Statische Strukturuntersuchungen an historischen Tasteninstrumenten
Historische Musikinstrumente unterscheiden sich von anderen historischen Kulturobjekten darin, dass das Ziel ihrer Restaurierung neben der Erhaltung der Originalsubstanz auch die Erhaltung der ursprünglichen Nutzung umfasst. Zahlreiche historische Tasteninstrumente, die in einen spielbaren Zustand gebracht und beispielsweise für Konzertaufführungen genutzt wurden weisen jedoch erhebliche Deformationen und Schäden auf.
Ursache ist die mechanische Beanspruchung durch die gespannten Saiten, verstärkt und beeinflusst durch Schwankungen des Raumklimas und Langzeit-Effekte.
Ziel des Projekts ist die Untersuchung des Strukturverhaltens historischer Tasteninstrumente mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode, um wissenschaftliche Grundlagen für die Restaurierung dieser Objekte zu schaffen.
An zwei Referenzobjekten (Hammerflügel) sollen die statischen Charakteristiken der verschiedenen Grundsysteme analysiert, sowie die Einflüsse von bestehenden Schäden, Klimaschwankung (Temperatur, Feuchtigkeit) und Langzeitbeanspruchungen auf das Tragverhalten herausgearbeitet werden.
Diese Untersuchungen sind als Grundlagenforschung anzusehen, da im Bereich der Statik von Hammerflügeln bisher keine wissenschaftlichen Untersuchungen vorliegen. Die aus der Untersuchung der Referenzobjekte gewonnen Erkenntnisse werden anschließend bei der Restaurierung eines Tangentenflügels angewendet.
Entscheidend für eine realitätsnahe Abbildung des Tragverhaltens ist die Entwicklung zutreffender Materialmodelle für Holz, die neben der Abbildung des mechanischen Verhaltens (Elastizität, duktiles und sprödes Versagen) auch die Einflüsse des Holzklimas, vor allem der Holzfeuchte (Quellen und Schwinden), und zeitabhängiger Effekte (viskoelastisches und mechano-sorptives Kriechen) auf Beanspruchungszustände und Verformungen berücksichtigen.