Ingenieurmodell für Haltbarkeit von Stahlkonstruktionen
Der ressourcenschonende Stahlbau bringt Lösungen für die drängenden Probleme unserer Zeit. Im Zuge der Energiewende steht zum Beispiel der Ausbau erneuerbarer Energien im Fokus. Starke Winde oder große Lasten beanspruchen jedoch die Stahlkonstruktionen von Windenergieanlagen, Brücken oder großen Maschinen. Das führt zur Werkstoffermüdung und Rissen oder Brüchen an deren Schweißnähten. Die Lebensdauer von Bauwerken zu verlängern und Konstruktionen ressourcenschonender zu erstellen, das ist Ziel des Forschungsprojekts MOBEKO der Hochschule München (früher Fachhochschule München).
Nachhaltig und wirtschaftlich zugleich
Inneres eines Windgenerators (Enercon) – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify
Das HM-Forschungsteam um Prof. Imke Engelhardt, Leiterin des Labors für Stahl- und Leichtmetallbau, und Richard Schiller vom Institut für Material- und Bauforschung der HM entwickeln einen „Modifizierten Betriebsfestigkeitsnachweis von unbehandelten und HFH-nachbehandelten Schweißkonstruktionen unter Berücksichtigung von Kollektivform, Spannungsverhältnis und Kerbdetail“ (kurz MOBEKO).
Längere Haltbarkeit durch Nachbehandlung
Maßgebend für die Ermüdungsfestigkeit von Stahlbaukonstruktionen sind die Qualität der Schweißnähte und eventuelle Unregelmäßigkeiten der Nahtübergänge. In ausführlichen Versuchsreihen ermitteln die Forschenden die Einflüsse von Nachbehandlungen der Schweißnähte auf die Lebensdauer der Bauteile. Besonders interessant sind die HFH-Verfahren, sogenannte höherfrequente Hämmerverfahren: Mit einem Gerät in der Größe eines Bohrers verformen Arbeiter die Schweißnahtübergänge plastisch, denn das verbessert die Nahtgeometrie und verfestigt die Randschicht für längere Haltbarkeit.
Weitere Qualitätssicherung ist durch eine visuelle Kontrolle möglich. Engelhardt sagt dazu: „Bislang ist nicht geklärt, wie sich die Wirkung von Nachbehandlungen in einem verlässlichen Betriebsfestigkeitsnachweis rechnerisch ansetzen lässt.“ (Ralf Kastner / Julia Blabl)
->Quelle: hm.edu/news_detailseite_249216.de