Entwicklung von Bewertungsverfahren für Schallemissionssignale zur Charakterisierung von Bruchprozessen in Betonbauteilen

• Applicant: Dr. Gerd Kapphahn
• Subject Area: Construction Engineering and Architecture
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5175680

Das Tragverhalten von Stahl- und Spannbetonbauteilen ist durch irreversible Strukturveränderungen in Form von Rißbildungen charakterisiert. Das Verständnis dieser Prozesse ist eine Voraussetzung für die Optimierung von Baustoffen und Bauteilen. Mit modernen Schallemissionsmeßsystemen ist es möglich, neben den klassischen Wellenformparametern Amplitude, Energie, Counts, Risetime, Duration usw. die komplette Wellenform aufzuzeichnen. Diese Datenfülle erfordert leistungsfähige automatisierte Systeme zur Extraktion relevanter Informationen. Eine umfassende Charakterisierung der Quelle ist durch die relative Momenttensorinversion möglich. Bedingt durch das Erfordernis der Registrierung von 6 P-Welleneinsätzen pro Signal ist die Anwendung dieser Methode durch die hohe Signaldämpfung im Beton begrenzt. Eine Alternative können Mustererkennungsverfahren bilden, die auf der Annahme beruhen, daß ähnliche Quellenmechansimen auch ähnliche Signale erzeugen. Die Signalform wird durch die Quellen, den Laufweg sowie das Meßsystem mit dem Sensor beeinflußt. Die beiden letztgenannten Einflüsse können während eines Versuches als konstant angenommen werden. Damit bieten sich Klassifikationsmethoden zur Untersuchung verschiedener Quellenmechanismen bei konstanten Laufwegen oder zur Untersuchung von Laufwegseffekten an. Als Vorteil von Mustererkennungsverfahren kann die schnelle automatisierte Analyse auch großer Datenmengen angesehen werden, welche bei den betontypischen hohen Signalraten grundsätzlich wünschenswert Für betontypische Bruchmechanismen wie Biegerißbildung, Verbundlösung zwischen Stahl und Beton und Schubrißbildung soll untersucht werden, inwieweit eine Klassifizierung mit Methoden der quantitativen Schallemissionsanalyse für bestimmte Problemstellungen möglich ist. So kann experimentell untersucht werden, wie sich Modifikationen der Betonrezeptur (Faserbeimischungen bei Hochleistungsbetonen) auf die Bruchprozesse auswirken.

• DFG Programme: Research Grants