Analyse der Nichtproportionalitäten in Ermüdungsbeanspruchungen von Rotorblatt-Verklebungen

Projektbeschreibung

Während des Betriebs einer Windenergieanlage wirken unterschiedliche Beanspruchungen auf den Rotor. Die Rotation im Erdgravitationsfeld sowie die Scherung des Windfelds rufen periodische, deterministische Lasten hervor, die von stochastisch verteilten Beanspruchungen aus der Einwirkung des turbulenten Windfeldes überlagert werden. Gemeinsam erzeugen sie komplexe, multiaxiale und nichtproportionale Spannungszustände in Rotorblatt-Verklebungen. Diese drücken sich u. a. durch variierende Hauptspannungsrichtungen aus, so dass verschiedene Materialebenen beansprucht werden. Solche Szenarien werden in den verschiedenen Auslegungsrichtlinien für Verklebungen von Rotorblättern nicht oder nur vage adressiert.

Zur Quantifikation des Grades der Nichtproportionalitäten in den Spannungszeitreihen von Rotorblatt-Verklebungen wurde am Institut für Windenergiesysteme ein sogenannter Nichtproportionalitätsfaktor entwickelt, der verschiedene Ansätze aus der Literatur kombiniert und so für Rotorblattverklebungen an Aussagefähigkeit gewinnt. Die laufenden Forschungsaktivitäten befassen sich mit der detaillierten Analyse von Spannungszeitreihen in Vorderkanten-, Gurt-Steg- und Hinterkanten-Verklebungen für verschiedene verfügbare Blattentwürfe.