Biaxiale Ermüdungsbelastung
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title TP Experimentelle Untersuchung und Charakterisierung des biaxialen Ermüdungsverhaltens von Beton im institutsübergreifenden Forschungsprojekt PHYBIA: Physikbasiertes Bewertungsmodell für biaxiale Ermüdung zur verbesserten Lebensdauerprognose | SP Experimental investigation and characterization of the biaxial fatigue behaviour of concrete within the inter-institute research project PHYBIA: Physics-based biaxial fatigue assessment model for enhanced life prediction Förderer | Funding Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) / CARE Seed Funding Program Zeitraum | Period 06/2026 – 12/2026 Projektleiter | Project manager Dr.-Ing. Chongjie Kang Team | Team Aleksei Shmorgun, Kerstin Speck, Chongjie Kang Projektpartner | Project partner Institut für Mechanik und Flächentragwerke, TU Dresden |
Kurzfassung
Obwohl das Ermüdungsverhalten von Beton unter einaxialer Belastung bereits umfassend untersucht wurde, fehlt es den bestehenden Modellen bislang an einer mechanistischen Grundlage zur Beschreibung mehraxialer Ermüdungszustände, insbesondere bei gleichzeitiger Zug-Druck-Beanspruchung und wechselnden Belastungspfaden. Solche Spannungszustände sind in Bauteilen wie Brücken und Betonplatten von hoher praktischer Relevanz. Die Interaktion biaxialer Spannungen hat einen wesentlichen Einfluss auf die Ermüdungsschädigung, indem sie die Rissinitiierung, die Rissausbreitung und die fortschreitende Steifigkeitsdegradation entscheidend mitbestimmt. Bestehende Modelle zur Vorhersage der Ermüdungslebensdauer basieren jedoch überwiegend auf Annahmen einer einaxialen Beanspruchung oder stützen sich auf empirische Ansätze, wobei begrenzte messtechnische Möglichkeiten die Verfügbarkeit von Daten für eine zuverlässige Modellkalibrierung zusätzlich einschränken. Folglich ist das Ermüdungsverhalten von Beton unter gleichzeitiger Zug-Druck-Beanspruchung aufgrund fehlender geeigneter experimenteller Untersuchungsmethoden und fortschrittlicher Modellierungsansätze bislang nur unzureichend verstanden.
Vor diesem Hintergrund konzentriert das Projekts auf die Charakterisierung des biaxialen Ermüdungsverhaltens von Beton. Hierzu werden systematische Versuche an kleinformatigen Betonwürfeln unter einaxialer Druckbeanspruchung, einaxialer Zugbeanspruchung sowie kombinierter biaxialer Zug-Druck-Beanspruchung durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasst sowohl statische als auch zyklische Belastungsszenarien. Moderne Messtechniken, darunter verteilte faseroptische Sensoren, Laserdistanzsensoren und Dehnmessstreifen, ermöglichen eine detaillierte Erfassung des Materialverhaltens. Die gewonnenen Versuchsergebnisse dienen als Grundlage für die Kalibrierung und Validierung eines physikalisch basierten anisotropen Materialmodells zur numerischen Simulation des Ermüdungsverhaltens.