Ermudungsverhalten von Schweissverbindungen von Tragstrukturen fur Windenergieanlagen bei sehr hohen Lastwechselzahlen

摘要

Tragstrukturen fur Windenergieanlagen sind fur eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren zu bemessen. Sie sind durch Wind, Welle und Anlagenbetrieb hochdynamisch beansprucht. Aus diesem Grund kommt dem Ermudungsverhalten von Konstruktionselementen wie Schweissverbindungen im Hinblick auf eine sichere Betriebszeit und eine wirtschaftliche Bemessung eine besondere Bedeutung zu. Ziel der Forschungsaktivitaten ist es, einen Beitrag zur sicheren Lebensdauerprognose von Schweissverbindungen bei sehr hohen Lastwechselzahlen zu leisten. Die Bemessung von Stahlkonstruktionen gegen Ermudung basiert nach gultigen Regelwerken auf experimentell ermittelten Ermudungsfestigkeitskurven. Versuchsergebnisse mit mehr als 10~7 Lastwechseln sind fur Schweissverbindungen lediglich in begrenztem Umfang verfugbar. Es besteht somit Bedarf, die experimentellen Untersuchungen in diesem Bereich auszudehnen. Hierfur werden systematisch Ermudungsversuche an Schweissverbindungen im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen durchgefuhrt. Bleche der Gute S355J2+N mit einer Blechdicke von 4 mm wurden im MAGSchweissverfahren durch eine Stumpfnaht gefugt. Zur Charakterisierung des Ausgangszustandes der Probe wurde der uber einen Schweisstraktor mechanisierte Schweissvorgang mit Temperaturmessungen begleitet. Fur Ermudungsversuche im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen sind Prufmaschinen mit hohen Frequenzen erforderlich, um einen angemessenen Prufungszeitraum zu erzielen. Hierzu steht eine Prufvorrichtung mit einer Frequenz von bis zu 400 Hz zur Verfugung. Um Aufschluss uber das Ermudungsverhalten der Schweissverbindungen zu erhalten, sollen wahrend des Versuchs zeitlich veranderliche Messgrossen aufgezeichnet und ausgewertet werden. Der aktuelle Stand der Untersuchungen wird prasentiert.