Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...

GeoSN UniBwKapitel 2 Geo-Sensornetzwerk2.3. Ziele der Erfassung von ObjektveränderungenDie Überwachung der Veränderungen von Objekten ist ein weit gefasster Themenkomplexin den Ingenieurwissenschaften. So vielfältig wie die zu untersuchenden Objekte undihre äußeren Bedingungen sind, so vielfältig sind auch die technischen Ansätze, die Objektezu untersuchen, die Ergebnisse zu analysieren und notwendige Maßnahmen abzuleiten.Im Wesentlichen bedeutet es, dass Bewegungen und/oder Verformungen eines beliebigenObjektes sporadisch oder kontinuierlich gemessen, ausgewertet und analysiert werdensollen.Ziel bei einer geodätischen Überwachungsmessung ist die Feststellung von geometrischenVeränderungen in Form von Verformungen und/oder Starrkörperbewegungen eines Objektes.Definitionen zu Verformungen und Starrkörperbewegungen sind in [16] zusammengestellt.Das Interesse für die Überwachung von Objekten hat zwei wesentliche Ursachen. Zumeinen muss häufig die Prüfung der Gebrauchsfähigkeit eines Objektes nach oder währendeiner Belastung untersucht werden, um Aussagen über Belastbarkeiten treffen zu können.Diese Art der Untersuchung wird vor allem für künstliche Objekte angewendet, etwa umRegeln für die Herstellung und den anschließenden Gebrauch abzuleiten.Zum anderen muss die Vermeidung von Gefahrenpotential durch ein mögliches Materialversagenwährend der Alterung des Objekts sichergestellt werden. Es ist zwingend erforderlich,kritische Objektzustände festzustellen, bevor es zu einer Zerstörung und damitmöglicherweise zur Gefährdung von Menschen und Verlust von Werten kommt.Bei der Untersuchung von Verformungen wird dazu zwischen zwei Arten unterschieden,der reversiblen und der irreversiblen. Als physikalischer Grundsatz der Kontinuumsmechanikgilt, dass wenn sich der innere Aufbau eines Objekts im Laufe einer Verformungnicht ändert, er immer wieder die gleiche Ursprungsform annimmt, falls die äußeren Bedingungenwieder ihren ursprünglichen Zustand erreichen. Eine Verformung ist somitprinzipiell zunächst immer reversibel oder elastisch [Web 5]. Erst beim Überschreitenbestimmter Grenzwerte der Belastung oder bei Änderung der chemischen Zusammensetzungdes Objekts ist die Verformung irreversibel oder plastisch.Bei einer Überwachungsmessung von Verformungen muss insbesondere das Auftretenplastischer Verformungen festgestellt werden, da diese signifikant die Gebrauchsfähigkeitbeeinträchtigen können. Um einen plastischen Anteil zu identifizieren, muss zunächst dergrundsätzlich vorhandene elastische Verformungsanteil betrachtet werden. Aufgrund desZurückgehens des Objekts in den Ursprungszustand nach einer Verformung kann dieserAnteil auch als Schwingung bezeichnet werden.Eine Schwingung ist physikalisch so definiert, dass sie entsteht, wenn ein Körper aus einerstabilen Gleichgewichtslage durch eine äußere Kraft ausgelenkt wird [17] und anschließendeine sich periodisch wiederholende Bewegung ausführt. Bei dieser Schwingung sinddie Amplitude und die Frequenz von Bedeutung. Die Amplitude ist relevant, da über siedas Erreichen der Grenzwerte hin zur plastischen Verformung prognostiziert werden kann.Über die Frequenz kann insbesondere auf das Reaktionsverhalten des Objekts auf äußereAnregungen geschlossen werden. So können physikalische Zusammenhänge zwischenEinflussgrößen aus der Meteorologie wie Temperatur und Windeinfluss sowie Nutzungsbelastungenund den daraus resultierenden Verformungen eines Objektes erkannt werden.- Seite 17 -