Forschungsthema:
Beanspruchungsanalyse von Bauteilen aus Voll- und Brettschichtholz durch Industriephotogrammetrie am Beispiel von Ausklinkungen und Durchbrüchen
Arbeitsgruppe:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Willfried Schwarz
Dipl.-Ing. Steffen Franke
Dipl.-Ing. Bettina Franke
Forschungsförderer:
Das Forschungsvorhaben wurde von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen mit Mitteln des Bundesministers für Wirtschaft und Arbeit gefördert.
Zusammenfassung
Ziel des Forschungsprojektes ist die Erarbeitung der Grundlagen zur Durchführung von Beanspruchungsananlysen an Bauteilen aus Voll- und Brettschichtholz. Die Beurteilung der Tragfähigkeit von Bauteilen erfolgt üblicherweise durch den Vergleich eines charakteristischen Wertes einer Beanspruchung mit dem kritischen materialspezifischen Wert dieser Einflussgröße.
Die Ermittlung der Nennspannung kann auch durch geeignete experimentelle Methoden bei bekannter Spannungs-Dehnungs-Beziehung anhand gemessener Dehnungen erfolgen. Die Dehnnungsmessung auf der Oberfläche ebener Bauteile im Ingenieurholzbau erfolgte bislang überwiegend mittels Dehnmesstreifen oder taktiler Wegaufnehmer. Angestrebt war es im Forschungsvorhaben die Verformungen aus berührungslosen Messungen auf der Grundlage der digitalen 3D-Photogrammetrie zu bestimmen. Im Rahmen des Projektes konnte eine Genauigkeit der Verformungsbestimmung von wenigen Mikrometern erreicht werden.
Die Genauigkeit des vorgestellten Messverfahrens ist herkömmlichen Messmethoden zur Dehnungsbestimmung äquivalent, bietet jedoch wegen des berührungslosen Messprinzips wesentliche Vorteile. Verformungen können ohne Beeinflussung des mechanischen Zustandes bildhaft erfasst und durch eine anschließende Auswertung quantifiziert werden. Bei der klassischen Methode ist es oftmals wegen der Platzverhältnisse unmöglich, entsprechende dichte Informationen über das Dehnungsverhalten zu gewinnen. Mit dem photogrammetrischen Messsystem besteht die Möglichkeit die Anzahl der Messpunkte so zu erhöhen, dass ein wesentlich vollständigeres Bild des örtlichen Verformungsfeldes gewonnen werden kann. Der hohe Genauigkeitsgrad des Messverfahrens in Verbindung mit den Vorteilen der berührungslosen und zerstörungsfreien Messung eröffnet die Möglichkeit einer völlig neuen Qualität der Verformungsmessung und somit der Interpretation mechanischer Zustände an belasteten Bauteilen. So können realitätsnahe bruchmechanische Kennwerte aus der Kombination experimenteller Untersuchungen zur Bestimmung der Rissaufweitung und der Risslänge mit daran anschließender FE-Simulation gewonnen werden und einen wichtigen Beitrag für neue Bemessungsvorschläge leisten.
Forschungsbericht
Veröffentlichungen
- Schwark, M.; Franke, S.; Franke, B.; Rautenstrauch, K.
Beanspruchungsanalyse von Bauteilen aus Voll- und Brettschichtholz durch Industriephotogrammetrie am Beispiel von Ausklinkungen und Durchbrüchen
Schriftenreihe des DVW INTERGEO Band 46/2004, ISBN 3-89639-451