Großskalige, hybride Modelle zur Schadenserkennung in beliebig geformten Betontragwerken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik ; Architektur, Bau- und Konstruktionsgeschichte, Bauforschung, Ressourcenökonomie im Bauwesen
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398216472

Die Arbeiten von TUM2 in der ersten Förderperiode resultieren in einer FE-basierten Schadenslokalisierungsmethodik. Es konnte gezeigt werden, dass sie für die gegebenen Dimensionen und verwendeten Frequenzen unserer Benchmarks sehr gut funktioniert. Im Einzelnen wurde Folgendes erreicht:- Entwicklung einer FE-basierten Methodik zur Schadenslokalisierung mit Coda-Wellen- Entwicklung einer Formulierung für die Verwendung von unstrukturierten Netzen, die eine Beschreibung beliebiger Geometrien ermöglicht- Verbesserung des etablierten Lösungsalgorithmus für das Coda-Schadenslokalisierungsproblem durch Einbettung zweier fortschrittlicher Lösungsalgorithmen- Erfolgreiche Anwendung der neuartigen FE-basierten Methodik an einem realen Experiment. Die verwendete Frequenz von 60kHz stellt ein Novum bei der empfindlichkeitsbasierten Schadenslokalisierung mit Coda-Wellen dar. Sie erweitert den Bereich der nutzbaren Frequenzen in einen niedrigeren Frequenzbereich, der für eine Anwendung in großen Strukturen besser geeignet ist. Die Anwendung im Realexperiment zeigte sehr gute Ergebnisse, da mehrere eng beieinanderliegende Risse erfolgreich erkannt und unterschieden werden konnten.Diesem Weg folgend, ist das Ziel des aktuellen Antrags, unsere Methoden zu konsolidieren und gezielt weiterzuentwickeln und dabei(i) die Einflüsse von komplizierten Geometrien auf die Coda-Messungen zu erfassen(ii) die Parameter des Tragwerkmodells anhand der gemessenen Coda-Wellen-Daten zu identifizieren. Dazu werden die in Phase 1 dieses Projekts entwickelten Techniken weiter an die Herausforderungen der Praxis angepasst. (iii) Schwellenwerte für die Schadenserkennung in der Praxis zu finden(iv) einen digitalen Zwilling zu entwickeln, der alle gemessenen Daten eines Tragwerks nutzt, um charakteristische Modellparameter zu identifizieren und zu quantifizieren. Der digitale Zwilling soll auch verwendet werden, um strukturmechanische Effekte auf das Coda-Signal zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2825: Concrete Damage Assessment by Coda Waves (CoDA)
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Roland Wüchner