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Projektbeschreibung
Hauptziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsnetzwerks mit einer klaren Aufgabenstruktur, durch den komplementären Einsatz neuester experimenteller und virtuell-numerischer Methoden und auf Grundlage eines offenen Datenaustausches, komplexe Phänomene der Materialdegradation in Hochleistungsbetonen unter Ermüdungsbeanspruchung zu erforschen. Für einen möglichst großen Erkenntnisgewinn soll unter Anwendung eines Multiskalenansatzes eine Fokussierung auf ausgewählte Betone und Einflussgrößen erfolgen. Ergebnis der Forschung soll die Entwicklung einer experimentell-virtuellen Methode zur Beurteilung von zyklischen Schädigungsprozessen unter Zug- und Biegezugbeanspruchung in Hochleistungsbetonen bei gleichzeitiger Berücksichtigung hygrischer und thermischer Randbedingungen sein. Zunächst werden zwei Hochleistungsbetone definiert, die im direkten Vergleich eine Segmentierung einzelner materialspezifischer Schadenseinflüsse auf das sich veränderte Gefüge und zyklische Verhalten gestatten. Weiter werden zyklische Zug- bzw. Biegezugbeanspruchung an definiert gelagerten Probekörper unterschiedlicher Größe (Maßstabseffekt) durchgeführt und währenddessen das Materialverhalten kontinuierliche fotogrammetrisch erfasst. Auf Basis dessen werden Wöhlerlinien unter Berücksichtigung der Variationen von festigkeitsbezogenen Ober- und Unterspannungen erstellt. Darüber hinaus werden vergleichende Untersuchungen an den unbeanspruchten und zyklisch beanspruchten Probekörpern hinsichtlich ihrer Gefügeänderungen mittels einer Kombination aus unterschiedlichen bildgebenden Verfahren (u.a. microXCT) sowie indirekten Analysemethoden durchgeführt. Besonderes Augenmerk soll hierbei auf Einflüsse der hygrischen und thermischen Randbedingungen auf die Gefügeänderungen aus der zyklischen Beanspruchung gelegt werden. Zur Weiterverarbeitung der erlangten experimentellen Daten wird eine offene strukturierte Onlinedatenbank entwickelt. Diese wird Teil eines virtuellen Labors mit definierter Ontologie zur Beschreibung zyklische Schädigungsprozesse in Hochleistungsbetonen. Im Rahmen einer multiskaligen Modellbildung wird die simulative Abbildung der experimentellen Ergebnisse als ein erster validierter Baustein in einer objektorientierten virtuellen Laborumgebung implementiert.
