Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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    Automatisierte Fertigung von Hohlprofilknoten für Jacket-Gründungsstrukturen
    ( 2018)
    Schaumann, P.
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    Rethmeier, M.
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    Schürmann, K.
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    Pittner, A.
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    Dänekas, C.
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    Schippereit, C.
    Die Entwicklung in der Offshore‐Windenergie hin zu größeren, leistungsstärkeren Anlagentypen sowie die zeitgleich zunehmenden Wassertiefen der projektierten Windparks stellt u. a. Designer und Fertiger der Gründungsstrukturen der Windenergieanlagen vor wachsende Herausforderungen. Neben dem Gründungskonzept mittels XL‐Monopiles rückt auch die Jacketgründung wegen der Kombination aus dem vergleichsweise geringen Materialverbrauch bei gleichzeitig hoher Steifigkeit in den Fokus. Der Fertigungsaufwand der Jackets ist verglichen mit Monopiles groß, kann jedoch durch die Kombination aus Standardrohren mit automatisiert gefertigten Jacketknoten reduziert werden. Vor diesem Hintergrund befasst sich dieser Beitrag mit der Prozesskette der automatisierten Fertigung von Hohlprofilknoten inklusive der Digitalisierung relevanter Fertigungsparameter sowie der optischen Erfassung der Schweißnahtgeometrie durch einen Linienlaser. Des Weiteren wird eine Methodik zur Analyse der gescannten Schweißnahtgeometrie anhand von drei Referenzstellen eines X‐Knotens vorgestellt, mit der sowohl die Kerbradien als auch die Nahtanstiegswinkel bestimmt werden können. Abschließend werden die Geometrieparameter beim Ermüdungsnachweis nach dem Kerbspannungskonzept berücksichtigt und ihr Einfluss durch einen Vergleich mit dem Strukturspannungskonzept auf Basis äquivalenter Spannungskonzentrationsfaktoren quantifiziert.