Kontakt: Fabian Dethof
Im Rahmen der Zustandsbewertung von Bauwerken werden oft zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt. Ein Teil der zerstörungsfreien Prüfverfahren basiert auf elastischen Wellen. In dem Projekt normPOD untersuchen wir die auf elastischen Wellen basierenden Prüfverfahren Impakt Echo und Ultraschall auf ihre Zuverlässigkeit. Eine Zuverlässigkeitsuntersuchung ist deshalb nötig, weil ab einer bestimmten Defektgröße nicht mehr alle Defekte im Medium detektiert werden können. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll eine Detektionswahrscheinlichkeit (POD) einzuführen, mit der man bemessen kann wie wahrscheinlich ein Defekt einer bestimmten Größe detektiert werden kann. Die POD ist abhängig von Faktoren wie dem verwendeten Messequipment oder Störgeräuschen und ist auch für alle Inspektionsverfahren unterschiedlich.
Beim Impakt Echo Verfahren wird an einer plattenartigen Struktur durch einen mechanischen Impakt ein Impuls elastischer Wellen ausgesandt. Diese Wellen werden dann an der Rückwand reflektiert und es stellt sich eine Resonanzfrequenz ein. Gemessen werden die Wellen in unmittelbarer Nähe des Impaktpunktes. Ziel der Messung ist es, anhand der sich einstellenden Resonanzfrequenzen auf die Dicke der Platte zu schließen und mögliche Defekte, wie z.B. Hohlstellen oder Risse aufzuspüren.
Beim Ultraschallverfahren wird ebenfalls ein kurzer Impuls elastischer Wellen ausgesandt. Dieser hat jedoch im Vergleich zum Impakt Echo Verfahren eine deutlich kleinere Wellenlänge, was dazu führt, dass der Impuls and vielen Defekten und Diskontinuitäten im Medium gestreut wird. Die dabei resultierende Reflexionsantwort wird an der Oberfläche der untersuchten Struktur gemessen. Aus dieser können dann Rückschlüsse über Defekte oder auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen gewonnen werden.
Die Aufgabe von Fabian Dethof im Projekt normPOD ist es, numerische Simulationen zur Ausbreitung elastischer Wellen in Stahlbeton zu machen. Dazu nutzt er den Programmcode EFIT, der sich durch seine Robustheit sehr gut für solche Aufgaben eignet. Aufgrund der stark heterogenen Mesostruktur von Beton und des hohen Rechenaufwandes in 3D, gab es in der Vergangenheit nicht sehr viele Simulationen von ZfP-Prüfungen für das Bauwesen. Ziel der Simulationen ist es, genauere Einblicke in den Ablauf der Prüfverfahren zu gewinnen, wichtige Einflussfaktoren zu identifizieren und deren Einfluss auf die Detektionswahrscheinlichkeit (POD) zu quantifizieren.
Letzte Änderung: 11. April 2022