Parameteridentifikation von Brettsperrholz-Elementen mittels Bayesscher Optimierung

Die Finite Elemente Methode ist im Bereich niedriger Frequenzen ein leistungsstarkes Werkzeug zur schwingungstechnischen Analyse von Konstruktionen aus Brettsperrholz-Elementen. Die Berechnungsergebnisse hängen allerdings stark von den Werten der Materialparameter ab. Im vorliegenden Beitrag werden diese deshalb mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens festgelegt. Das untersuchte Bauteil ist ein im Holzmassivbau üblicher Decken-Wandanschluss. Dieser wurde messtechnisch untersucht und mit finiten Elementen hoher Ordnung simuliert. Die zu minimierende Zielfunktion wird durch den quadratischen Mittelwert (RMS-Wert) der prozentualen Abweichungen der berechneten Eigenfrequenzen beschrieben. Ihr Verlauf und ihre Ableitung sind jedoch nicht bekannt und ihre Werte können nur mit großem Aufwand an einzelnen Stellen ermittelt werden. Außerdem ist die Anzahl der Parameter wegen des orthotropen Materialverhaltens von Holz und der mit zusätzlichen Parametern zu berücksichtigenden Verbindungsstellen hoch. Da auch Aspekte des Aufbaus von Brettsperrholz-Elementen, wie z.B. die Verleimung, durch die Materialparameter abgebildet werden sollen, muss innerhalb großer Wertebereiche gesucht werden. Aufgrund dieser Umstände wird die Bayessche Optimierung verwendet. Dabei wird das globale Minimum durch schrittweise Auswertung der Zielfunktion bestimmt, wobei die jeweils folgende Stelle auf Grundlage der bereits bekannten Funktionswerte berechnet wird. Hierdurch konnte ein RMS-Wert von unter 5 erzielt werden.     «

Die Finite Elemente Methode ist im Bereich niedriger Frequenzen ein leistungsstarkes Werkzeug zur schwingungstechnischen Analyse von Konstruktionen aus Brettsperrholz-Elementen. Die Berechnungsergebnisse hängen allerdings stark von den Werten der Materialparameter ab. Im vorliegenden Beitrag werden diese deshalb mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens festgelegt. Das untersuchte Bauteil ist ein im Holzmassivbau üblicher Decken-Wandanschluss. Dieser wurde messtechnisch untersucht und mit finiten E...     »