Identifikation und Erstellung von Modellen der Strukturdynamik auf Basis der Systemtheorie zur Schadenserkennung und -lokalisation

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Technische Konstruktionen - z.B. Bauwerke, Anlagen und Maschinen - sind für eine endliche Lebensdauer ausgelegt. Während der geplanten Lebensdauer muss eine sichere Funktionsfähigkeit gewährleistet sein; mögliche Schäden der Konstruktion, die z.B. infolge Überbeanspruchung, Ermüdung und Alterung verursacht werden können, dürfen die Funktion der Konstruktion und deren Sicherheit nicht gefährden. Stand der Technik, um Schäden frühzeitig zu diagnostizieren und zu beheben, sind Maßnahmen wie regelmäßige manuelle Inspektionen und Wartungen. Alternative Methoden und Techniken zur Schadens-Detektion mit einem hohen Grad an Automatisierung sind wünschenswert - dies ist hier Forschungsgegenstand. Das so genannte Monitoring - oder "Structural-Health-Monitoring" - ist eine neue mögliche Inspektionsmethodik, die von einer rechnergestützten Messtechnik automatisch durchgeführt wird. Der Computer überprüft spezielle physikalische Kennwerte oder Kennfunktionen des Tragwerks auf Veränderungen. Diese Eigenschaften werden auf dem Überwachungssystem anhand von Modellen abgebildet. Eine Schädigung ruft eine Veränderung dieser Eigenschaften hervor, Aufgabe der Systemidentifikation ist es, eine solche Veränderung zu erkennen. Die Modellbildung soll durch Schwingungsmessungen und Experimente auf Basis von Blackbox-Modellen mit der Subspace-Methode erfolgen; anschließend ist zur Schadensidentifikation der Übergang auf strukturmechanische Indikatoren zur physikalischen Interpretation wünschenswert.