HUMVIB - Mensch-Struktur Interaktion und Ganganpassung bei Bewegung auf schwingenden Strukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Clemens Hübler; Professor Dr. André Seyfarth
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446124066

Bei der alltäglichen Fortbewegung ist der Untergrund oft weniger stabil als in Laborexperimenten auf festem Untergrund. So können beispielsweise beim Gehen in einem fahrenden Zug oder auf einem Schiff unerwartete Bodenbewegungen zu kritischen Gangstörungen führen (z. B. Unfälle durch Kollisionen oder Stürze). Eine weitere häufige Situation ist das Gehen auf einer Leichtbaubrücke, welche Schwingungen nahe an der Eigenfrequenz des menschlichen Gangs erzeugen kann. Um solche kritischen Gangsituationen zu bewältigen oder zu vermeiden, ist ein grundlegendes Verständnis der Mensch-Struktur-Interaktionen erforderlich. Die Analyse von Mensch-Struktur-Interaktionen auf vibrierenden Oberflächen (z. B. Brücken) im vorangegangenen HUMVIB-Projekt hat zu einer Reihe von Erkenntnissen über die Reaktionen des menschlichen Gangs auf die Brückenkonfiguration und die Reaktion der Brücke auf die menschliche Fortbewegung geführt. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Inter- und Intravariabilität in der Reaktion auf den vibrierenden Boden, was zu Unsicherheiten im Gang führt. Um diese zu berücksichtigen, werden im HUM2VIB-Projekt Modelle der Mensch-Struktur-Interaktion erweitert, um stochastische Mechanismen zu beschreiben. Darüber hinaus werden Interaktionen zwischen Individuen beim Überqueren einer schwingenden Brücke berücksichtigt. Damit können realistischere Szenarien für Mensch-Struktur-Interaktionen beschrieben werden. Dazu werden die mechanischen Interaktionen zwischen Individuen (durch die Brücke) und kognitive Mechanismen (z. B. durch visuelle Wahrnehmung anderer Individuen) getrennt analysiert werden. Ein Ergebnis dieses Projekts wird die Bereitstellung frei zugänglicher experimenteller Daten für Mensch-Struktur- und Mensch-Mensch-Struktur-Interaktionen beim Gehen auf oszillierenden Brücken mit unterschiedlichen mechanischen Einstellungen (z. B. Brücken-Schwingungsamplitude, Eigenfrequenz) und Gangeigenschaften (z. B. Geschwindigkeit, Gehrichtung, Schrittfrequenz) sein. Durch die Entwicklung stochastischer Interaktionsmodelle werden Einblicke in das Synchronisationsverhalten zwischen Individuen und Gruppen beim Gehen auf oszillierenden Böden ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Jens Schneider