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Referat:
Nach dem gegenwärtigen Stand der Prognosen wird in den nächsten 10 bis 15 Jahren eine Zunahme des Güterverkehrs in Deutschland um 50 % angenommen. Im Jahre 2001 wurden 85 % aller transportierten Güter auf der Straße bewegt. Dies bedeutet, daß die vorhandenen Ingenieurbauwerke innerhalb der Verkehrsinfrastruktur mit zunehmendem Alter immer höhere Belastungen ertragen müssen. Zum anderen werden die zur Verfügung stehenden Mittel zum Ersatz dieser Infrastrukturbauwerke immer geringer. Eine aktuelle Bewertung dieser Bauwerke bezüglich ihrer Sicherheit und Gebrauchsfähigkeit erfordert deshalb zusätzliche Informationen hinsichtlich Art und Umfang eventuell vorhandener Schäden, deren Auswirkung auf die aktuelle Tragwirkung und Tragfähigkeit sowie Information über die vergangenen, gegenwärtigen und zukünftigen Lasteinwirkungen.
Das Bauwerk einer Windenergieanlage dient der Sicherstellung der Energieproduktion. Eine entsprechende Zuverlässigkeit der Struktur und deren permanente Bewertung und Unterhaltung ist dazu notwendig. In diesem Beitrag werden Möglichkeiten der Bewertung des für die Struktur wichtigen Schädigungsmechanismus Ermüdung sowie dessen Überwachung in Zusammenhang mit Schädigungsindikatoren aufgezeigt. Dabei wird auf strukturmechanische, werkstoffmechanische und probabilistische Modelle sowie auf Messdaten eines Prototyps einer OWEA zurückgegriffen. Ausgehend von der gesamtdynamischen Berechnung wird die Zuverlässigkeit gemäß der Auslegung für den Schädigungsmechanismus Ermüdung durch ein Wöhlerlinienmodell berechnet. Damit werden ermüdungssensible Komponenten der Struktur identifiziert. Schädigungsindikatoren zur Überwachung der Ermüdungsfestigkeit werden auf Grundlage schädigungs-äquivalenter Dehnungen vorgestellt.
Fatigue assessment of support structures for offshore wind energy converters.
The structure of wind energy converters secures a reliable energy production. Hence an adequate reliability of the structure and additionally permanent assessment and maintenance is required. Within this paper methods for the assessment of the important damage mechanism fatigue in combination with monitoring of the fatigue reliability utilizing damage indicators are proposed. These methods comprise structural system, material degradation and probabilistic models as well as monitoring data of an offshore wind energy converter prototype. The structural reliability of the structure as designed is calculated based on an overall dynamic analysis using a SN-approach. Herewith fatigue sensitive components are identified. Damage indicators for monitoring the fatigue reliability based on damage equivalent strains are presented.
To ensure a high operational reliability of future offshore wind conversion systems (OWEC) with economically acceptable repair and maintenance efforts, comprehensive diagnosis and supervision concepts are required. Automatic monitoring systems will be an essential part of such concepts. Within the scope of the IMO-WIND research project BAM, the University of Siegen and six industrial companies are involved in developing an integrated monitoring system for all components (structure, blades and machinery) of OWEC. This contribution describes the approach and the emphases of the research project.