Jan-Hendrik Ohlendorf

Deriving environmental contours from highest density regions

Abstract Environmental contours are an established method in probabilistic engineering design, especially in ocean engineering. The contours help engineers to select the environmental states which are appropriate for structural design calculations. Defining an environmental contour means enclosing a region in the variable space which corresponds to a certain return period. However, there are multiple definitions of environmental contours for a given return period as well as different methods to compute a contour. Here, we analyze the established approaches and present a new concept which we call highest density contour (HDC). We define this environmental contour to enclose the highest density region (HDR) of a given probability density. This region occupies the smallest possible volume in the variable space among all regions with the same included probability, which is advantageous for engineering design. We perform the calculations using a numerical grid to discretize the original variable space into a finite number of grid cells. Each cells probability is estimated and used for numerical integration. The proposed method can be applied to any number of dimensions, i.e. number of different variables in the joint probability model. To put the highest density contour method in context, we compare it to the established inverse first-order reliability method (IFORM) and show that for common probability distributions the two methods yield similarly shaped contours. In multimodal probability distributions, however, where IFORM leads to contours which are difficult to interpret, the presented method still generates clearly defined contours.

Innovationen in der Handhabungs- und Textiltechnik zur Rotorblattfertigung

D as Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK) der Universität Bremen und der Hersteller von technischen Gelegen, die Saertex GmbH & Co. KG, entwickeln im Verbundprojekt „mapretec“ gemeinsam innovative Handhabungstechnologien und Textilien für die automatisierte Herstellung von Rotorblattkomponenten, um die aktuell hohen Fertigungszeiten zu verringern sowie gleichzeitig die Qualität der immer größer werdenden Bauteile zu erhöhen. Für das Erreichen dieser Zielgrößen ist eine Kombination von automatisierter Handhabungstechnologie und hochleistungsfähigen Verstärkungstextilien ein erfolgversprechender Lösungsansatz. Zusammen mit der Preforming-Technologie sowie der Harzinjektionstechnik wird so eine innovative Prozesskette für die Herstellung von aktuellen und neuartigen Rotorblättern möglich. In der Fertigung von immer größeren Rotorblättern [1] für Windenergieanlagen ist die Positioniergenauigkeit beziehungsweise die Reproduzierbarkeit bei der Ablage im Formwerkzeug der verstärkenden Textilien ein entscheidendes Qualitätskriterium für die strukturellen Eigenschaften im späteren Betrieb. Die Ausrichtung der einzelnen Faserbündel (Rovings) des Halbzeugs relativ zueinander, als

Effector for automated direct textile placement in rotor blade production

The process chain for the production of rotor blades for wind turbines is still mainly characterised by manual process steps. It is planned to reduce the long production times and fluctuations in quality that this causes through automated laying up of dry technical textiles. Scientists from the University of Bremen illustrate the possible development of a suitable effector for the automated direct textile placement.

Effektor für die automatisierte Direktablage von Textilien in der Rotorblattfertigung

Die Prozesskette zur Fertigung von Rotorblättern für Windenergieanlagen ist nach wie vor sehr stark von manuellen Prozessschritten geprägt. Die dadurch entstehenden hohen Fertigungszeiten und Qualitätsschwankungen können durch die automatisierte Ablage der trockenen technischen Textilien reduziert werden. Wissenschaftler der Universität Bremen beschreiben die Entwicklung eines geeigneten Effektors zur automatisierten Direktablage dieser Materialien.

Intelligente Materialbereitstellung zur automatisierten Herstellung textiler Preforms

Das Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK) der Universität Bremen und der Hersteller von technischen Gelegen, Saertex, entwickeln im Verbundprojekt mapretec [1] gemeinsam innovative Handhabungstechnologien und Textilien für die automatisierte Herstellung von Rotorblattkomponenten, um die aktuell hohen Fertigungszeiten zu verringern sowie gleichzeitig die Qualität der immer größer werdenden Bauteile zu erhöhen [2]. Für das Erreichen dieser Zielgrößen ist eine Kombination von automatisierter Handhabungstechnologie und hochleistungsfähigen Verstärkungstextilien ein erfolgversprechender Lösungsansatz. Voraussetzung für eine erfolgreiche automatisierte Faser-Kunststoff-Verbundherstellung ist eine definierte, qualitativ hochwertige und reproduzierbare Materialbereitstellung der technischen Textilien. Der Bedarf an technischen Textilen für die Herstellung von FaserKunststoff-Verbunden (FVK) nimmt stetig zu. In zahlreichen Branchen werden Produkte aus Hochleistungs-Kunststoffen bereits hergestellt und substituieren teilweise herkömmliche Materialien, wie Aluminium oder Stahl. Dies wird besonders bei der Betrachtung der Windindustrie oder des Flugzeugbaus [3] deutlich. Zudem nimmt der Anteil von Faser Kunststoff-Verbunden in der Automobilindustrie zu [4]. Technische Textilien werden als Bahnware in einem vorgeschalteten Prozess hergestellt und dem eigentlichen Produktionsprozess des FKV als textiles Halbzeug zugeführt. Derartige Halbzeuge haben vor allem aus der Perspektive der Handhabung eine biegeweiche Materialcharakteristik.