Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gut aufgestellt: Methode zur Betriebsfestigkeitsanalyse von Gussknoten entwickelt

29.08.2011
Wo sich viele Meter hoch über den Wellen große Rotoren von Windkraftanlagen drehen, muss unter der Wasseroberfläche alles auf sicheren Beinen stehen.

Bei der Gründung von Offshore-Windkraftanlagen kommen auch Großgussbauteile zum Einsatz, bei deren Entwicklung die betriebsfeste Auslegung eine wesentliche Rolle spielt. Das Fraunhofer LBF hat im Forschungsprojekt „OGOWin – Optimierung aufgelöster Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen“ eine Methode zur Betriebsfestigkeitsbewertung von Gussknoten entwickelt. Damit nutzt das Institut seine traditionelle Expertise, um auch Produkte für vielversprechende Zukunftsmärkte wie den Energieanlagenbau fit zu machen.


Finite-Element-Modell einer Teilstruktur und des Gussknotens. Grafik: Fraunhofer LBF

Ziel des Fraunhofe LBF im Verbundforschungsprojekt „OGOWin“ war die Methodenentwicklung zur Betriebsfestigkeitsbewertung von Gussknoten in der Gründungsstruktur unter Berücksichtigung der korrosiven Umgebungsbedingungen. In einer Betriebsfestigkeitsanalyse wird die Beanspruchung mit der Beanspruchbarkeit eines Bauteils verglichen. Beide Aspekte hat das Fraunhofer LBF in diesem Projekt betrachtet.

Die numerische Analyse mit der Finite-Elemente-Methode ermöglichte es den Forschern, die lokalen Beanspruchungen am Gussknoten zu ermitteln. Die Gussknoten sind im Fachwerk der Gründungsstruktur als Verbindungselemente der Rohre verbaut. Mehraxiale Belastungen wirken auf sie ein. Die Wissenschaftler bauten ein hinreichend realitätsnahes Finite-Elemente-Modell der Struktur auf, lokalisierten schädigungsrelevante Bereiche des Gussknotens und schufen die Basis zur Festlegung der Qualitätsanforderungen an den Gusswerkstoff. In experimentellen Untersuchungen ermittelten sie die Beanspruchbarkeit des Gusswerkstoffes.

Künstlicher Nebel
Da die Gussknoten auch im Übergangsbereich vom Meerwasser zur Luft, der so genannten „Splash-Zone“, verbaut sind, wurde auch der Korrosionseinfluss auf die Schwingfestigkeit analysiert, indem die Proben im Versuch einem Sprühnebel aus künstlichem Meerwasser ausgesetzt wurden. Um im Sinne der angewandten Forschung auch die Auswirkungen einer Beschädigung der Korrosionsschutzlackierung beurteilen zu können, wurden ebenfalls Versuche mit einer beschädigten Beschichtung durchgeführt.

Im Rahmen der Methodenentwicklung verglichen die Wissenschaftler die experimentell erzielten Schwingfestigkeitskennwerte mit Werten aus bekannten Standards, wie der Richtlinie des Germanischen Lloyds oder auch des Det Norske Veritas. Neben dem Stand der Technik und der praxisüblichen Vorgehensweise im Zertifizierungsprozess konnte so auch das fallweise notwendige Potenzial hoher Abgussgüten für eine betriebsfeste Bemessung aufgezeigt werden.

Ganzheitliche Analyse
Die rechnerische Betriebsfestigkeitsanalyse von Großgussbauteilen basierend auf dem experimentell ermittelten, bauteilgebundenen Werkstoffverhalten hat im Fraunhofer LBF eine lange Tradition. Unternehmen aus dem Energieanlagenbau, der rohstofffördernden Industrie, dem Motorenbau und dem Bauwesen können hier auf eine ganzheitliche Betriebsfestigkeitsanalyse von Großgussbauteilen zurückgreifen. Dazu gehört die methodische Vorgehensweise nach richtlinienkonformen und erweiterten Prozessen, die realitätsnahe Modellierung und numerische Analyse der lokalen Beanspruchungen. Auch die experimentelle Ermittlung von Schwingfestigkeitskennwerten, die gezielte Definition notwendiger Abgussqualitäten und deren Berücksichtigung in der Betriebsfestigkeitsbewertung sind Bestandteile des ganzheitlichen Ansatzes.

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.lbf.fhg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften