Einsatz bruchmechanischer Methoden zur Bestimmung der Restnutzungsdauer von Windenergieanlagen

Im Beitrag wird die Anwendung der Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen an Stahlrohrtürmen von Windenergieanlagen (WEA) diskutiert. Ein Konzept für die Ermittlung der Restnutzungs-dauer von WEA wird daraus abgeleitet. Und im Rahmen der bruchmechanischen Bewertung werden maximal zulässige Rißabmessungen bestimmt. Die Dauer des Rißwachstums von angenommenen Ris-sen 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 linearelastischer 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.