Bei der Bemessung von Windenergieanlagen wird der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit kritischer Kerbdetails, insbesondere von Schweißnähten, maßgebend. Da die in den anzuwendenden Regelwerken aufgeführten Kerbklassen der Schweißnahtdetails unabhängig von der Streckgrenze des Werkstoffs gelten, ist hier der Einsatz höherfester Stähle unwirtschaftlich. Schweißnahtnachbehandlungsverfahren können die Ermüdungsfestigkeit und damit die Lebensdauer dieser Kerbdetails jedoch deutlich erhöhen. Im Rahmen von zwei vorgestellten Forschungsprojekten wird die Auswirkung von Hochfrequenzhämmerverfahren (HiFIT und UIT) auf die Ermüdungsfestigkeit von Schweißnähten verschiedener Stahlgüten untersucht. Diese Verfahren reduzieren nicht nur die Kerbwirkung des Nahtübergangs, sondern erhöhen zudem durch eine Aufhärtung der Randschicht und die Induzierung von Druckeigenspannungen den Widerstand gegen Rissbildung. Neue Untersuchungen mit Hochfrequenzhämmerverfahren belegen, dass beim Werkstoff S 690 eine Verdopplung der Ermüdungsfestigkeit möglich ist. Am Beispiel einer Schweißverbindung einer Offshore-Windenergieanlage wird gezeigt, dass bei Anwendung der untersuchten Verfahren bei Einsatz eines S 690 Q die erforderliche Blechdicke auf 45 % reduziert werden kann. Das Beispiel verdeutlicht, welches Potenzial die Anwendung der Hochfrequenzhämmerverfahren bei stark wechselnd beanspruchten Konstruktionen wie Windenergieanlagen bietet. In weiteren experimentellen Untersuchungen werden derzeit Einflussfaktoren wie die Blechdicke, Überlasten, Spannungsverhältnisse sowie der Einfluss verschiedener Schweißverfahren auf die Wirksamkeit der Nachbehandlungsmethoden untersucht.
Reduktion der Wanddicken bei Tragtürmen von Windenergieanlagen durch den Einsatz höherfester Stähle
Reduction of plate thickness of wind energy converters made by high strength steels
Stahlbau ; 76 , 9 ; 643-649
2007
7 Seiten, 8 Bilder, 3 Tabellen, 15 Quellen
Article (Journal)
German
Windenergieanlage , Off-Shore-Anlage , Bemessung , Tragwerk , Verminderung , Wanddicke , Ermüdungsfestigkeit , Festigkeitserhöhung , mechanische Festigkeit , Lebensdauer , Hämmern , Dauerhaftigkeit , Schweißnaht , Nachbehandlung , Schweißnahtnachbearbeitung , hochfester Stahl , wechselnde Belastung , Kerbwirkung , statische Festigkeit , Blechdicke
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