TY - CONF A1 - Kinne, Marko A1 - Schneider, Ronald A1 - Thöns, Sebastian T1 - Reconstructing Stress Resultants in Wind Turbine Towers Based on Strain Measurements N2 - Support structures of offshore wind turbines are subject to cyclic stresses generated by different time-variant random loadings such as wind, waves, and currents in combinationwith the excitation by the rotor. In the design phase, the cyclic demand on wind turbine support structure is calculated and forecasted with semi or fully probabilistic engineering models. In some cases, additional cyclic stresses may be induced by construction deviations, unbalanced rotor masses and structural dynamic phenomena such as, for example, the Sommerfeld effect. Both, the significant uncertainties in the design and a validation of absence of unforeseen adverse dynamic phenomena necessitate the employment of measurement Systems on the support structures. The quality of the measurements of the cyclic demand on the support structures depends on (a) the precision of the measurement System consisting of sensors, amplifier and data normalization and (b) algorithms for analyzing and converting data to structural health information. This paper presents the probabilistic modelling and analysis of uncertainties in strain measurements performed for the purposes of reconstructing stress resultants in wind turbine towers. It is shown how the uncertainties in the strain measurements affect the uncertainty in the individual components of the reconstructed forces and moments. The analysis identifies the components of the vector of stress resultants that can be reconstructed with sufficient precision. T2 - International Conference on Uncertainty in Mechanical Engineering - ICUME CY - Online meeting DA - 07.06.2021 KW - Reconstruction of stress resultants KW - Strain measurements KW - Bayesian updating of measurement uncertainties PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-527987 SP - 224 EP - 235 PB - Springer AN - OPUS4-52798 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kinne, Marko A1 - Farhan, Muhammad A1 - Schneider, Ronald A1 - Thöns, Sebastian T1 - Influence of the structural integrity management on the levelized cost of energy of offshore wind: a parametric sensitivity analysis N2 - The levelized cost of energy (LCoE) is an important measure to quantify the macro-economic efficiency of an offshore wind farm and to enable a quantitative comparison with other types of energy production. The costs of the structural integrity management - which is required to ensure an adequate lifetime reliability of the turbine support structures - are part of the operational expenditures of an offshore wind farm. An optimization of the structural integrity management may reduce the operational expenditures and consequently the LCoE. However, the effect of the structural integrity management on the LCoE is hardly known. To investigate this effect, this paper presents a sensitivity analysis of the LCoE of a generic offshore wind farm. The probabilistic models of the parameters influencing the LCoE are based on a literature study including an explicit model for the structural integrity management. The analysis reveals that LCoE may potentially be reduced if an optimization of the structural integrity management enables a service life extension. T2 - International Probabilistic Workshop 2022 CY - Stellenbosch, South Africa DA - 08.09.2022 KW - Structural integrity management KW - Levelized cost of energy KW - Sensitivity analysis PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-572724 VL - 36 SP - 90 EP - 98 PB - Acta Polytechnica CTU Proceedings AN - OPUS4-57272 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schwedler, Michael A1 - Dörfeldt, Stefan A1 - Lüddecke, Falk A1 - Seidel, Marc A1 - Thiele, Marc ED - Kurrer, Karl-Eugen T1 - Einflussfaktoren auf die Vorspannkraft von Schrauben mit Durchmessern bis M72 in Ringflanschverbindungen T1 - Factors influencing the pretension force in bolts with diameter up to M72 in ring flange connections N2 - Bei Monopfahlgründungen von Offshore-Windenergieanlagen wird die Verbindung zwischen Monopfahl und Übergangsstück als geschraubter Ringflansch ausgeführt. Die zunehmende Leistungsfähigkeit der Windenergieanlagen führt zu immer größeren Schnittgrößen in diesem Anschluss. In der Folge erhöhen sich nicht nur die Querschnittsabmessungen, sondern es kommen auch zunehmend größere Schrauben zum Einsatz. Da die einschlägigen Regelwerke zur Bemessung dieser Verbindungen nicht für Schrauben der Größen M64 oder M72 konzipiert wurden, stellt sich die Frage der Übertragbarkeit auf solche Anwendungsfälle. Im Rahmen des Aufsatzes werden Einflüsse diskutiert, die eine Herabsetzung der Schraubentragfähigkeit verursachen könnten. Diese Einflüsse, vornehmlich geometrische Imperfektionen, werden systematisch untersucht und ergänzend in praxisrelevanten Beispielen bewertet. Die somit gewonnenen Erkenntnisse werden für die abschließende Beurteilung der großen Schrauben in Ringflanschverbindungen herangezogen. KW - Ermüdung KW - Vorspannung KW - Imperfektion KW - Offshore KW - Windenergieanlage KW - Schrauben PY - 2018 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.201810571 SN - 0038-9145 SN - 1437-1049 VL - 87 IS - 2 SP - 149 EP - 161 PB - Wilhelm Ernst und Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-44285 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brüske, H. A1 - Thöns, Sebastian T1 - Value of pre‐construction proof loading information for structural design N2 - We introduce a new concept that enables a decision analyst to explore and quantify the benefits of decision alternatives that exceed the scope of a pre‐posterior decision or value of information analysis. This new concept, namely, the expected value of sample information and action analysis, facilitates to examine decision alternatives that become only possible with additional knowledge. The concept is introduced by taking basis in proof load testing as a source of (pre‐)posterior knowledge. Pre‐posterior decision analysis is necessary in order to optimize the structural design through proof loading information. The application of the common value of information Analysis and the new value of information and action analysis are demonstrated in a case study. KW - Value of information and action KW - Pre‐construction proof loading KW - Pre‐posterior decision analysis KW - Structural design optimization PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1002/we.2398 SN - 1095-4244 SP - 1 EP - 17 PB - John Wiley & Sons AN - OPUS4-48804 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Frei, Vivian A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Thiele, Marc A1 - Rogge, Andreas T1 - Ermüdungsverhalten von Beton für unterschiedliche Probekörpergeometrien N2 - Die zunehmende Anwendung hochfesten Betons in ermüdungsbelasteten Bauwerken, herausfordernde Belastungsszenarien im Bereich von On- und Offshore Windenergieanlagen bezüglich sehr hoher Lastwechselzahlen sowie das gleichzeitige Streben nach energie- und ressourcenschonendem Bauen stellen die Bemessung von Beton gegen Ermüdung vor neue Aufgaben. Eine Vielzahl von Studien beschreibt bereits die Auswirkung von Einflussfaktoren wie Mischungszusammensetzung, Feuchte, Probekörpergröße oder Belastungsart auf die Ermüdungsfestigkeit und den Ermüdungsprozess. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien und Mischungen der in den verschiedenen Studien verwendeten Proben sind die Auswirkungen der Einflussfaktoren jedoch kaum miteinander vergleichbar. In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekt WinConFat wurden deshalb verschiedene Einflussfaktoren gezielt an Proben mit einheitlichen Mischungen untersucht. Das durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bearbeitete Teilprojekt fokussierte sich auf den „Einfluss der Probengeometrie und -größe auf die Ermüdung von Beton“. Neben der Erhebung von Daten zur Ermüdungsfestigkeit wurde der Ermüdungsprozess mit zerstörungsfreien Prüf- und Messmethoden untersucht. Diese Prüfmethoden wurden auch hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit zur Erfassung der ermüdungsbedingten Schädigungsentwicklung an Betonbauwerken im Rahmen von Monitoringkonzepten bewertet. Untersucht wurden die Ermüdungsfestigkeiten und der Ermüdungsprozess an Zylindern mit drei unterschiedlichen Betonmischungen sowie unterschiedlicher Größe und Schlankheit. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden im Folgenden vorgestellt und diskutiert. KW - Ermüdung KW - Hochfester Beton KW - Probengröße KW - Probengeometrie PY - 2024 VL - 644 SP - 1 EP - 135 PB - Beuth CY - Berlin AN - OPUS4-59647 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -