Digitale Bildkorrelation (DIC)
Anwendung und Standardisierung Digitaler Bildkorrelation (DIC) für die Instrumentierung von Stahlbetonversuchen
Die Digitale Bildkorrelation (DIC) ist ein modernes optisches Messsystem, das die kontinuierliche Messung von Verschiebungsfeldern auf einer Oberfläche eines Versuchskörpers zulässt. Auf Grundlage des Verschiebungsfeldes können das Dehnungsfeld und weitere interessante Grössen für die Beurteilung des Last-Verformungs-Verhaltens von Stahlbeton (z.B. Rissuferverschiebungen) bestimmt werden. Die Nachbearbeitung der digitalen Bilder erlaubt die individuelle Anpassung der durchgeführten Analysen an die jeweiligen Versuche und das dazugehörige Verhalten des Versuchskörpers (z.B. bestimmtes Rissmuster). Aufgrund dieser Vorteile ist die Verwendung der Messtechnik zur Untersuchung von Strukturen auf dem Vormarsch und ergänzt oder ersetzt sogar zunehmend Standardmesssysteme. Auf der anderen Seite hat das System aber auch den Nachteil, dass die Genauigkeit der Resultate sehr stark von ganz unterschiedlichen Aspekten abhängt, die sowohl während des Tests als auch in der Nachbearbeitungsphase eine Rolle spielen.
Dieses Projekt zielt darauf ab, ein systematisches Vorgehen für die Definition der Sensitivität und Genauigkeit des Messsystems im Anwendungsbereich von Stahlbeton zu entwickeln. Es wird dazu für eine grosse Bandbreite von Versuchen angewendet, wie z.B. Betondruckversuche, Zugversuche an Bewehrungsstäben, Ausziehversuche, Zuggurt- und Schalenelement-Versuche. Die Hauptparameter, die einen Einfluss auf die Genauigkeit der Messungen haben, werden für verschiedene Testaufbauten und Sichtfelder systematisch erarbeitet.
Darüber hinaus wird ein Verfahren entwickelt werden, das eine Automatisierung der Ausgabe von Rissbildern und –verschiebungen erlaubt. Dies erlaubt eine effiziente und systematische Handhabung der grossen DIC Datenmengen. In einem ersten Schritt dieser Nachbearbeitung werden die Risse an Stellen mit grossen Dehnung detektiert. Diese Analyse liefert sehr genaue Resultate der Rissbilder. Mit Hilfe von Bildverarbeitungsverfahren werden ganze Risslinieneinheiten anstatt einzelner unabhängiger Risspunkte extrahiert. Die Messung der lokalen Risskinematik (Rissöffnung und –schiebung) erfolgt entlang der Risslinien unter Verwendung des DIC Verschiebungsfeldes. Das entwickelte Risskinematik-Messverfahren berücksichtigt dabei lokale Rissuferverschiebungen und –rotationen. Durch automatisierte Visualisierungen können die Resultate direkt interpretiert werden.
Projektbeteiligte
- Prof. Dr. W. Kaufmann
- Dr. J. Mata-Falcón
- M. Lee
- N. Gehri