TY - BOOK

T1 - Grundsätzliche Zusammenhänge zum Werkstoffverhalten von schwingend beanspruchten Bauteilen in Wasserkraftanlagen

AU - Heck, Gerhard

N1 - nicht gesperrt

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Die Beanspruchungen rotierender elektrischer Maschinen (Generatoren) sind vielfältiger Natur und generieren sich aus magnetischen und mechanischen Kräften. Das Festigkeitsverhalten der einzelnen Komponenten wird durch das Auftreten elasto-plastischer Wechselverformungen an verschiedenen, zum Teil örtlich begrenzten Stellen, bestimmt. Überschreiten diese örtlich begrenzten hohen Beanspruchungen die Fließgrenze oder die Trennfestigkeit des beteiligten Werkstoffes, sind meist Schäden unterschiedlichen Ausmaßes die Folge. Schäden an den Rohrturbinengeneratoren des österreichischen Donaukraftwerkes „Altenwörth“ wurden zum Anlass für Untersuchungen genommen, um das Schwingfestigkeitsverhalten geschweißter Bauteile im Bereich der Kurzzeitfestigkeit zu studieren. In Hinblick auf die festgestellten Schäden war der Einfluss einer Schwingungsüberlagerung (Grund- und Überschwingung) von besonderem Interesse. Anhand von dehnungsgesteuerten Schwingversuchen an ungeschweißten und geschweißten Flachproben sowie an geschweißten Kehlnahtproben konnte der Einfluss der Schwingungsüberlagerungen auf die Lebensdauerverkürzung gezeigt werden. Ein Vergleich der eigenen Versuchsergebnisse mit Daten aus Normen, Regelwerken und Rechenprogrammen zeigte, dass sich die angeführten Normen, Regelwerke aber auch Rechenprogramme jeweils auf ein bestimmtes Produkt beziehen. Die angeführten Grenzwerte sind daher für eine verallgemeinernde technisch und wirtschaftlich korrekte Auslegung nur bedingt anwendbar. Als Konsequenz aus diesen nicht zufrieden stellenden Ergebnissen werden weiterführende Untersuchungen zur Ermittlung exakter Auslegungsdaten für hoch beanspruchte Komponenten von Generatoren in Zusammenarbeit mit dem Materials Center Leoben durchgeführt.

AB - Die Beanspruchungen rotierender elektrischer Maschinen (Generatoren) sind vielfältiger Natur und generieren sich aus magnetischen und mechanischen Kräften. Das Festigkeitsverhalten der einzelnen Komponenten wird durch das Auftreten elasto-plastischer Wechselverformungen an verschiedenen, zum Teil örtlich begrenzten Stellen, bestimmt. Überschreiten diese örtlich begrenzten hohen Beanspruchungen die Fließgrenze oder die Trennfestigkeit des beteiligten Werkstoffes, sind meist Schäden unterschiedlichen Ausmaßes die Folge. Schäden an den Rohrturbinengeneratoren des österreichischen Donaukraftwerkes „Altenwörth“ wurden zum Anlass für Untersuchungen genommen, um das Schwingfestigkeitsverhalten geschweißter Bauteile im Bereich der Kurzzeitfestigkeit zu studieren. In Hinblick auf die festgestellten Schäden war der Einfluss einer Schwingungsüberlagerung (Grund- und Überschwingung) von besonderem Interesse. Anhand von dehnungsgesteuerten Schwingversuchen an ungeschweißten und geschweißten Flachproben sowie an geschweißten Kehlnahtproben konnte der Einfluss der Schwingungsüberlagerungen auf die Lebensdauerverkürzung gezeigt werden. Ein Vergleich der eigenen Versuchsergebnisse mit Daten aus Normen, Regelwerken und Rechenprogrammen zeigte, dass sich die angeführten Normen, Regelwerke aber auch Rechenprogramme jeweils auf ein bestimmtes Produkt beziehen. Die angeführten Grenzwerte sind daher für eine verallgemeinernde technisch und wirtschaftlich korrekte Auslegung nur bedingt anwendbar. Als Konsequenz aus diesen nicht zufrieden stellenden Ergebnissen werden weiterführende Untersuchungen zur Ermittlung exakter Auslegungsdaten für hoch beanspruchte Komponenten von Generatoren in Zusammenarbeit mit dem Materials Center Leoben durchgeführt.

KW - Wasserkraftanlagen

KW - Turbinen

KW - Generatoren

KW - Kurzzeitfestigkeit

KW - Schwingungsüberlagerung

KW - Dehnungsgesteuert

KW - Dehnungsamplitude

KW - Anrisslastspielzahl

KW - Bruchlastspielzahl

KW - Rissfortschrittskurve

KW - FKM-Richtlinie

KW - ASME Code

KW - Ermüdungsfestigkeit

KW - Dehnungswöhlerlinie

KW - Water power stations

KW - Turbines

KW - Generators

KW - Low-cycle fatigue

KW - Superposition of oscillations

KW - Strain controlled

KW - Strain amplitude

KW - Cycles to crack initiation

KW - Cycles to failure

KW - da/dN-curve

KW - FKM-Regulation

KW - ASME Code

KW - Fatigue strength

KW - Fatigue ε-N curve

M3 - Dissertation

ER -