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Einsatz bruchmechanischer Methoden zur Bestimmung der Restnutzungsdauer von Windenergieanlagen
10.1002/stab.200590082.abs
Im vorliegenden Beitrag wird die Anwendung der Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen an Stahlrohrtürmen von Windenergieanlagen (WEA) diskutiert. Ein Konzept für die Ermittlung der Restnutzungsdauer von WEA wird daraus abgeleitet. Im Rahmen der bruchmechanischen Bewertung werden maximal zulässige Rißabmessungen bestimmt. Die Dauer des Rißwachstums von angenommenen Rissen in der Größenordnung des technischen Anrisses bis zu den maximal zulässigen Rißabmessungen wird ermittelt.
Exemplarisch wird ein ausgewähltes Strukturdetail untersucht. Es handelt sich um die Schweißnaht zwischen Türzarge und Turmblech. Halbelliptische Oberflächenrisse werden angenommen. Die Beschreibung der Rißspitzenbeanspruchung erfolgt mit vorhandenen Lösungen für den Spannungsintensitätsfaktor. Die dabei eingehenden Spannungen werden mittels linear‐elastischer Finite‐Element‐Rechnung ermittelt. Für die Bestimmung kritischer Rißabmessungen kommt das Failure Assessment Diagram (FAD) zur Anwendung. Der Rißfortschritt wird unter Berücksichtigung der Abhängigkeit von Spannungsverhältnis (R‐Abhängigkeit) und s‐förmigem Verlauf der Rißfortschrittsgeschwindigkeit abgeschätzt.
Application of fracture mechanics to the assessment of remaining life‐span of wind turbines.
The assessment of cracks in steel tube towers of wind turbines by using models based on fracture mechanics is described. The presented concept can be used to determine the remaining life‐span of wind turbines. Maximum allowable crack dimensions are determined. Growth of the cracks up to these critical dimensions is investigated. For that purpose semi elliptic surface cracks are assumed in the welded joint between door frame and tower hull.
Solutions for the stress intensity factor are used to describe the stress field at the crack tip. Input stresses are determined by linear‐elastic finite element calculation. The Failure Assessment Diagram (FAD) is used to determine critical crack dimensions. Crack growth is estimated considering stress ratio and s‐shaped dependency of crack growth rate on cyclic stress intensity.
Einsatz bruchmechanischer Methoden zur Bestimmung der Restnutzungsdauer von Windenergieanlagen
10.1002/stab.200590082.abs
Im vorliegenden Beitrag wird die Anwendung der Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen an Stahlrohrtürmen von Windenergieanlagen (WEA) diskutiert. Ein Konzept für die Ermittlung der Restnutzungsdauer von WEA wird daraus abgeleitet. Im Rahmen der bruchmechanischen Bewertung werden maximal zulässige Rißabmessungen bestimmt. Die Dauer des Rißwachstums von angenommenen Rissen in der Größenordnung des technischen Anrisses bis zu den maximal zulässigen Rißabmessungen wird ermittelt.
Exemplarisch wird ein ausgewähltes Strukturdetail untersucht. Es handelt sich um die Schweißnaht zwischen Türzarge und Turmblech. Halbelliptische Oberflächenrisse werden angenommen. Die Beschreibung der Rißspitzenbeanspruchung erfolgt mit vorhandenen Lösungen für den Spannungsintensitätsfaktor. Die dabei eingehenden Spannungen werden mittels linear‐elastischer Finite‐Element‐Rechnung ermittelt. Für die Bestimmung kritischer Rißabmessungen kommt das Failure Assessment Diagram (FAD) zur Anwendung. Der Rißfortschritt wird unter Berücksichtigung der Abhängigkeit von Spannungsverhältnis (R‐Abhängigkeit) und s‐förmigem Verlauf der Rißfortschrittsgeschwindigkeit abgeschätzt.
Application of fracture mechanics to the assessment of remaining life‐span of wind turbines.
The assessment of cracks in steel tube towers of wind turbines by using models based on fracture mechanics is described. The presented concept can be used to determine the remaining life‐span of wind turbines. Maximum allowable crack dimensions are determined. Growth of the cracks up to these critical dimensions is investigated. For that purpose semi elliptic surface cracks are assumed in the welded joint between door frame and tower hull.
Solutions for the stress intensity factor are used to describe the stress field at the crack tip. Input stresses are determined by linear‐elastic finite element calculation. The Failure Assessment Diagram (FAD) is used to determine critical crack dimensions. Crack growth is estimated considering stress ratio and s‐shaped dependency of crack growth rate on cyclic stress intensity.
Einsatz bruchmechanischer Methoden zur Bestimmung der Restnutzungsdauer von Windenergieanlagen
Kamleitner, Andreas (author) / Faber, Torsten (author) / Starossek, Uwe (author)
Stahlbau ; 74 ; 399-405
2005-06-01
7 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Einsatz bruchmechanischer Methoden zur Bestimmung der Restnutzungsdauer von Windenergieanlagen
| Online Contents | 2005
Zur Regelung der Restnutzungsdauer von Windenergieanlagen
| Wiley | 2005
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