@phdthesis{Zabel2003, author = {Zabel, Volkmar}, title = {Anwendungen der Wavelet-Transformation in der Systemidentifikation}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.5}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040202-66}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2003}, abstract = {Die meisten traditionellen Methoden der Systemidentifikation beruhen auf der Abbildung der Meßwerte entweder im Zeit- oder im Frequenzbereich. In j{\"u}ngerer Zeit wurden im Zusammenhang mit der Systemidentifikation Verfahren entwicklet, die auf der Anwendung der Wavelet-Transformation beruhen. Das Ziel dieser Arbeit war, einen Algorithmus zu entwickeln, der die Identifikation von Parametern eines Finite-Elemente-Modells, das ein experimentell untersuchtes mechanisches System beschreibt, erm{\"o}glicht. Es wurde eine Methode erarbeitet, mit deren Hilfe die gesuchten Parameter durch L{\"o}sen eines Systems von Bewegungsgleichungen im Zeit-Skalen-Bereich ermittelt werden. Durch die Anwendung dieser Darstellung k{\"o}nnen Probleme, die durch Rauschanteile in den Meßdaten entstehen, reduziert werden. Die Ergebnisse numerischer Simulation und einer experimentellen Studie best{\"a}tigen die Vorteile einer Anwendung der Wavelet-Transformation in der vorgeschlagenen Weise. ...}, subject = {Wavelet}, language = {de} } @phdthesis{Schorling1997, author = {Schorling, York}, title = {Beitrag zur Stabilit{\"a}tsuntersuchung von Strukturen mit r{\"a}umlich korrelierten geometrischen Imperfektionen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.29}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040216-317}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1997}, abstract = {F{\"u}r geometrisch imperfekte Strukturen wird die Versagenswahrscheinlichkeit bez{\"u}glich Stabilit{\"a}tskriterien bestimmt. Eine probabilistische Beschreibung der geometrischen Imperfektionen erfolgt mit skalaren ortsdiskretisierten Zufallsfeldern. Die Stabilit{\"a}tsberechnungen werden mit der Finite Elemente Methode durchgef{\"u}hrt. Ausgangspunkt der Berechnung ist eine systematische Formulierung probabilistisch gewichteter Imperfektionsformen durch eine Eigenwertzerlegung der Kovarianzmatrix. Wenn mit einer strukturmechanisch orientierten Sensitivit{\"a}tsanalyse ein Unterraum zur n{\"a}herungsweisen Beschreibung des probabilistischen Strukturverhaltens gefunden wird, kann die Versagenswahrscheinlichkeit numerisch sehr effizient durch ein Interaktionsmodell bestimmt werden. Es zeigte sich, daß dies genau dann m{\"o}glich ist, wenn die Beulform merklich im Imperfektionsfeld enthalten ist. Die Imperfektionsform am Bemessungspunkt entspricht dann, unabh{\"a}ngig vom Lastniveau, gerade der Beulform. Wenn die Beulform im Imperfektionsfeld einen untergeordneten Beitrag liefert, erscheint eine Reduktion des stochastischen Problems auf wenige Zufallsvariablen dagegen nicht m{\"o}glich.}, subject = {Tragwerk}, language = {de} } @phdthesis{Roos2001, author = {Roos, Dirk}, title = {Approximation und Interpolation von Grenzzustandsfunktionen zur Sicherheitsbewertung nichtlinearer Finite-Elemente-Strukturen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.71}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-745}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2001}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Berechnung der Sicherheit von Strukturen mit sowohl geometrisch als auch physikalisch nichtlinearem Verhalten. Die Berechnung der Versagenswahrscheinlichkeit einer Struktur mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationsmethoden erfordert, dass die Funktion der Strukturantwort implizit berechnet wird, zum Beispiel durch nichtlineare Strukturanalysen f{\"u}r jede Realisation der Zufallsvariablen. Die Strukturanalysen bilden jedoch den Hauptanteil am Berechnungsaufwand der Zuverl{\"a}ssigkeitsanalyse, so dass die Analyse von realistischen Strukturen mit nichtlinearem Verhalten durch die begrenzten Computer-Ressourcen stark eingeschr{\"a}nkt ist. Die klassischen Antwortfl{\"a}chenverfahren approximieren die Funktion der Strukturantwort oder aber die Grenzzustandsfunktion durch Polynome niedriger Ordnung. Dadurch ist f{\"u}r die Auswertung des Versagens-Kriteriums nur noch von Interesse, ob eine Realisation der Basisvariablen innerhalb oder außerhalb des von der Antwortfl{\"a}chenfunktion gebildeten Raumes liegt - die Strukturanalyse kann dann entfallen. Bei stark nichtlinearen Grenzzustandsfunktionen versagt die polynomiale Approximation. Das directional sampling neigt bei Problemen mit vielen Zufallsvariablen zu einem systematischen Fehler. Das adaptive importance directional sampling dagegen beseitigt diesen Fehler, verschenkt jedoch Informationen {\"u}ber den Verlauf der Grenzzustandsfunktion, da die aufgefundenen St{\"u}tzstellen aus den vorangegangenen Simulationsl{\"a}ufen nicht ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Aus diesem Grund erscheint eine Kombination beider Simulationsverfahren und eine Interpolation mittels einer Antwortfl{\"a}che geeignet, diese Probleme zu l{\"o}sen. Dies war die Motivation f{\"u}r die Entwicklung eines Verfahren der adaptiven Simulation der Einheitsvektoren und anschließender Interpolation der Grenzzustandsfunktion durch eine Antwortfl{\"a}chenfunktion. Dieses Vorgehen stellt besondere Anforderungen an die Antwortfl{\"a}chenfunktion. Diese muss flexibel genug sein, um stark nichtlineare Grenzzustandsfunktionen beliebig genau ann{\"a}hern zu k{\"o}nnen. Außerdem sollte die Anzahl der verarbeitbaren St{\"u}tzstellen nicht begrenzt sein. Auch ist zu ber{\"u}cksichtigen, dass die Ermittlung der St{\"u}tzstellen auf der Grenzzustandsfunktion nicht regelm{\"a}ßig erfolgt. Die in dieser Arbeit entwickelten Methoden der lokalen Interpolation der Grenzzustandsfunktion durch Normalen-Hyperebenen bzw. sekantialen Hyperebenen und der sowohl lokalen als auch globalen Interpolation durch gewichtete Radien erf{\"u}llen diese Anforderungen. ungen. dieser Arbeit entwickelten Methoden der lokalen Interpolation der Grenzzustandsfunktion durch Normalen-Hyperebenen bzw. sekantialen Hyperebenen und der sowohl lokalen als auch globalen Interpolation durch gewichtete Radien erf{\"u}llen diese Anforderungen.}, subject = {Tragwerk}, language = {de} } @phdthesis{Pham2007, author = {Pham, Hoang Anh}, title = {Dynamic system identification based on selective sensitivity}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.80}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20070320-8483}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {System identification is often associated with the evaluation of damage for existing structures. Usually, dynamic test data are utilized to estimate the parameter values for a given structural model. This requires the solution of an inverse problem. Unfortunately, inverse problems in general are ill-conditioned, particularly with a large number of parameter to be determined. This means that the accuracy of the estimated parameter values is not sufficiently high in order to enable a damage identification. The goal of this study was to develop an experimental procedure which allows to identify the system parameters in substructures with high reliability. For this purpose, the method of selective sensitivity was employed to define special dynamic excitations, namely selectively sensitive excitation. Two different approaches have been introduced, which are the quasi-static approach and the iteratively experimental procedure. The former approach is appropriate for statically determinate structures and excitation frequencies below the structure's fundamental frequency. The latter method, which uses a-priori information about the parameters to be identified to set up an iterative experiment, can be applied to statically indeterminate structures. The viability of the proposed iterative procedure in detection of small changes of structure's stiffness was demonstrated by a simple laboratory experiment. The applicability of the strategy, however, depends largely on experimental capacity. It was also experienced that such a test is associate with expensive cost of equipments and time-consuming work.}, subject = {Systemidentifikation}, language = {en} } @phdthesis{Nasser, author = {Nasser, Mourad}, title = {Quality Assessment of Dynamic Soil-Structure Interaction Models Using Energy Measures}, publisher = {Verlag der Bauhaus-Universit{\"a}t}, address = {Weimar}, isbn = {978-3-86068-494-8}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1854}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130220-18542}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {132}, abstract = {In this research work, an energy approach is employed for assessing quality in dynamic soil-structure interaction (SSI) models, and energy measures are introduced and investigated as general indicators of structural response. Dynamic SSI models with various abstraction levels are then investigated according to different coupling scenarios for soil and structure models. The hypothesis of increasing model uncertainty with decreasing complexity is investigated and a mathematical framework is provided for the treatment of model uncertainty. This framework is applied to a case study involving alternative models for incorporating dynamic SSI effects. In the evaluation process, energy measures are used within the framework of the \textit{adjustment factor} approach in order to quantitatively assess the uncertainty associated with SSI models. Two primary types of uncertainty are considered, namely the uncertainty in the model framework and the uncertainty in the model input parameters. Investigations on model framework uncertainty show that the more complex three-dimensional FE model has the best quality of the models investigated, whereas the Wolf SSI model produces the lowest model uncertainty of the simpler models. The fixed-base model produces the highest estimated uncertainty and accordingly the worst quality of all models investigated. These results confirm the hypothesis of increasing model uncertainty with decreasing complexity only when the assessment is based on the ratio of structural hysteretic energy to input energy as a response indicator.}, subject = {Boden-Bauwerk-Wechselwirkung}, language = {en} } @phdthesis{Most2005, author = {Most, Thomas}, title = {Stochastic crack growth simulation in reinforced concrete structures by means of coupled finite element and meshless methods}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.725}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20051219-7623}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {The complex failure process of concrete structures can not be described in detail by standard engineering design formulas. The numerical analysis of crack development in concrete is essential for several problems. In the last decades a large number of research groups have dealt with this topic and several models and algorithms were developed. However, most of these methods show some difficulties and are limited to special cases. The goal of this study was to develop an automatic algorithm for the efficient simulation of multiple cracking in plain and reinforced concrete structures of medium size. For this purpose meshless methods were used to describe the growth of crack surfaces. Two meshless interpolation schemes were improved for a simple application. The cracking process of concrete has been modeled using a stable criterion for crack growth in combination with an improved cohesive crack model which can represent the failure process under combined crack opening and crack sliding very well. This crack growth algorithm was extended in order to represent the fluctuations of the concrete properties by enlarging the single-parameter random field concept for multiple correlated material parameters.}, subject = {Gitterfreie Methode}, language = {en} } @phdthesis{Huth2002, author = {Huth, Olaf}, title = {Ein adaptiertes Polyreferenz-Verfahren und seine Anwendung in der Systemidentifikation}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040202-34}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {Die vorliegende Arbeit gliedert sich in das Gebiet der Systemidentifikation ein. Besonderes Augenmerk wird auf die Detektion, die Lokalisierung und die Quantifizierung von Systemver{\"a}nderungen gerichtet. F{\"u}r diese Ziele werden -basierend auf Schwingungsmessungen- modale Parameter sowie Ein- und Ausgangsgr{\"o}ßen im Frequenzbereich extrahiert. Die in dieser Arbeit entwickelte Adaption des Polyreferenz-Verfahrens beruht auf einer ver{\"a}nderten Bestimmung der Fundamentalmatrix mit Hilfe der verallgemeinerten Singul{\"a}rwertzerlegung. Eine Vorfilterung, die eine Reduktion der Frequenzanteile im Signal bewirkt, ist dabei Voraussetzung. Diese basiert auf dem Einsatz rekursiver Filtertechiken und der einfachen Singul{\"a}rwertzerlegung. Als Resultat k{\"o}nnen modale Parameter auch im Falle, wenn eng benachbarte und verrauschte Signalanteile vorliegen oder nur wenige Mess- und Anregungspunkte zur Verf{\"u}gung stehen, pr{\"a}zise bestimmt und damit auch sehr geringe Syemver{\"a}nderungen detektiert werden. Die mit dem adaptierten Polyreferenz-Verfahren extrahierten modalen Parameter werden in der Lokalisierung von Systemver{\"a}nderungen eingesetzt. Zur Bestimmung modaler Parameter auch an realen Bauwerken wird die Konstruktion eines Impulshammers vorgestellt. Besonderes Gewicht wird dabei auf die Gestaltung des Erregerkraftspektrums gelegt. Die Arbeit enth{\"a}lt eine m{\"o}gliche Vorgehensweise zum Abgleich von Finite-Elemente Modellen. In vielen praxisnahen F{\"a}llen sind weit weniger modale Parameter vorhanden, als freie, zum Abgleich bestimmte Parameter gesucht werden. Das Gleichungssystem ist schlechtgestellt und ben{\"o}tigt eine Regularisierung. Eine andere M{\"o}glichkeit zur Korrektur von Rechenmodellen bietet das Projektive Eingangsgr{\"o}ßenverfahren, das auf der Basis unvollst{\"a}ndig gemessener Ein- und Ausgangsgr{\"o}ßen arbeitet. In einer Versagenswahrscheinlichkeitsstudie wird die Robustheit des Verfahrens gegen{\"u}ber! Rauscheinfl{\"u}ssen untersucht}, subject = {Systemidentifikation}, language = {de} } @phdthesis{Ebert2002, author = {Ebert, Matthias}, title = {Experimentelle und numerische Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Stahlbetontragwerken unter Ber{\"u}cksichtigung stochastischer Eigenschaften}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.51}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040302-531}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {Der Zusammenhang zwischen Sch{\"a}digung und der Ver{\"a}nderung dynamischer und statischer Eigenschaften von Stahlbetonstrukturen wird untersucht. Auf der einen Seite stehen die statischen Lastversuche in Verbindung mit dynamischen Experimenten an Stahlbetonstrukturen (Platten und Balken). Auf der anderen Seite wird f{\"u}r die Balkenstrukturen ein nichtlineares Stochastisches Finite Elemente Modell entwickelt. Dies ber{\"u}cksichtigt zuf{\"a}llige Material- und Festigkeitseigenschaften durch r{\"a}umlich korrelierte Zufallsfelder. So werden stochastische Rissentwicklungen f{\"u}r den Stahlbeton simuliert. F{\"u}r die Berechnungen vieler Realisationen und damit verschiedenartige "Lebensgeschichten" einer Struktur wird als Monte Carlo Methode Latin Hypercube Sampling verwendet. Die Auswertung der Strukturantworten f{\"u}r die Lastgeschichte zeigt den Einfluss der zuf{\"a}lligen Eigenschaften auf die Sch{\"a}digungsentwicklung. Die Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung und zum zuk{\"u}nftigen Einsatz dynamischer Untersuchungsmethoden im Bauwesen.}, subject = {Stahlbetonkonstruktion}, language = {de} } @phdthesis{Bayer1999, author = {Bayer, Veit}, title = {Zur Zuverl{\"a}ssigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen unter dynamischen Einwirkungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.19}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040205-215}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1999}, abstract = {Die Arbeit befaßt sich mit varianzmindernden Verfahren zur Monte Carlo Simulation von stochastischen Prozessen, zum Zweck der Zuverl{\"a}ssigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen mit nichtlinearem Systemverhalten. Kap. 2 ist eine Literaturstudie zu varianzmindernden Monte Carlo Methoden. In Kap. 3 wird die Spektrale Darstellung eines station{\"a}ren, skalaren Gauß - Prozesses hergeleitet. Auf dieser Grundlage werden verschiedene Simulationsmodelle diskutiert. Das in Kap. 4 entwickelte varianzmindernde Simulationsverfahren basiert auf der Spektralen Darstellung. Nach einer ersten Pilotsimulation werden die Frequenzen f{\"u}r die Einf{\"u}hrung zuf{\"a}lliger Amplituden bestimmt und deren Parameter angepaßt. Der zweite Lauf erfolgt mit diesen Parametern nach dem Prinzip des Importance Sampling. Das Verfahren wird in Kap. 5 f{\"u}r eine Br{\"u}cke unter Erdbebenbelastung angewendet. Die Br{\"u}cke ist mit sog. Hysteretic Devices zur Energiedissipation ausger{\"u}stet. Es werden einerseits die Genauigkeit und Effizienz des Simulationsverfahrens, andererseits die Leistungsf{\"a}higkeit der Hysteretic Devices zur Erdbebenert{\"u}chtigung von Bauwerken demonstriert.}, subject = {Baukonstruktion}, language = {de} }