Aufbau einer allgemeinen Wissensbasis zum Kräftespiel zwischen Schneidwerkzeug und bindigen Böden. Untersuchung des Einflusses der Schergeschwindigkeit auf die Stoffparameter des Boden-Werkzeug-Systems. Aufbau eines Expertensystem und Implementation der Ergebnisse in das System: Fid-Bau Portal

Aufbau einer allgemeinen Wissensbasis zum Kräftespiel zwischen Schneidwerkzeug und bindigen Böden. Untersuchung des Einflusses der Schergeschwindigkeit auf die Stoffparameter des Boden-Werkzeug-Systems. Aufbau eines Expertensystem und Implementation der Ergebnisse in das System

Gehbauer, F.

Abstract

Die aufzuwendende Schneidkraft von Baumaschinen hängt eng mit der Scherfestigkeit des Bodens zusammen. Somit sind die Stoffparameter des Boden-Werkzeug- Systems entscheidende Richtgrößen für die Dimensionierung des Bearbeitungswerkzeuges und letztendlich auch der Baumaschine. Während der ersten Projektphase wurde eine Wissensbasis über den Schneidprozeß im Boden erarbeitet und eine ausführliche Literaturrecherche durchgeführt. Anschließend wurde ein Versuchsstand entwickelt, um mit einem Schneidzahn, der mit Kraftsensoren ausgestattet war, die Kräfte beim Grabvorgang zu messen. In Anlehnung an die Kräftemessung wurde zur Berechnung der Schneidkräfte ein dreidimensionales Bodenkörpermodell angesetzt, das in den Entwurf des Expertensystems 'WeBoSys' implementiert wurde, Die Untersuchungen der Fortsetzungsphase beschäftigen sich mit der quantitativen Beschreibung der Festigkeitsänderung der quasi-statischen Kenngrößen des Boden-Werkzeug-Systems. Die Arbeit gliedert sich in einen einleitenden theoretischen Teil, der sich mit dem Festigkeits- und Formänderungsverhalten von Böden beschäftigt, sowie einem Auswertungsteil der praktischen Untersuchung dreier repräsentativer bindiger Böden, wie sie im Baubetrieb häufig anzutreffen sind. Es wird die Versuchseinrichtung zur Durchführung von quasi-statischen und dynamischen Scherversuchen beschrieben und eine Klassifizierung der untersuchten Böden vorgenommen. Kernpunkt der Arbeit ist die Durchführung von Scherversuchen mit diesen Böden im Rahmenscherversuch, wo der Boden gegen den Boden abgeschert wird, sowie die Scherversuche auf glatter Stahlplatte, in denen der Boden gegen eine glatte Stahlplatte abgeschert wird. Daran anschließend folgt die Interpretation der Versuchsergebnisse in Form von Änderungsbeschreibungen der quasi-statischen Systemwerte bezüglich der dynamischen. Dabei konnten Algorithmen aufgestellt werden, die eine Abschätzung der Boden-Werkzeug-Kennwerte (Reibungskoeffizient, Adhäsion) ausgehend von den Bodenparametern (innerer Reibungswinkel und Kohäsion) ermöglichen. Abschließend erfolgte die Programmierung des Expertensystems unter Berücksichtigung der Änderungsbeschreibungen der Stoffparameter zur Berechnung der Schneidkräfte.