Fatigue assessment of metallic materials beyond strain measurement

Starke, Peter; Eifler, Dietmar; Boller, Christian

doi:10.1016/j.ijfatigue.2015.03.018

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“…In dem neuen Verfahren zur Ermittlung von Werkstoffwöhlerlinien „SteBLife“ (Stepped Bar Fatigue Life Evaluation), welches am LZfPQ der Universität des Saarlandes entwickelt wurde, wird eine gestufte Ermüdungsprobe mit mehreren Prüfstrecken eingesetzt und die lokalen Werkstoffreaktionen über zugeordnete Messgrößen der ZfP erfasst . Dies kann allerdings nur dann erfolgreich umgesetzt werden, wenn es gelingt, die Werkstoffphänomene an einer einzelnen Probe mittels Datenanalyse zu separieren und dies als Grundlage für eine Wöhlerlinienberechnung zu nutzen, was wiederum einen deutlichen Anstieg der Anforderungen an die eingesetzte Messtechnik nach sich zieht .…”

Section: Kurzzeitverfahren Zur Ermittlung Von Werkstoffwöhlerlinienunclassified

“…Üblicherweise wird ein solcher Zusammenhang nach Morrow beschrieben, wobei die ursprüngliche Anwendung auf die Dehnungsmessung beschränkt ist. Vorangegangene Untersuchungen haben allerdings gezeigt, dass dieser Zusammenhang auch auf Messgrößen der Magnetik, Temperatur‐ und elektrischen Widerstandsmessung übertragen werden kann . Für spannungskontrollierte Versuche wird zur Beschreibung der Wöhlerkurve üblicherweise der Ansatz nach Basquin genutzt, wofür der Ermüdungsfestigkeitskoeffizient σ f, ' und der Ermüdungsfestigkeitsexponent b M bestimmt werden müssen.…”

Section: Kurzzeitverfahren Zur Ermittlung Von Werkstoffwöhlerlinienunclassified

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Zustandserfassung von Stahlbauwerken mithilfe akustischer und elektromagnetischer Verfahren der ZfP

et al. 2017

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In dem Beitrag wird dargestellt, wie man mit Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) Baustähle hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften wie auch ihres Schädigungsgrads im anrissfreien Stadium charakterisieren kann. Bei den angewandten ZfP‐Verfahren handelt es sich um den Ultraschall und die Elektromagnetik. Mit der Elektromagnetik lassen sich Baustähle hinsichtlich ihrer Festigkeitsklassen unterscheiden, während mit Ultraschall mechanische Spannungen ermittelt werden, die wiederum als Basis für die Rückrechnung von Schnittgrößen herangezogen werden können. Das vorgestellte Verfahren SteBLife ermöglicht mit nur einer einzigen Werkstoffprobe die Ermittlung einer kompletten Werkstoffwöhlerlinie und unter Anwendung der ZfP‐Verfahren sogar den kompletten nichtlinearen Schadensakkumulationsprozess. Statistische Verfahren runden den Prozess der Evaluierung ab. Die vorgestellten Verfahren bilden die Basis für einen Paradigmensprung im Management alternder Stahlinfrastruktur.

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Section: Kurzzeitverfahren Zur Ermittlung Von Werkstoffwöhlerlinienunclassified

Zustandserfassung von Stahlbauwerken mithilfe akustischer und elektromagnetischer Verfahren der ZfP

et al. 2017

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“… Experimental lifetimes (N f, exp. ) and PHYBAL curve for quenched and tempered SAE 4140 steel based on strain, temperature and electrical resistance measurements Experimentell ermittelte Lebensdauern (N f, exp. ) und nach PHYBAL ermittelte Werkstoffwöhlerlinie für einen vergüteten SAE 4140 (42CrMo4) Stahl auf der Basis von Messung der Dehnung, Temperatur und des elektrischen Widerstandes …”

Section: Fatigue Assessment Proceduresunclassified

“… PHYBAL SB calculation of the scatter bands for cast iron EN‐GJV‐400 Berechnung des Streubandes einer Werkstoffwöhlerlinie für EN‐GJV‐400 Gußeisen nach dem PHYBAL SB ‐Ansatz …”

Section: Fatigue Assessment Proceduresunclassified

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Enhanced assessment of ageing phenomena in steel structures based on materials data and non‐destructive testing

Boller

Starke

2016

Materialwissenschaft Werkst

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The increasing amount of ageing civil steel infrastructure requests an enhanced assessment of this infrastructure in terms of determining its residual fatigue life in a more realistic way than this has been done in the past. Often the relevant materials data for cyclic loading of such an ageing infrastructure is not available and its retrieval turns out to be relatively cumbersome bearing the urgency in data availability and continuous cost pressure in mind. This article addresses different approaches and techniques on how materials data for cyclic loading can be obtained at a fraction of the effort compared to state‐of‐the‐art techniques, considering load increase tests, non‐destructive testing techniques and finally even a stepped bar specimen allowing a complete set of materials data (stress‐strain behaviour and stress‐ and strain‐life curve) to be obtained with a single specimen in the end only. Options for ’digitizing’ materials data evaluation are discussed and some prospect on application of those novel approaches and techniques in damage accumulation assessments on real steel infrastructure is provided.

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Vision‐based displacement measurement using a camera mounted on a structure with stationary background targets outside the structure

Lee

Moon

et al. 2022

Structural Contr & Hlth

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While structural displacements are essential information for structural health monitoring, they are not being widely used in practice due to the inconvenience. Recently, vision-based displacement measurement methods have been introduced, which are more convenient and cost effective. However, visionbased methods have generally not been used primarily for the continuous monitoring of structures, due to spatial constraints on obtaining an appropriate location to secure the field of view. A vision device shows not only the changes of objects in the scene but also the relative changes of view according to changes in the position to which it is mounted. Accordingly, this study proposes a methodology for measuring the structural displacement of a location where a camera is mounted, based on a camera motion-induced relative view change. The method is organized into three steps. First, camera calibration is conducted with background targets to derive the camera parameters and coordinates of the target feature points. Second, by tracking the relative changes in the feature points according to the camera motion, the changed 2D-image coordinates of the points are derived. Third, the displacement is calculated through the relationship between the changed 2D-image coordinates and fixed 3D-world coordinates of the target feature points using the camera parameters.The changes in view according to the camera motion are analyzed with simulation tests, and the applicability of the proposed method is verified through experimental tests. The results show that the proposed method can be used to rationally measure structural displacements.

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Fatigue assessment of metallic materials beyond strain measurement

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Zustandserfassung von Stahlbauwerken mithilfe akustischer und elektromagnetischer Verfahren der ZfP

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Enhanced assessment of ageing phenomena in steel structures based on materials data and non‐destructive testing

Vision‐based displacement measurement using a camera mounted on a structure with stationary background targets outside the structure

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