Structuurinteractie

Structuurinteractie, in engineering vaak aangeduid als structure interaction, denotes the mutual influence between a structure and its surrounding environment or between different structures, whereby forces, displacements and boundary conditions are exchanged in a coupled process. The behavior of the structure cannot be fully understood in isolation because the response of the surrounding medium (soil, fluid, adjacent structures) alters the loads, stiffness and damping experienced by the structure.

Common forms include bodem-structuurinteractie (soil-structure interaction), vloeistof-structuurinteractie (fluid-structure interaction) en structuur-structuurinteractie. In bodem-structuurinteractie deformatie van de bodem onder belasting en veranderingen in porepressure feedback naar de funderingsrespons. In vloeistof-structuurinteractie oefent het stromingsveld krachten uit op oppervlakken terwijl de bewegende structuur de stroming en drukverdeling beïnvloedt. Deze couplings kunnen lineair of nonlinear zijn en kunnen aanzienlijk zijn voor hoge gebouwen, bruggen, offshore platforms, vliegtuigen en biomechanica.

Modellering maakt gebruik van gekoppelde bewegingsvergelijkingen voor de onderlinge domeinen, vaak opgelost met eindige-elementen en co-simulatie. Technieken omvatten substructurering, impedantiegebaseerde of boundary-elementbenaderingen, en expliciete of impliciete tijdintegratie. Nauwkeurige representatie vereist aandacht voor contact, nonlineariteit, demping en materiaalgedrag, evenals randvoorwaarden die het milieu weerspiegelen.

Het besef van structuurinteractie verbetert de voorspellingen van natuurlijke frequenties, modusvormen, krachtsbelastingen en uiteindelijke capaciteit, en beïnvloedt ontwerpregels, veiligheidsbeoordelingen en retrofitbeslissingen. Het verklaart ook verschijnselen zoals bodem-structuurresonantie, afhankelijk respons op wind of golven, en versterkte of verzwakte trillingen door de omliggende media.