Technische Ausstattung

Die technische Ausstattung des Labors umfasst: - Flugsystem, - Computertomograph, - High-Performance-Cluster, - Grafik-Workstation, - Split-Hopkinson-Bar, - Fallturm, - Hochgeschwindigkeitskamera, - Thermographiekamera, - VM-Umgebung, - Thin-Client-Anwendung und - Erdbebenrütteltisch.

Technische Ausstattung des Labors


 

Flugsystem Falcon 8 von AscTec

Die Aufnahme von Objekten zur Zustandserfassung und für die Erstellung von 3D-Modellen zur weiteren Bearbeitung kann mittels Flugsystemen als Sensorträger erfolgen. Im Labor für Ingenieurinformatik – EngInLab kommt dafür das System Falcon 8 von „Ascending Technologies“ der „Intel Deutschland GmbH“ zum Einsatz.

Es handelt sich dabei um ein High-End-Flugsystem mit acht 8‘‘-Propellern, einer Nutzlast von bis zu 800g und zuverlässiger Betriebsfähigkeit bis zu einer Windgeschwindigkeit von 15 m/s. Die Steuerung erfolgt über die redundante Steuereinheit mit Coming-Home-Funktion.

Als Sensoren stehen sowohl eine Full-HD-Digitalkamera als auch ein Full-HD-Camcorder zur Verfügung. Die Digitalkamera „Sony Alpha 7R“ kann dabei um +/- 90° (oben/unten) schwenken und verfügt über 36,4 Megapixel. Die V-förmige Anordnung der Rotoren  ermöglicht diesen Schwenkbereich und damit einen störungsfreien Blick nach oben. Der Camcorder „Sony PJ810E“ hat eine Auflösung von 1920 x 1080 Pixel.

Die Vorbereitung der Befliegung von Objekten erfolgt mit der zugehörigen Navigationssoftware. Für die Nachbearbeitung der Aufnahmen zur Erstellung von 3D-Modellen wird die Software „Agisoft Photoscan Professional“ verwendet. Je nach Bedarf greift die Software auf den High-Performance-Cluster des Labores zu.

Das Flugsystem kam bereits im Rahmen verschiedener Kampagnen mehrfach zum Einsatz und konnte dabei seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen. Dazu gehören unter anderem folgende Aufnahmen:

  • mehrere Geländeaufnahmen als Grundlage für die digitale Baustelle im Rahmen der Erlebniswelt Bauen und Arbeiten 4.0 des Mittelstandsforums 2016 in Berlin,
  • die Versuchsbrücke auf dem Campus der UniBwM,
  • zwei Straßenbrücken bei Ebersbach und Günding,
  • mehrere Gebäude auf dem Campus der UniBwM und
  • weitere verschiedene Testobjekte.

Ergänzende Informationen über das Flugsystem können Sie der Website des Herstellers entnehmen.


 

Computertomographie (CT)

Die Computertomographie ist ein bildgebendes Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung von Objekten. Es können äußere Konturen und innere Strukturen der Proben berührungslos und zerstörungsfrei analysiert werden. Dabei werden zunächst Röntgenabsorptionsbilder aus verschiedenen Richtungen, durch schrittweise Drehung der Probe, erzeugt. Mittels Feldkamprekonstruktion wird aus den gemessenen Daten an einem Computer eine dreidimensionale Darstellung der Probe berechnet. Die rekonstruierten Daten ermöglichen die visuelle Untersuchung der Kontur der Probe sowie Schnittbilder in allen Raumrichtungen. Die Anzahl der Schnittbilder ist abhängig von der Auflösung der Messung.

Es können beispielsweise innere Inhomogenitäten einer Probe bezüglich Lage, Art, Größe, Zahl und Verteilung mit hoher Detailerkennbarkeit dreidimensional erfasst werden. Außerdem sind Informationen über Materialien unterschiedlicher Dichte innerhalb des Objekts erkennbar. In einem weiteren Schritt können mit entsprechender Auswertesoftware zum Beispiel Porenvolumen und weitere Parameter berechnet werden.

Gerätebeschreibung:

Bei dem CT handelt es sich um eine SkyScan micro-CT 1173 von der Firma Bruker. Die maximale Beschleunigungsspannung beträgt 130 kV, der maximale Strahlstrom 61 μA. Das Gerät ist mit einem verzerrungsfreien Flächendetektor mit 2240 x 2240 Pixel und 12 bit ausgestattet. Damit kann für kleine Proben eine räumliche 3D-Auflösung von bis zu 5 μm erreicht werden. Der maximale Probendurchmesser beträgt 140 mm, die maximale Länge 200 mm und das maximale Probengewicht beträgt 1,8 kg.

Weitere Informationen entnehmen Sie bitte der Webseite des Herstellers.

 



Xeon Hochleistungs-Linux-Cluster

Hochleistungsrechnerarchitektur mit 21 Intel Dual Xeon Haswell EP Knoten mit insgesamt 336 Kernen und 1,3 TB Arbeitsspeicher u.a. zur Berechnung der Simulationen hochdynamischer Vorgänge der Kurzzeitdynamik.

 



Split-Hopkinson-Bar
(im Bau)

Ein Split-Hopkinson-Bar (SHB) ist ein Messgerät der Hochdynamik zur Emittlung dynamischer Materialparameter im Bereich hoher Verzerrungsraten von etwa 102 s-1 bis etwa 105 s-1. Diese Parameter sind für die Materialbeschreibung erforderlich, da die Festigkeiten verzerrungsratenabhängig sein können. Beispielsweise ist die dynamische Zugfestigkeit bei Beton bis zu zehnfach höher als die statische. Auch andere Materialien zeigen solche Abhängigkeiten und sind somit in diesem Bereich zu charakerisieren.

Vorgespannter SHB im Keller von Gebäude 35/100

Prinzip-Skizze der gezeigten Konfiguration SHB mit Vorspannung

 



Fallturm

Der Fallturm ist eine Versuchseinrichtung der Dynamik zur stoßartigen Beanspruchung von Probekörpern im Bereich mittlerer Verzerrungsraten von etwa 10-1 s-1 bis etwa 102 s-1. Dabei fällt eine durch die Erdanziehungskraft beschleunigte Masse aus einer festgelegten Fallhöhe auf den Probekörper und wirkt stoßartig auf diesen ein. Somit können ebenfalls Verzerrungsrateneffekte gezeigt und das Schädigungsverhalten ausgewertet werden.

Prinzip des Fallturm mit geführtem Fallgewicht und optionalem Kraftaufnehmer unter dem Probekörper

 


 

Grafik-Workstation

Für die Bearbeitung von Projekten mit sehr hohen Anforderungen an die Grafikperformance, steht eine Fujitsu Workstation Celsius R940 zur Verfügung. Diese verfügt über 2 Intel XEON Prozessoren mit jeweils 14 Kernen, 128 GB DDR4 Arbeitsspeicher, eine NVidia Quadro M5000 Grafikkarte mit 8 GB GDDR5 Speicher und zwei Festplatten (512 GB SSD, 2 TB HDD).

 


 

Hochgeschwindigkeitskamera

Die Hochgeschwindigkeitskamera Motion Xtra HG-100K System ermöglicht die Erfassung schnell ablaufender Vorgänge. Insbesondere für dynamische und hochdynamische Versuche, Impaktversuche mit dem Fallturm, Schockwellentests mit dem Split-Hopkinson-Bar oder Sprengversuchen kann so eine optische Erfassung erfolgen und beispielsweise das Bruchverhalten bei porösen Materialien beobachtet und bewertet werden.

Gerätebeschreibung:

Redlake MotionXtra HG-100K System, Sensor 1504x1128 Pixel CMOS, Auflösung 1504 x 1128 8 Bit (mono), 24 Bit (color) Pixel Tiefe, Bildrate bis 1000 fps Vollbild, bis zu 100.000 fps Teilbild.

Beispielvideos der Einwirkung von Metall auf Glas (Video 1, Video 2).

 



Hochgeschwindigkeitsthermographiekamera

Mittels Infrarotthermographie kann die von der Oberfläche von Objekten abgegebene Wärmestrahlung erfasst werden. Somit können beispielsweise thermische Effekte während des Schädigungsvorganges eines Materials aufgezeichnet und bei der Modellbildung berücksichtigt werden. In einem Beispielvideo sehen Sie die Erwärmung an den Risskanten bei Öffnung eines Risses in einem Mauerwerksmaterial unter Zugbeanspruchung (Video).

Gerätebeschreibung

Infratec CEDIP Jade III MWIR, Wellenlängenbereich 3 - 5 µm, Detektormaterial InSB (Indium Antimon), Detektorauflösung 240 x 320 Pixel, Pixelgröße 30 x 30 µm2, Bildrate 170 bps (Vollbild) - 9000 bps (Teilbild), maximale Objektgröße 1/5 x Gegenstandsweite, minimale Objektgröße 6 x 8 mm2, minimal detektierbare Temperaturdifferenz NETD 20 mK, Temperaturbereich -20 bis +1000°C

 



Erdbebenrütteltisch

Der sogenannte Erdbebenrütteltisch ist ein Demonstrator zur Darstellung von Erdbebenereignissen im skalierten Maßstab. Dieser wurde mit Unterstützung der Kollegen den Institutes "Datentechnik und Schaltungstechnik" der Fakultät für Elektrotechnik und technische Informatik entwickelt. Er ermöglicht die eindimensionale Anregung von Modellbauwerken und -strukturen mit Beschleunigungs-Zeit-Verläufen realer oder fiktiver Erdbebenereignisse. Er wird auch in der Lehre eingesetzt, um den Studierenden des Bauingenieurwesens das Schwingungsverhalten von Bauwerken zu demonstrieren. Möglichkeiten der Schwingungsisolierung mittels Feder- und Dämpferelementen können somit sehr anschaulich dargestellt werden.
 

 


 

Virtuelle Systemumgebung

Hardwarearchitektur für die Etablierung von Virtuellen Maschinen mit verschiedenen Betriebsystemen und Konfigurationen. Dies ermöglicht die Errichtung von bedarfsgerechten virtuellen Rechnern, so dass sowohl für die Lehre institutseigene Ressourcen genutzt werden können als auch separate Rechenkapazität für unterschiedliche Projekte. Diese Umgebung ist insbesondere bei eigenen Programmentwicklungen hilfreich und notwendig.

 



Thin-Clients

Zur Sicherstellung von realen Arbeitsplätzen sowohl für die Studentischen wissenschaftlichen Hilfskräfte des Insitutes als auch für die Mitarbeit von Gastwissenschaftlern, können mit Hilfe von Clients weitere Anbindungen an die Rechnerumgebung des Institutes erfolgen.

 


 

 

Sollten Sie ergänzende Hinweise oder Fragen haben, wenden Sie sich jederzeit an uns.