Teilprojekt C06 - Modulares Ersatztragwerk fertig

Ziel des Projekts ist die Methodenentwicklung zur Erstellung von Digitalen Zwillingen von Tragwerken auf Grundlage von messwertgestützten Analysemethoden. Voraussetzung für die Algorithmen der Datenassimilation sind Modellprognosen des dynamischen Verhaltens der Tragstruktur, welche mit den realen Messungen vereint werden müssen, um die Modelle entsprechend anzupassen, zu verbessern und eventuelle Systemveränderungen festzustellen.

Als Grundlage für die Modellentwicklung soll ein umfangreiches BIM-Modell dienen, aus dem automatisiert FE-Modelle extrahiert werden sollen. Dafür wird eine Schnittstelle zwischen IFC und Ansys genutzt und entsprechend erweitert. Erste Schnittstellenerweiterungen für 1D-Tragwerke wurden bereits erstellt und getestet.

Für die Erstellung von Modellprognosen muss die Belastung auf das Tragwerk ermittelt werden. Dies soll mit Künstlichen Neuronalen Netzen geschehen. Dafür wurde eine numerische Ersatzbrücke erstellt und durch verschiedene Fahrzeugüberfahrten belastet. Anschließend wurden die Beschleunigungen an verschiedenen Stellen des Tragwerks genutzt, um die zeit- und ortsabhängigen Parameter der Belastung zu identifizieren. Für diese Lastidentifikation werden Convolutional Neural Networks (CNNs) verwendet. Erste Ergebnisse zeigen eine sehr gute Konvergenz und Möglichkeit die Belastung zu rekonstruieren.

Die rekonstruierten Belastungen sollen als Input für die Modellprognosen genutzt werden, um die Algorithmen der Datenassimilation anwenden zu können. Dabei werden sowohl Unsicherheiten bei der Messung als auch Ungenauigkeiten bei der Belastung berücksichtig.

Sämtlich entwickelte und noch zu entwickelnde Methoden sollen zunächst an einer Ersatzstruktur im Labor getestet werden. Dafür wurde im Rahmen des Projekts eine modulare Brücke aus Holz und Stahl designed und gebaut. Ende August werden die Einzelteile der Brücke komplett verschraubt und die Brücke wird im Rahmen einer Kooperation mit Prof. Neitzel und seinem Team (Projekt A03) vermessen.