FEM-Untersuchung zur Beurteilung des Einflusses von geometrischen Imperfektionen auf die Lebensdauer von Schraubenverbindungen bei Windkraftanlagen

Die Ermüdungsbeanspruchung bei vorgespannten Schrauben wie sie bei Flanschverbindungen von Windkraftanlagen zum Einsatz kommen, wird von geometrisch bedingten Imperfektionen sehr stark beeinflußt. Sie können zum vorzeitigen Versagen der Verbindung führen, da die Schrauben die hohen dynamischen Kräfte nicht in ausreichendem Maße übertragen können. Aufgabe der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, wie sich Imperfektionen unterschiedlicher geometrischer Abmessung auf die Schädigung der Schrauben auswirken. Hierzu wurden numerische Untersuchungen mit imperfekten L-Flanschverbindungen durchgeführt, bei denen die Imperfek-tionsabmessungen variiert wurden. Aus den Ergebnissen wurde ein möglichst allgemeines Kriterium entwickelt, mit dessen Hilfe eine Beurteilung von geometrischen Imperfektionen des untersuchten Typs hinsichtlich der Lebensdauer der Schraubenverbindungen vorgenommen werden kann. Gerade im Hinblick auf die praktische Nutzung der Ergebnisse kann die Arbeit dazu beitragen, die Hersteller für diese Thematik zu sensibilisieren und wichtige Anhaltspunkte etwa in bezug auf zulässige Toleranzen bei Imperfektionen liefern.