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Fatigue Reliability Based on Predicted Posterior Stress Ranges Determined from Strain Measurements of Wind Turbine Support Structures

  • In the present paper, an approach for updating the continuous stress range distribution of a welded connection of a wind turbine support structure with predicted information from strain measurements is presented. Environmental conditions, such as wind or, in offshore fields, waves and currents, in combination with rotor excitations generate cyclic stresses affecting the reliability of welded joints of the support structure over the service life. Using strain measurements, these conditions can be monitored, and the resulting stress ranges, under consideration of measurement, mechanical and material uncertainties, can be reconstructed. These stress ranges can be used as an input for updating the prior probability density function (PDF) of the stress ranges predicted by the overall dynamics and a detailed design analysis. Applying Bayesian probability theory and decision theoretical implications, the predicted posterior probability density of the stress ranges is calculated based on theIn the present paper, an approach for updating the continuous stress range distribution of a welded connection of a wind turbine support structure with predicted information from strain measurements is presented. Environmental conditions, such as wind or, in offshore fields, waves and currents, in combination with rotor excitations generate cyclic stresses affecting the reliability of welded joints of the support structure over the service life. Using strain measurements, these conditions can be monitored, and the resulting stress ranges, under consideration of measurement, mechanical and material uncertainties, can be reconstructed. These stress ranges can be used as an input for updating the prior probability density function (PDF) of the stress ranges predicted by the overall dynamics and a detailed design analysis. Applying Bayesian probability theory and decision theoretical implications, the predicted posterior probability density of the stress ranges is calculated based on the design information and uncertainties. This approach is exemplified, and it is shown how the predicted stress ranges and the design stress ranges are distributed. The prior and the predicted posterior stress ranges are used for a reliability calculation for potentially entering a pre-posterior decision analysiszeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Marko Kinne, Sebastian ThönsORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Energies
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Jahrgang/Band:16
Ausgabe/Heft:5
Aufsatznummer:2225
Erste Seite:1
Letzte Seite:26
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:Bayesian updating of stress ranges; Posterior fatigue reliability; Strain measurements of wind turbine support structures
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
DOI:10.3390/en16052225
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-572663
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:05.04.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:03.04.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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