Ziel der Entwicklung

Logo: Wärmebild einer Eigenschwingungsform (Deformation) von einer Modellbrücke mit realen Schwingungseigenschaften auf einem Foto
Wärmebild einer Eigenschwingungsform (Deformation) von einer Modellbrücke mit realen Schwingungseigenschaften auf einem Foto

Die operationale Modalanalyse an Bauwerken ist ein wichtiges Hilfsmittel für Entwurf und Wartung. Verteilt wirkende Einflüsse wie Temperatur und Feuchte sollen gleichzeitig und nicht nur summarisch in die Berechnungen einbezogen werden. Mit der derzeitig aktuellen operationalen Modalanalyse werden kleinere Schäden oft gar nicht oder mit zu kurzer Vorwarnzeit erkannt. Die Erkennung dieser Schäden und die Verbesserung der Modalanalyse soll unter Zuhilfenahme von Wavelettransformationen behandelt werden.

Vorteile und Lösungen

Eine frühzeitige Schadenserkennung von kleineren bzw. größeren Schäden (z. B. Rissen) an Bauwerken ist ein wichtiger Arbeitsbereich, der für Kunden von großem Interesse ist. Mit den derzeitigen Algorithmen der Modalanalyse ist es nicht, beziehungsweise nur unzuverlässig möglich, Schäden eindeutig und frühzeitig zu identifizieren. Die Berücksichtigung von Veränderungen von Umweltbedingungen in der Berechnung von modalen Parametern spielt dabei eine große Rolle. Hierbei sind die räumlich verteilten Temperatur- und Feuchteeffekte von besonderer Bedeutung. Durch das Projekt BaMavE wurde eine Software mit Namen "Good Vibrations" geschaffen, die eine verbesserte Schadenserkennung, unter Berücksichtigung von Umwelteinflüssen, als auch die Möglichkeit zur vollständigen operationalen Modalanalyse bietet. Diese Software bietet neben der Schadenserkennung die Möglichkeit zur vollständigen Ermittlung der Schwingungseigenschaften von Bauwerken und kleineren mechanischen Strukturen anhand von realen Messdaten. Die Schwingungseigenschaften werden dabei durch die modalen Parameter Eigenfrequenzen, die zugehörige Dämpfung und die zugehörige Deformation der Struktur beschrieben. Die Resultate der Modalanalyse können neben der Schadenserkennung auch zur Optimierung, Konstruktion bzw. zur Analyse der aktuellen Schwingungseigenschaften eines Bauwerkes genutzt werden.

Zielgruppe und Zielmarkt

Bezüglich der im Rahmen des Projektes entstandenen Modalanalysesoftware, die einige neuartige Komponenten im Vergleich zum gegenwärtigen Stand der Technik aufweist, werden aufgrund der gegenwärtigen Markt- und Wettbewerbssituation sehr gute Voraussetzungen zur Platzierung des Zielproduktes am Markt gesehen. Diese Software wurde mit Experten der Hochschule Magdeburg-Stendal und der Baudynamik Heiland & Mistler GmbH abgestimmt und wird dort ebenfalls in aktuellen Anwendungen genutzt. Die Bedienung der Benutzeroberfläche ist dabei sehr intuitiv an die Belange der späteren Anwender angepasst. Damit sind gute Möglichkeiten gegeben, alle Praxispartner sowie Studentinnen/Studenten der Hochschule Magdeburg-Stendal mit der Software vertraut zu machen und ihnen den Umgang mit der Software zu erleichtern. Dadurch wurde eine rasche und intensive Einführungsphase vorbereitet.