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Bestimmung von Materialeigenschaften zementgebundener Werkstoffe mittels inverser Analyse
Gewisse Materialeigenschaften von zementgebundenen Werkstoffen können nur schwer auf direktem Wege experimentell bestimmt werden. Es bedarf einer kombinierten Anwendung experimenteller sowie rechnerischer Methoden. Die gesuchten Materialeigenschaften ergeben sich dabei aus inversen Analysen von Experimenten. Zwei Beispiele für die Notwendigkeit solcher inversen Analysen in der Materialprüfung sind die Bestimmung von Entfestigungskurven sowie des feuchteabhängigen Diffusionskoeffizienten. Diese Materialeigenschaften finden insbesondere zur Charakterisierung der Dauerhaftigkeit von Baukonstruktionen Anwendung. Maßgebend für Genauigkeit und Effektivität inverser Analysen ist neben der Formulierung eines adäquaten physikalischen Modells für das durchgeführte Experiment die Wahl eines geeigneten Optimierungsalgorithmus. Evolutionäre Algorithmen haben sich für derartige Anwendungen als besonders geeignet erwiesen. Das Prinzip der inversen Analyse sowie zwei Anwendungsbeispiele werden dargestellt. Letztere betreffen die Bestimmung des Entfestigungsverhaltens von Beton auf der Grundlage von Keilspalt- und Biegeexperimenten beziehungsweise die Bestimmung des feuchteabhängigen Diffusionskoeffizienten auf der Grundlage von Trocknungsexperimenten.
The direct experimental determination of certain material properties of cement-based materials is technically difficult or even impossible. In such cases, a combined application of experimental and numerical methods might be required. The material properties are thereby determined by inverse analyses of experiments. In the field of material testing, two examples for properties which maybe determined by inverse analysis are the strain softening curve and the moisture dependent water vapour diffusion coefficient, respectively. These material properties are of special importance for the characterisation of structural durability. Sufficient accuracy and efficiency of an inverse analysis may only be achieved if an adequate physical model of the experiment and a suitable optimisation method are used. For the problems to be solved here, evolutionary algorithms have proved to be appropriate means for the optimisation. The principle of the inverse analysis is explained and two example applications are presented. The latter are the determination of softening curves on the basis of fracture tests and the determination of diffusion coefficients on the basis of drying experiments.
Bestimmung von Materialeigenschaften zementgebundener Werkstoffe mittels inverser Analyse
Gewisse Materialeigenschaften von zementgebundenen Werkstoffen können nur schwer auf direktem Wege experimentell bestimmt werden. Es bedarf einer kombinierten Anwendung experimenteller sowie rechnerischer Methoden. Die gesuchten Materialeigenschaften ergeben sich dabei aus inversen Analysen von Experimenten. Zwei Beispiele für die Notwendigkeit solcher inversen Analysen in der Materialprüfung sind die Bestimmung von Entfestigungskurven sowie des feuchteabhängigen Diffusionskoeffizienten. Diese Materialeigenschaften finden insbesondere zur Charakterisierung der Dauerhaftigkeit von Baukonstruktionen Anwendung. Maßgebend für Genauigkeit und Effektivität inverser Analysen ist neben der Formulierung eines adäquaten physikalischen Modells für das durchgeführte Experiment die Wahl eines geeigneten Optimierungsalgorithmus. Evolutionäre Algorithmen haben sich für derartige Anwendungen als besonders geeignet erwiesen. Das Prinzip der inversen Analyse sowie zwei Anwendungsbeispiele werden dargestellt. Letztere betreffen die Bestimmung des Entfestigungsverhaltens von Beton auf der Grundlage von Keilspalt- und Biegeexperimenten beziehungsweise die Bestimmung des feuchteabhängigen Diffusionskoeffizienten auf der Grundlage von Trocknungsexperimenten.
The direct experimental determination of certain material properties of cement-based materials is technically difficult or even impossible. In such cases, a combined application of experimental and numerical methods might be required. The material properties are thereby determined by inverse analyses of experiments. In the field of material testing, two examples for properties which maybe determined by inverse analysis are the strain softening curve and the moisture dependent water vapour diffusion coefficient, respectively. These material properties are of special importance for the characterisation of structural durability. Sufficient accuracy and efficiency of an inverse analysis may only be achieved if an adequate physical model of the experiment and a suitable optimisation method are used. For the problems to be solved here, evolutionary algorithms have proved to be appropriate means for the optimisation. The principle of the inverse analysis is explained and two example applications are presented. The latter are the determination of softening curves on the basis of fracture tests and the determination of diffusion coefficients on the basis of drying experiments.
Bestimmung von Materialeigenschaften zementgebundener Werkstoffe mittels inverser Analyse
Determining properties of cement-based materials by inverse analysis
Villmann, Beate (author) / Bretschneider, Nick (author) / Slowik, Volker (author) / Michel, Alexander (author)
Bautechnik ; 83 ; 747-753
2006
7 Seiten, 8 Bilder, 22 Quellen
Article (Journal)
German
Bestimmung von Materialeigenschaften zementgebundener Werkstoffe mittels inverser Analyse
| Online Contents | 2006
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