Entwicklung eines Programms zur Auswertung gemessener Übertragungsfunktionen und Anwendung anhand zweier Netzwerkbogenbrücken

Abstract

Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung eines Programms, welches die automatisierte Erstellung und Auswertung gemessener Übertragungsfunktionen ermöglicht. Das Programm wurde speziell für Schwingungsmessungen an Brückenstrukturen bei erzwungener Anregung durch Richterreger konzipiert. Die Programmierung erfolgte mit Hilfe der Mathematiksoftware Matlab. Für die einzelnen Bearbeitungsschritte wurden jeweils separate grafische Benutzeroberflächen erstellt, welche eine intuitive Bedienbarkeit und übersichtliche Auswertung mit möglichst geringem Aufwand für den Benutzer gewährleisten. In der vorliegenden Arbeit werden die Grundlagen zur Bestimmung von modalen Parametern (Eigenfrequenzen, Eigenformen und Dämpfungswerte) anhand eines Einfreiheitsgradmodells erläutert. Insbesondere werden verschiedene Dämpfungsmodelle sowie die Dämpfung in realen Baukonstruktionen diskutiert. Im Anschluss erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Struktur und Funktionsweise des Programms FRF Processing Tool. Zusätzlich wird die experimentelle Bestimmung von dynamischen Parametern anhand zweier Eisenbahnbrücken unter Verwendung der Software FRF Processing Tool gezeigt.

The objective of this diploma thesis was to develop a tool for evaluation of measured frequency response functions. The program has been designed for vibration testing of bridge structures by means of harmonic excitations with vibration generators. The program called FRF Processing Tool was written basing on the mathematical software Matlab. It is build up by using several graphical user interfaces (GUI) for each processing step. The design enables rapid evaluation of measured response functions und allows the user to work intuitively. In this thesis the basic principles for the determination of modal parameters (natural frequencies, mode shapes and damping factors) are explained by means of a singel degree of freedom system. In particular, various damping models as well as damping in real building constructions are discussed. This is followed by a detailed description of the structure and operation of the FRF Processing Tool. In addition, the experimental analysis of dynamic parameters is shown for two railway bridges using the software FRF Processing Tool.