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3D-Rekonstruktion der Trümmer der Morandi-Brücke

Für eine geplante Revision der frühen Simulationen der Morandi-Brücke, ist dieses 3D-Modell mittels photogrammetrischer Methoden aus dem vorhandenem Bildmaterial entwickelt worden. Dies wird insbesondere zur Validierung der Simulationsergebnisse von Nutzen sein, kann aber auch für sich genommen schon Rückschlüsse auf den Verlauf zulassen.

Es handelt sich genau genommen um mehrere 3D-Rekonstruktionen, aufgenommen zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Aufräumarbeiten, welche zur besseren Veranschaulichung übereinander geblendet werden. Dadurch kann man einen besseren Eindruck der einzelnen Trümmerschichten bekommen, welche sonst nicht direkt ersichtlich ist.

Ein Überlegung ist auch jene, die Trümmerteile in 3D nachzuformen und per Keyframe-Animation an die entsprechenden Originalpositionen an der intakten Brücke zurückzuführen, um so einen besseren Überblick über die tatsächliche Einsturzdynamik, oder mindestens der Bewegungsrichtungen, zu erhalten.

Verbessert werden könnte dieser Ansatz durch den Einsatz einer Kombination von Rigid Body-Simulation und Keyframe-Animation um überdies Kollisionen zu ermöglichen, obwohl die Trümmerteile trotzdem auf ihre vorgegebenen Endpunkte geführt werden. Allerdings könnte sich das in der Praxis als sehr schwierig erweisen und macht daher intensivere Forschung nötig, könnte aber in Zukunft ein interessanter Ansatz für die Rekonstruktion solch katastrophaler Ereignisse sein.

Einsturzsimulation der Morandi-Brücke

Aus aktuellem Anlass habe ich die Morandi-Brücke simuliert, die vor genau zwei Wochen während eines Unwetters einstürzte. Das Modell ist auf Basis von unvollständigen Plänen entwickelt worden, fehlende Informationen wurden daher geschätzt.

Da der genaue Verlauf des Einsturzes noch ungeklärt ist, habe ich fünf unterschiedliche Versagensmöglichkeiten ausprobiert. Die ersten vier sind jeweils der Abriss eines der Tragseile, was die Brücke aus dem Gleichgewicht gebracht haben könnte. Der letzte Test zeigt eine Überlastung der Brücke, wie es z.B. durch sich ansammelndes Regenwasser auf und/oder innerhalb der Brücke hätte auftreten können.

Anhand der Trümmerbilder sind ggf. Rückschlüsse über den tatsächlichen Verlauf möglich.

Satellitenbild zum Vergleich:

Genoa Bridge Satellite Image

Fahrendes und gleichzeitig zerstörbares Auto

Zum ersten Mal habe ich den Bullet Constraints Builder (BCB) nicht zur Simulation von Gebäudeeinstürzen benutzt, sondern um ein Fahrzeug damit zu simulieren. Das Auto basiert auf dem originalem FEM 3D-Modell des Herstellers für LS-DYNA, somit ist eine authentische Grundstruktur zur Simulation gegeben.

Neu beim BCB ist außerdem, dass nun bereits vorhandene Constraints eines Rigs übernommen werden können und dadurch die Konstruktion von mechanisch beweglichen Teilen wie drehbaren Rädern deutlich vereinfacht wird.

Insbesondere beim Arbeiten mit dem Fracture Modifier (FM), der alle Elemente naturgemäß in ein einzelnes, großes Simulationsobjekt zusammenfasst, gehen vorher vorhandene Constraints normalerweise verloren. Der BCB hingegen erkennt diese Abhängigkeiten und kopiert sie zusätzlich mit in das FM-Objekt.

Der Vortrieb des Fahrzeugs erfolgt durch zwei Motor-Constraints, welche auf drehbaren Achsen die Hinterräder antreiben. (Eigentlich hat dieses Auto Vorderradantrieb, aber wir wollen mal nicht so genau sein. ;)) Alles Weitere passiert dann als Resultat der natürlichen physikalischen Gesetze.

Kann ein Hochhaus umkippen?

Ob ein sehr hohes Stahlskelett-Gebäude einfach so umkippen kann? Ich habe es einfach mal ausprobiert und eine kleine Versuchsreihe mit unterschiedlichen Gebäudehöhen zusammengestellt.

Das Fazit ist, es wird immer schwerer eine Kippbewegung einzuleiten, je höher das Gebäude wird. Da die eigene Trägheit bei zunehmender Masse dem Kippprozess entgegenwirkt, bleibt dem Gebäude letztlich nur der eine Weg, in sich zu kollabieren.

Brückeneinsturz in Miami Simulation

Eine frühe Simulation der Fußgängerbrücke, die vor wenigen Tagen in Miami eingestürzt ist, habe ich im Rahmen eines Schnellsimulation-Selbstversuchs innerhalb von 24 Stunden erstellt. Dabei wurde die Geometrie mittels Photogrammetrie von Fotos rekonstruiert und die Spezifikationen von Detailaufnahmen der Trümmer abgeleitet sowie im Übrigen geschätzt.

https://inachuslaurea.wordpress.com/2018/03/23/bridge-collapse-in-miami-simulation-with-the-bcb