Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Rainflow-Klassierung der Last-Zeitverläufe
und Erstellung von Markov-Matrizes
Hochrechnung auf 20 Jahre mit Verteilung
der mittleren Windgeschwindigkeit
Amplitude
[kNm]
Mittelwert
[kNm]
Lastwechselzahl
[ ]
10
-5
12508
10
0
12359
10
5
56248
Häufigkeit
10
10
684289
10
15
25361
12.5
-10
95625
12.5
-5
41588
12.5
0
51236
12.5
5
357851
12.5
10
25948
12.5
15
3215
15
-5
58753
Windgeschwindigkeit
usw.
Bild 7.4
Klassierung und Hochrechnung der Lastzeitverläufe auf 20 Jahre, Quelle: GL Wind
Da die Weiterrechnung mit Zeitreihen aufgrund des hohen Aufwands nur in Ausnahmefällen
realisiert wird, werden die Belastungsschwingbreiten für die einzelnen Bemessungsschnitte in
der Regel über ein geeignetes Zählverfahren (Rainflow-Count) klassiert, woraus sich die soge-
nanntenMarkov-Matrizen ergeben. Diese lassen sich i. d. R. mit ausreichendem Informations-
gehalt besser handhaben.
Für die Ermüdungsbetrachtung von z. B. Stahlbauteilen mit linearem Bezug zwischen äuße-
ren Lasten und inneren Schnittgrößen bzw. Spannungen können die Markov-Matrizen in ei-
nem weiteren Schritt direkt auf Schwingbreitenkollektive mit je Schwingbreite zugeordneter
Schwingspielzahl reduziert werden (siehe Bild 7.5).
Übertragungsfunktion
Last / Beanspruchung
Spannungskollektiv, Wöhlerlinie,
Schädigungsrechnung
Lastkollektive für 20 a
D
≤
1 ?
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+08
1.00E+09
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+08
1.00E+09
akkumulierte Lastspielzahl
akkumulierte Lastspielzahl
Bild 7.5
Lebensdauerabschätzung, Quelle: GL Wind
Andernfalls muss für Bauteile wie z. B. dem Turmkopfflansch zunächst mittels FE-Berech-
nungen die nicht lineare Übertragungsfunktion ermittelt und bei der Auswertung berücksich-
tigt werden. Eine weitere Schwierigkeit kommt hinzu, wenn auch der Werkstoffwiderstand
mittelwertabhängig ist, wie dies beim Stahlbeton der Fall ist.
