Das Projekt "Teilvorhaben: Ermittlung der lokalen, zyklischen Beanspruchbarkeit mit Ungänzen behafteter GJS-Werkstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. 'GrenzQualifizierung' zielt auf die Optimierung der Qualitätssicherung und die Verringerung des Ausschusses von Gussbauteilen durch virtuelle Grenzmusterbauteile (vGMB). Dazu sind quantitative Zusammenhänge der Auswirkungen von Ungänzen auf die zyklische Beanspruchbarkeit der Bauteile in Verbindung mit der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) sowie der Erstarrungssimulation zu erarbeiten. Dabei liegt das Ziel in der Simulation und Beurteilung der Ungänzen Chunky-Graphit sowie Dross. Zudem sind zerstörungsfreie Detektionsmethoden für Chunky-Graphit zu entwickeln. 'GrenzQualifizierung' soll die Berücksichtigung der Bauteilbeanspruchbarkeit bereits bei der Bauteilentwicklung ermöglichen und die ZfP für relevante Bauteilbereiche festlegen. Dafür sind ZfP-Ergebnisse mit der rechnergestützten Bauteilentwicklung im Sinne der Industrie 4.0 zu verbinden, um die ZfP in den virtuellen Bauteilentwicklungsprozess einzubinden. Das vGMB verknüpft dabei Informationen über zulässige Ungänzen am Bauteil, die Gieß- und Beanspruchungssimulation, die ZfP sowie die lokale Beanspruchbarkeit.
Das Projekt "BeBen XXL - Beschleunigter experimenteller Betriebsfestigkeitsnachweis von WEA-Großkomponenten am Beispiel der Hauptwelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Suzlon Energy Ltd. durchgeführt. Eine höhere Anlagenleistung wird zu einem Großteil durch steigende Anlagengrößen erreicht. Der Turm wird höher, die Rotorblätter, die Gondel größer und vor allem schwerer. Momentan steigt das Gewicht der Gondelkomponenten aufgrund der geforderten Leistung stärker an. Der Grund liegt unter anderem in der Betriebssicherheit, welche zumeist mittels theoretischer Materialwerte berechnet wird. Tests zur Validierung der berechneten Betriebsfestigkeit der Anlagenkomponenten wurden bisher lediglich z.T. an Materialproben gemacht. Diese Daten sind nur durch Näherungsmodelle auf die Auslegung von Bauteilen und Großkomponenten übertragbar, zudem wird der für Windenergieanlagen relevante Lastwechselbereich oft nur durch Extrapolation der Daten bestimmt. Entsprechend hoch fallen die Sicherheitszuschläge aus. In dem Projekt BeBen XXL entwickelt die Suzlon Energy GmbH (Koordinator) zusammen mit dem Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) und der Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg einen Prüfstand für Großkomponenten, um die theoretisch berechnete Auslegungen praktisch zu prüfen, . Damit schließt das Projekt die Lücke zwischen existierenden Großprüfständen (Gondelprüfstand) und Materialprüfungen. Ziel der Projektpartner ist es, den Materialeinsatz für Großkomponenten bei gleichbleibender Betriebssicherheit der Bauteile zu reduzieren. Die aktuelle Auslegungspraxis soll am Beispiel der Hauptwelle überprüft werden, welche als wesentliche strukturelle Komponente die Nabe mit dem Getriebe verbindet. Die Ergebnisse sollen auf andere Bauteile übertragbar sein, so dass die Richtlinien angepasst und zukünftig Bauteile mit deutlich geringerem Materialeinsatz gebaut werden können. Die Entwicklung einer Prüfsystematik für beschleunigte Lebensdauertests ist ebenfalls Bestandteil von BeBen XXL. Das BMU fördert das Projekt mit rund 3,9 Millionen Euro.
Das Projekt "BeBen XXL - Beschleunigter experimenteller Betriebsfestigkeitsnachweis von WEA-Großkomponenten am Beispiel der Hauptwelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Department Maschinenbau und Produktion M+P durchgeführt. Zwei wesentliche Entwicklungsrichtungen in der Windindustrie sind die Erhöhung der Nennleistung der Einzelanlage und die Steigerung des Energieertrages bei Standorten mit mittleren Windgeschwindigkeiten. Dadurch erhöhen sich Turmhöhen und Rotordurchmesser neu installierter Windenergieanlagen kontinuierlich. Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen muss jedoch gleichzeitig auch das massenspezifische Drehmoment, also das Verhältnis aus Drehmoment am Rotor und Turmkopfmasse gesteigert werden. Dies ist aber nur durch ständige Innovation der Auslegungspraxis möglich. Außerdem stellt die Konstruktion von Windenergieanlagen einige Besonderheiten dar. Hochdynamisch belastete Komponenten dieser Größe, in Serienfertigung, bieten nur eine geringe Übertragbarkeit zu anderen Branchen. Bei der Auslegung müssen daher Sicherheitsbeiwerte berücksichtigt werden, die in der Summe zu größeren und schwereren Bauteilen führen als nötig. Die Auslegungspraxis soll daher im Rahmen des Projektes am Beispiel der Hauptwelle überprüft und Potentiale zur Materialeinsparung ermittelt werden. Um diese Ziele zu erreichen soll ein Prüfstand für WEA-Großkomponenten entwickelt und aufgebaut werden. Außerdem wird eine Prüfsystematik entwickelt, die es ermöglicht beschleunigte Lebensdauertests durchzuführen (Abbildung von 20 Jahren Betriebszeit auf 6 Monaten Testdauer). Die Ergebnisse der 1:1 Tests der Hauptwelle und der begleitenden Materialuntersuchungen sollen den aktuellen Kenntnisstand zur Beanspruchbarkeit der Komponenten vergrößern und dadurch einen effizienteren Materialeinsatz ermöglichen. Für die Herstellung der Hauptwellen ist der Einsatz von Schmiedewerkstoffen bisheriger Stand der Technik und die Verwendung kostengünstiger Gusswerkstoffe wünschenswert. Das dynamisch-zyklische Festigkeitsverhalten, besonders von großen Gussbauteilen, ist jedoch noch nicht vollständig erforscht. Eine Untersuchung zur Einsetzbarkeit von höherfesten Gusswerkstoffen zur Herstellung von WEA-Hauptwellen wird aus diesem Grund ein weiterer Teil des Projekts sein. Die in dem Projekt gewonnen Erkenntnisse sollen schließlich zu einer Verbesserung der Modellannahmen gängiger Betriebsfestigkeitsrechnungen und einer positiven Beeinflussung geltender Normen und Richtlinien zur Bemessung von WEA-Komponenten führen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Fahrzeugkonzeptentwicklung und Erprobung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Motorenwerke AG durchgeführt. Im Rahmen dieses BMBF-Forschungsprojektes wird ein effizientes, kostengünstiges und sicheres Elektrokleinstfahrzeug als Konzepterprober aufgebaut und eine technische Darstellbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsbewertung durchgeführt. VISIOM ist die Umsetzung eines innovativen Mobilitätskonzepts, welches Elektromobilität einer breiten gesellschaftlichen Schicht zugänglich macht und eine neue Möglichkeit für die Einstiegsmobilität darstellt. Hierbei erfolgt eine ganzheitliche Betrachtung des Fahrzeug- und Mobilitätskonzepts, durch welches ein Elektrofahrzeug für die zukünftigen Anforderungen der Gesellschaft im urbanen Umfeld erforscht und eine Mobilitätsalternative ohne wesentliche Einschränkung der individuellen Mobilität geschaffen wird. Die Erforschung und Realisierung der jeweiligen Teilkomponenten des Gesamtfahrzeugkonzepts erfolgt von einzelnen Verbundpartnern selbständig. Die Organisation der Teilsystemintegration in das Fahrzeug erfolgt durch die BMW Group (Konsortialführer) in Zusammenarbeit mit der TU München und den jeweiligen Projektpartnern. Die Organisationsstruktur des Projektes orientiert sich dabei an der Struktur von Automobilherstellern. Direkt durch die BMW Group werden die Arbeitspakete 'Projektleitung', 'Gesamtfahrzeugkonzept', 'Absicherung Fahrwerk' und unter dem Pakekt 'Absicherung Gesamtfahrzeug' die Teilumfänge Aerodynamik, Akustik, Betriebsfestigkeit, Elektromagnetische Verträglichkeit und Heizung bearbeitet.
Das Projekt "Schwingfestigkeitsuntersuchungen an geschweissten Proben aus austenitischen Staehlen im Hinblick auf Lastanschlagspunkte in Kernkraftwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Die Schwingfestigkeitsuntersuchungen hatten die Ermittlung regelwerksfaehiger zulaessiger Spannungen fuer den Betriebsfestigkeitsnachweis von Lastanschlagspunkten aus austenitischen Staehlen an Lasten in Kernkraftwerken zum Ziel. Die Auslegung derartiger Lastanschlagspunkte ist in der KTA 3905 geregelt. Fuer ferritische Baustaehle bezieht sich die KTA 3905 auf die in DIN 15 018 angegebenen zulaessigen Spannungen; fuer austenitische Staehle enthielt die KTA bis zum Abschluss des Forschungsvorhabens keine durch den Konstrukteur unmittelbar anwendbaren Werte. Um das Untersuchungsziel zu erreichen, wurden statistisch geplante und ausgewertete Schwingfestigkeitsversuche an glatten, gekerbten und geschweissten Flachproben sowie an einem Torsionskoerper (Rohr auf Stirnplatte) durchgefuehrt. Die Probanden waren aus den austenitischen Staehlen 1.4541, 1.4306 und 1.4571 hergestellt. Die Flachproben wurden in Einstufen-Woehlerversuchen bei schwellender Zugbeanspruchung (R = 0) geprueft, die Schweissnaehte der Rohrproben wurden bei wechselnder Torsionsbeanspruchung (R = -1) untersucht. Die Ergebnisse der insgesamt 324 in die Endauswertung einbezogenen Ermuedungsversuche zeigen, dass die bei ferritischen Staehle in der Regel vorhandene charakteristische Dauerfestigkeitsschranke bei den hier bis zur gewaehlten Grenzschwingspielzahl 10E7 untersuchten Proben in einigen Faellen nicht auftritt. Dieses Verhalten steht im Einklang mit Literaturangaben. ie erarbeiteten Werte bilden - ueber ihre unmittelbare Anwendung in der KTA 3905 hinausgehend - die Basis zu einem der Kranbaunorm DIN 15 018 aehnlichen, umfassenden Regelwerk fuer austenitische Staehle.