstarrungsrisse erzeugt und anschließend lichtmikroskopisch vermessen. Die Ergebnisse von Varestraint-Prüfungen charakterisieren jedoch nicht allein das Werkstoffverhalten, sondern sind in hohem Maße von der Konstruktion der jeweiligen Prüfmaschine ...
Einfluss fertigungsbedingter Imperfektionen auf die Schwingfestigkeit von FKV-Schalenstrukturen in Sandwichbauweise
Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) weisen häufig nach wenigen Jahren, lange vor dem Erreichen der prognostizierten Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren Risse in der Blattschale auf. Die Folge sind aufwendige Reparaturen am installierten und schwer zugänglichen Rotorblatt und der kostenintensive Nutzungsausfall durch den Stillstand der WEA. Als mögliche Initiatoren für die Schäden in der Blattschale der Rotorblätter gelten fertigungsbedingte Imperfektionen. Für die Untersuchung des Einflusses dieser Imperfektionen auf das Ermüdungsverhalten der Rotorblätter wurde an der BAM (Bundesanstalt für Mate-rialforschung und -prüfung) ein Prüfstand für statische und zyklische Versuche von Schalensegmenten ...
Ermüdungsverhalten von Glasfaser-Kunststoff-Verbunden unter thermomechanischer Beanspruchung
Die Werkstoffgruppe der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) hat sich aufgrund ihrer hervorragenden Leichtbaueigenschaften unter anderem im Sportgerätebau, in der Luft- und Raumfahrt und in der Windenergieindustrie etabliert. Die so hergestellten Strukturen sind in der Regel nicht nur mechanischen Belastungen, sondern auch thermischen Lasten in einem breiten Temperaturspektrum ausgesetzt. Dennoch ist die Auswirkung des Temperatureinflusses bei einer Kombination von thermischer und mechanischer Last auf die Lebensdauer von Strukturen aus FKV bisher nur wenig untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss von Temperaturen zwischen 213 K und 343 K auf einen Glasfaser-Epoxidharz-Verbund experimentell ...
Time-variant reliability of deteriorating structural systems conditional on inspection and monitoring data
The current practice of operating and maintaining deteriorating structural systems ensures acceptable levels of structural reliability, but it is not clear how efficient it is. Changing the current prescriptive approach to a risk-based approach has great potential to enable a more efficient management of such systems. Risk-based optimization of operation and maintenance strategies identifies the strategy that optimally balances the cost for controlling deterioration in a structural system with the achieved risk reduction. Inspections and monitoring are essential parts of operation and maintenance strategies. They are typically performed to reduce the uncertainty in the structural condition and ...
Kontinuumsmechanische Werkstoffmodelle zur numerischen Simulation von Stahlbauteilen im Brandfall
Das nichtlineare und geschwindigkeitsabhängige Materialverhalten von Stahl wird besonders bei hohen Temperaturen sichtbar. Für Finite-Elemente-Simulationen von Stahlkonstruktionen im Brandfall sollte aus diesem Grund plastisches und geschwindigkeitsabhängiges Materialverhalten beschrieben werden. Die vorliegende Arbeit betrachtet unter diesem Aspekt bisherige Materialuntersuchungen und macht Vorschläge für dreidimensionale Materialmodelle mit entsprechenden Eigenschaften. Es werden zunächst die phänomenologischen Eigenschaften von Baustahl anhand einer Literaturrecherche analysiert, wobei verstärkt auf Untersuchungen des Materialverhaltens bei Belastungen und Aufheizprozessen, wie sie im Brandfall ...
The measurement- and model-based structural analysis for damage detection
The present work is intended to make a contribution to the monitoring of civil engineering structures. The detection of damage to structures is based on the evaluation of spatially and temporally distributed hybrid measurements. The acquired data can be evaluated purely geometrically or physically. It is preferable to do the latter, since the cause of damage can be determined by means of geometrical-physical laws in order to be able to intervene in time and ensure the further use of the structures. For this reason, the continuum mechanical field equations in conjunction with the finite element method and hybrid measurements are combined into a single evaluation method by the adjustment calculation ...
Zerstörungsfreie Prüfung mit photonenzählenden und spektralauflösenden Röntgenmatrixdetektoren am Beispiel von Werkstoffverbunden
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Eigenschaften der photonenzählenden und spektralauflösenden Detektortechnik und möglichen Anwendungsgebieten in der zerstörungsfreien Prüfung. Dabei wurden konventionelle und photonenzählende Detektortechniken hinsichtlich der Bildqualität und Anwendbarkeit bei unterschiedlichen Prüfaufgaben verglichen und untersucht, inwiefern sich die Energieschwellwertsetzung auf die erreichbare Bildqualität und eine Materialdiskriminierbarkeit bei verschiedenen radiographischen Verfahren auswirkt. Anhand von Anwendungsbeispielen wurden diese Eigenschaften und deren Auswirkung auf das Messergebnis analysiert. Neben der Radiographie wurden auch dreidimensionale Verfahren ...
Untersuchungen zur Brandentstehung und Brandausbreitung in Wohnungen
Zur Bedarfsplanung von Feuerwehren in Städten in der Bundesrepublik Deutschland wurden im Jahr 1998 die Qualitätskriterien Hilfsfrist, Funktionsstärke und Erreichungsgrad für ein standardisiertes Schadensereignis erarbeitet. Das standardisierte Schadensereignis basiert auf Ergebnissen der O.R.B.I.T.-Studie aus dem Jahr 1978. Der dort dargestellte Rauchgas-temperaturverlauf für einen standardisierten Wohnungsbrand stellt Ergebnisse von Brandversuchen in einer Wohnung aus dem Jahr 1939 dar. Die zur Untersuchung herangezogenen Einrichtungsgegenstände bestanden dabei überwiegend aus cellulosehaltigen Materialien wie Holz und Papier. Die zunehmende Verwendung von Werkstoffen auf der Basis von Holz ...
Wärmeführung und Beanspruchung von hochfesten Verbindungen mit LTT-Schweißzusatzwerkstoff
Bestrebungen zum Leichtbau sowie höhere Anforderungen an das ertragbare Lastkollektiv führen in der Auslegung von Schweißkonstruktionen zunehmend zum Einsatz hochfester Feinkornbaustähle. Ohne Anwendung kostenintensiver Nachbehandlungsverfahren ist die Lebensdauer hochfester Schweißverbindungen unter wechselnder zyklischer Beanspruchung jedoch limitiert. Neben der geometrischen Kerbe sind schweißbedingte Gefügeveränderungen und die Höhe und die Verteilung von Schweißeigenspannungen für die Eigenschaften von Schweißverbindungen von erheblicher Bedeutung. Sogenannte LTT-Zusatzwerkstoffe bieten eine äußerst lukrative Möglichkeit, die resultierenden Schweißeigenspannungen bereits während des Schweißens ...
Analyse, Charakterisierung und Modellierung der Gasleckageraten repräsentativer Bauarten von Gefahrgutverpackungen
Derzeit existieren für Gefahrgutverpackungen in den internationalen Gefahrgutvorschriften keine Festlegungen für quantitative Grenzleckageraten, die sich an Sicherheitsbetrachtungen während der Beförderung orientieren. Für die Dichtheitsprüfung im Rahmen der Bauartzulassung von Gefahrgutverpackungen für flüssige Füllgüter ist das Standardprüfverfahren das Eintauchverfahren in Wasser („Bubble Test“). Hierbei handelt es sich um ein lokalisierendes Prüfverfahren. Seine Anwendung lässt keine quantitative Aussage darüber zu, ob unter Beförderungsbedingungen aufgrund von strömungsbedingter Stofffreisetzung durch Leckstellen der Gefahrgutverpackungen die Gefahr der Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre ...
Schädigungscharakterisierung an Faser-Kunststoff-Verbunden im Schwingversuch mittels Röntgenrefraktionstopographie unter Berücksichtigung der Matrixeigenschaften
In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Epoxidharzsysteme charakterisiert. Zwei Systeme mit großen bruchmechanischen Unterschieden wurden zur Fertigung äquivalenter GFK- und CFK-Laminate mit Faserausrichtungen in 0/90° und ±45° ausgewählt. In quasi-statischen Zugversuchen und Einstufenschwingversuchen mit einem Beanspruchungsverhältnis von R= 0,1 wurden diese Laminate hinsichtlich ihres Schädigungsbeginns und ihrer Schädigungsentwicklung untersucht. Die Detektion der Schädigungen sowie die Dokumentation der Schädigungsentwicklung wurde anhand der Lichtabsorptionsanalyse an GFK-Laminaten und anhand der Röntgenrefraktionsanalyse an CFK-Laminaten umgesetzt. Auf diese Weise konnten Einflüsse ...
Identification of the state of stress in iron and steel truss structures by vibration-based experimental investigations
Safety evaluation of truss structures depends upon the determination of the axial forces and corresponding stresses in axially loaded members. Due to presence of damages, change in intended use, increase in service loads or accidental actions, structural assessment of existing truss structures is necessary. This applies particularly to iron and steel trusses that are still in use, including historic and heritage monuments. Precise identification of the stresses plays a crucial role for the preservation of historic trusses. The assessment measures require non–destructiveness, minimum intervention and practical applicability. The axial forces in truss structures can be estimated by static calculations ...
Hydrogen assisted cracking and transport studied by ToF-SIMS and data fusion with HR-SEM
For almost 150 years it is known that hydrogen has a deleterious effect on the mechanical properties of metallic components. Nowadays, the problem of hydrogen assisted degradation is highly relevant in energy related fields due to the massive use of steel as a structural component in these applications and its sensitivity to hydrogen. Since the discovery of hydrogen assisted cracking (HAC), researchers studied intensively and suggested possible explanations and mechanisms in order to define how hydrogen is affecting the material. In general, it is considered that hydrogen changes the mechanical properties more in terms of ductility (deformation capacities) than in strength (load capacities). ...
Entwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol
Pentaerythrityltetranitrat (PETN), ein in jüngster Vergangenheit häufig von Terroristen verwendeter Sprengstoff, ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter Antikörper gegen PETN wurde durch Anwendung des Konzepts des bioisosteren Ersatzes entwickelt,indem ein Nitroester durch einen Carbonsäurediester ersetzt wurde. Biostere Moleküle haben eine ähnliche Struktur wie die Referenzsubstanz und zeigen eine vergleichbare biologische Wirkung. Dieser Ansatz führte zu polyklonalen Antikörpern mit extrem guter Selektivität und Sensitivität. Die Nachweisgrenze des Enzyme-Linked Immunosorbent Assays (ELISAs) beträgt 0,15 μg/L. Der Messbereich des Immunassays liegt zwischen 1 und 1000 μg/L. Die Antikörper ...
Thermomechanisches Verhalten von semikristallinem Polyester-Urethan
Formgedächtnispolymere werden durch thermomechanische Vorbehandlung, die Programmierung, in eine temporäre Form überführt. In die Ursprungsform kehren sie dann erst nach externer Stimulierung, durch Auslösen des Formgedächtniseffekts, wieder zurück. Um diesen Effekt zu optimieren, werden in dieser Arbeit thermomechanische Designoptionen analysiert und Stellschrauben der Programmierung diskutiert. Quantifiziert wird das Materialverhalten eines physikalisch vernetzten Polyurethans mit semikristalliner Polyester-Weichsegmentphase (PEU) in thermomechanischen Messungen, in denen das Polymer Dehnungen bis über 1000% fixiert. Deformationen im breiten Schmelzübergangsbereich der Weichsegmentphase ermöglichen ...
Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich
Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte ...
Immunochemical determination of caffeine and carbamazepine in complex matrices using fluorescence polarization
Pharmacologically active compounds are omnipresent in contemporary daily life, in our food and in our environment. The fast and easy quantification of those substances is becoming a subject of global importance. The fluorescence polarization immunoassay (FPIA) is a homogeneous mix-and-read format and a suitable tool for this purpose that offers a high sample throughput. Yet, the applicability to complex matrices can be limited by possible interaction of matrix compounds with antibodies or tracer. Caffeine is one of the most frequently consumed pharmacologically active compounds and is present in a large variety of consumer products, including beverages and cosmetics. Adverse health effects of ...
Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds
High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of ...
Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten
Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung ...
Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products
Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine ...
Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk
Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse ...
Hydrogen Diffusion and Effect on Degradation in Welded Microstructures of Creep-resistant Low-alloyed Steels
Low-alloyed heat-resistant steels have a fundamental contribution to the currently applied steel grades in pressurized and temperature loaded components like membrane walls(water walls)or pressure vessels. Here, the main advantages of the low-alloy concept can be used in terms of superior high temperature mechanical properties, workability and decreased amounts of expensive alloy elements. The main challenge for the future is to further increase the power plant thermal efficiency independent of the type of power plant concept, i.e. fossil-fired or nuclear power plant, where the material selection can directly affect reduction of CO2 emissions. In power plant design, welding is the most applied ...
Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind
Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte ...
Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).
BAM Report 2023/24 - Sicherheit braucht Vielfalt
BAM Report 2022/23 - Transformation gemeinsam gestalten
BAM Report 2021/22 - Sicherheit im Wandel
Liebe Leser*innen, wir stehen an der Schwelle einer globalen Transformation, des Aufbruchs in ein neues Zeitalter. Deutschland hat sich verpflichtet, bis 2045 das Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, und stellt sich damit der Verantwortung, die Erderwärmung in vertretbaren Grenzen zu halten. Der Weg zu einer CO₂-neutralen Zukunft wird nur mit sicheren Technologien und Innovationen möglich sein. Der Koalitionsvertrag der neuen Bundesregierung betont in seiner Präambel, dass "dieser Fortschritt auch mit einem Sicherheitsversprechen einhergehen muss". Unsere Expertise als Ressortforschungseinrichtung des Bundes mit dem Auftrag, Sicherheit in Technik und Chemie zu gewährleisten, ist daher ...
BAM Report 2020/21 - 150 Jahre Wissenschaft mit Wirkung
BAM Report 2019
BAM Report 2017/2018
BAM Report 2016/2017
Jahresbericht 2015
Jahresbericht 2014
Jahresbericht 2013
Jahresbericht 2012
Jahresbericht 2011
Jahresbericht 2010
Jahresbericht 2009
Jahresbericht 2008
Jahresbericht 2007
Jahresbericht 2006
Jahresbericht 2005
Jahresbericht 2004
Jahresbericht 2002
Annual Report 2002/2003