Teilprojekt C7

Zustandskontrolle in lasttragenden Strukturen

Die Unsicherheit in der Nutzung lasttragender mechanischer Systeme im dynamischen Strukturverhalten infolge Funktionsbeeinträchtigung oder Versagen wird zum einen durch selbständiges Überwachen von Systemveränderungen und Schädigungen und zum anderen durch ein autonomes dynamisches Eingreifen über system- und funktionsintegrierte Aktuatorik, dem Structural Health Control, beherrscht.

In Tragwerken des SFB-Demonstrators erfolgt dies zum einen durch die Schwingungskontrolle mehrerer Balken mit piezo-elastischen Balkenlagern und Shunt-Damping. Zum anderen wird die Lastverteilung in Tragwerken über die Verbindung mit neuartigen (semi-)aktiven Gelenken außerhalb des primären Lastpfads beeinflusst.

Schwingungskontrolle eines Balkens mit piezoelastischem Lager und Shunt-Damping a) CAD-Darstellung des piezoelastischen Lagers, b) simulierter (Strichpunkt) und gemessener (durchgezogen) Frequenzgang des schwingungserregten Balkens ohne Shunt, c) simulierter (Strichpunkt) und gemessener (durchgezogen) Frequenzgang des schwingungserregten Balkens mit angeschlossenem Shunt
Beeinflussung der Lastverteilung in einem Tragwerk a) Lastveteilung 2D Modell unbeeinflusst, b) Lastverteilung 2D Modell verändert, c) CAD Schnittdarstellung des semi-aktiven Gelenkmoduls zur Beeinflussung des Lastpfades
[1] Enss, Georg C.; Götz, Benedict; Kohler, Michael; Krzyzak, Adam; Platz, Roland (2014): Nonparametric estimation of a maximum of quantiles. In: Electronic Journal of Statistics 8 (2), S. 3176–3192. DOI: 10.1214/14-EJS970.

[2] Gehb, Christopher M.; Platz, Roland; Melz, Tobias (2014): Influence of varying active support stiffness on the load path in a 2D-truss for structural health control. In: Proceedings of 6th World Conference on Structural Control and Monitoring WCSCM, July 15-17. EACS European Association for the Control of Structures. Barcelona, Spain, S. 3067–3074.

[3] Götz, Benedict; Platz, Roland; Melz, Tobias (2014): Effect of uncertain boundary conditions and uncertain axial loading on lateral vibration attenuation of a beam with shunted piezoelectric transducers. In: Proceedings of ISMA2014 including USD2014 International Conference on Uncertainty in Structural Dynamics. ISMA Advance Conference Programme. Leuven, Belgium, S. 4495–4508.

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[5] Gehb, Christopher M.; Platz, Roland; Melz, Tobias (2015): Approach to prevent locking in a spring-damper system by adaptive load redistribution in auxiliary kinematic guidance elements. In: Proc. SPIE 9433, Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies 2015, Bd. 9433. SPIE international society for optics and photonics. San Diego, USA, 94330G-94330G-9. Online verfügbar unter http://dx.doi.org/10.1117/12.2086491.

[6] Götz, Benedict; Platz, Roland; Melz, Tobias (2015): Lateral vibration attenuation of a beam with circular cross-section by supports with integrated resonantly shunted piezoelectric transducers. In: Proceedings of SMART2015. 7th ECCOMAS Thematic Conference on Smart Structures and Materials. ECCOMAS European Community on Computational Methods in Applied Sciences. Ponta Delgada, Azores.

[7] Götz, Benedict; Schäffner, Maximilian; Platz, Roland; Melz, Tobias (2015): Model verification and validation of a piezo-elastic support for passive and active structural control of beams with circular cross-section. In: Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publications 807, S. 67–77.

[8] Gehb, Christopher M.; Platz, Roland; Melz, Tobias (2016): Active load path adaption in a simple kinematic load-bearing structure due to stiffness change in the structure’s supports. In: Journal of Physics: Conference Series 744 (1), S. 12168. Online verfügbar unter http://stacks.iop.org/1742-6596/744/i=1/a=012168.

[9] Götz, Benedict; Heuss, Oliver; Platz, Roland; Melz, Tobias (2016): Optimal tuning of shunt parameters for lateral beam vibration attenuation with three collocated piezoelectric stack transducers. In: 6th European Conference on Structural Control. Sheffield, England, July 11 – 13. EACS European Association for the Control of Structures, S. 12.

[10] Götz, Benedict; Schäffner, Maximilian; Platz, Roland; Melz, Tobias (2016): Lateral vibration attenuation of a beam with circular cross-section by a support with integrated piezoelectric transducers shunted to negative capacitances. In: Smart Mater. Struct. 25 (9), S. 95045. DOI: 10.1088/0964-1726/25/9/095045.

[11] Platz, Roland; Götz, Benedict; Melz, Tobias (2016): Approach to evaluate and to compare basic structural design concepts of landing gears in early stage of development under uncertainty. In: Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series 2016, Bd. 3. SEM Society for Experimental Mechanics, S. 167–175.

[12] Schäffner, Maximilian; Götz, Benedict; Platz, Roland (2016): Active buckling control of a beam-column with circular cross-section using piezo-elastic supports and integral LQR control. In: Smart Mater. Struct. 25 (6), S. 65008. DOI: 10.1088/0964-1726/25/6/065008.

[13] Götz, Benedict; Platz, Roland; Melz, Tobias (2017): Consistent approach to describe and evaluate uncertainty in vibration attenuation using resonant piezoelectric shunting and tuned mass dampers. In: Mechanics & Industry 18 (1), S. 108. DOI: 10.1051/meca/2016011.
  Name Kontakt
Teilprojektleiter
Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz
+49 6151 16-23657
Wissenschaftliche Mitarbeiter/innen
Dr.-Ing. Christopher Gehb
+49 6151 705-8304
Jonathan Lenz M.Sc.
+49 6151 705-616