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On potentials and challenges of physics-informed SHM for civil engineering structures

  • Physics-informed structural health monitoring, which integrates realistic physical models of material behavior, structural response, damage mechanisms, and aging processes, offers a promising approach to improve monitoring capabilities and inform operation and maintenance planning. However, the associated technical challenges and model requirements are context-specific and vary widely across applications. To illustrate the relevance and potential of the topic, two application examples are presented. The first focuses on monitoring the modal characteristics of a prestressed road bridge, where strong sensitivity to temperature variations limits the diagnostic capabilities of conventional vibration-based global monitoring. The discussion highlights how environmental influences can obscure structural changes, and emphasizes that purely data-based approaches are inherently limited to detecting anomalies and do not enable comprehensive condition diagnostics. The second example explores aPhysics-informed structural health monitoring, which integrates realistic physical models of material behavior, structural response, damage mechanisms, and aging processes, offers a promising approach to improve monitoring capabilities and inform operation and maintenance planning. However, the associated technical challenges and model requirements are context-specific and vary widely across applications. To illustrate the relevance and potential of the topic, two application examples are presented. The first focuses on monitoring the modal characteristics of a prestressed road bridge, where strong sensitivity to temperature variations limits the diagnostic capabilities of conventional vibration-based global monitoring. The discussion highlights how environmental influences can obscure structural changes, and emphasizes that purely data-based approaches are inherently limited to detecting anomalies and do not enable comprehensive condition diagnostics. The second example explores a physics-informed monitoring approach for prestressed concrete bridges affected by hydrogen-induced stress corrosion cracking.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Matthias BaeßlerORCiD, Gino Ebell, Ralf Herrmann, Falk Hille, Ronald Schneider
Persönliche Herausgeber*innen:Werner Lienhart, Markus Krüger
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Proceedings of SHMII-13
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.2 Ingenieurbau
7 Bauwerkssicherheit / 7.6 Korrosion und Korrosionsschutz
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Verlag der Technischen Universität Graz
Verlagsort:Graz, Austria
Erste Seite:245
Letzte Seite:251
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Hydrogen Stress Corrosion Cracking; Physics informed; SHM
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
Infrastruktur / Verkehrsinfrastrukturen
Veranstaltung:SHMII-13
Veranstaltungsort:Graz, Austria
Beginndatum der Veranstaltung:01.09.2025
Enddatum der Veranstaltung:05.09.2025
DOI:10.3217/978-3-99161-057-1-039
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-643271
ISBN:978-3-99161-057-1
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Datum der Freischaltung:13.10.2025
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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