Das Forschungsprogramm verwirklicht die mit den Teilzielen definierten Arbeitsgebiete. Dies sind die experimentelle Untersuchung der in der Regel gekoppelten Alterungsprozesse, welche zur Baustoffdegradation führen, sowie die Entwicklung geeigneter Modelle für den Stofftransport, die Reaktionskinetik und die Baustoffdegradation auf mehreren Skalen und für die entsprechenden Skalenübergänge in Raum und Zeit. Die konzeptionelle Entwicklung eines Ansatzes für die Beschreibung des Einflusses der Alterung auf die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit sowie die Resttragfähigkeiten von Tragwerken erfolgt baustoffübergreifend. Die unterschiedlichen Prozesse sind während der Lebensdauer in der Regel mit vielen Unsicherheiten behaftet oder nur schwer vorhersehbar, was besondere Methoden erfordert. Hier sollen stochastische Ansätze eingesetzt werden, um „Unsicherheiten“ der zeitlichen Entwicklung der Rahmenbedingungen und der Prozesse zuverlässig abbilden zu können.
Die Dissertationsthemen sind daher den Themenbereichen
Modellbildung, Bewertung, Resttragfähigkeit, Data-driven Modeling
zugeordnet. Mit den im Experiment im Detail untersuchten Alterungsprozessen erfolgt die Charakterisierung und Modellierung im Rahmen der Kontinuumsschädigungsmechanik, der Theorie poröser Medien sowie der Partikel-Methoden für feste Körper und der Theorie der Gas-Kinetik. Für die Beschreibung des Zustandes und die Prognose der zukünftigen Entwicklung erfolgt die Modellauswahl und Modellentwicklung fallabhängig für die unterschiedlichen Prozesse, sodass die Validierung der Modelle und die Kalibrierung der Modellparameter möglich sind. Neben den homogenisierenden Makromodellen sollen auch deterministische und stochastische Modelle für
das Materialverhalten auf der Mikroskala der Werkstoffe sowie Transportmodelle auf der Porenskala für die Werkstoffe Holz und Beton weiterentwickelt werden. Die Modelle auf der Mikroskala sollen in einem zweiten Schritt zur Identifikation und genaueren Beschreibung von Materialeigenschaften auf der makroskopischen Ebene eingesetzt werden.
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