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Digital Visual Testing and Machine Learning-Based Prediction of Fatigue Strength in Circumferential Welded Joints of Offshore Monopiles

Braun, Moritz und Beiler, Marten und Melucci, Martin Leonel und Wang, Xiru und Schubnell, Jan und von Borstel, Thomas (2026) Digital Visual Testing and Machine Learning-Based Prediction of Fatigue Strength in Circumferential Welded Joints of Offshore Monopiles. ce/papers : Proceedings in Civil Engineering, 9 (2-3), Seiten 2989-2996. John Wiley & Sons Ltd. doi: 10.1002/cepa.70323. ISSN 2509-7075.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
758kB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cepa.70323

Kurzfassung

Abstract Circumferential welded joints in offshore monopiles are critical structural elements subjected to cyclic loading. Thus, robust inspection and fatigue life prediction methods are required to ensure structural integrity and to optimize structural design. This study presents a digital visual testing (D-VT) methodology for the assessment of weld quality in these joints, combined with machine learning (ML) models to predict their fatigue strength. High-resolution optical surface geometry measurements are employed to characterize weld seam geometries and to detect surface-level discontinuities in welds. Extracted features were used to train multiple ML algorithms, including artificial neural networks and extreme gradient boosting models, with input from both visual inspection data such as weld geometry but also loading conditions. The predictive models were validated against experimental fatigue test data. Results demonstrate that D-VT, when integrated with ML-based analysis, can effectively identify fatigue-prone locations along weld seams and provide reliable estimates of fatigue strength. The methodology offers a robust, non-destructive testing solution for weld quality assessment. It both saves time and resources and can be applied to various industries and weld types.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/227271/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Digital Visual Testing and Machine Learning-Based Prediction of Fatigue Strength in Circumferential Welded Joints of Offshore Monopiles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Braun, Moritzmoritz.braun (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9266-1698229824527
Beiler, Martenmarten.beiler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Melucci, Martin Leonelmartin.melucci (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-8346-2130229824528
Wang, XiruTUHH, Institute for Ship Structural Design and AnalysisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schubnell, JanFraunhofer Institute for Mechanics of MaterialsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Borstel, ThomasVattenfallNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 September 2026
Erschienen in:ce/papers : Proceedings in Civil Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:9
DOI:10.1002/cepa.70323
Seitenbereich:Seiten 2989-2996
Verlag:John Wiley & Sons Ltd
Name der Reihe:EUROSTEEL 2026
ISSN:2509-7075
Status:veröffentlicht
Stichwörter:3D-scanning, weld geometry, welding irregularities, non-destructive testing, weldimperfections, fatigue life prediction
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schiffsverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V WA - Schiffsverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - MOSAIC, V - keine Zuordnung
Standort: Geesthacht
Institute & Einrichtungen:Institut für Maritime Technologien und Antriebssysteme > Schiffszuverlässigkeit
Hinterlegt von: Melucci, Martin Leonel
Hinterlegt am:13 Okt 2026 15:53
Letzte Änderung:13 Okt 2026 15:53

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