Vorlesung WS09/10: Stochastische Auslegung von Turbinentriebwerksbauteilen

Abstract

Die Zuverlässigkeit und Qualität spielt eine entscheidende Rolle für Markterfolg bei anspruchsvollen und innovativen Produkten. Die Hersteller dieser Produkte haben erkannt, daß die Qualität und Zuverlässigkeit von Produkten in allen Phasen und Aspekten der Produktentwicklung und -kommerzialisierung stark von Unsicherheiten und Streuungen beeinflußt wird (Konstruktion und Gestaltung, Materialeigenschaften, Simulation and Berechnung des Produktverhaltens, Herstellungsbedinungen, Test- and Betriebsbedinungen und so weiter). Neben den erforderlichen Leistungsparametern und dem Gewicht spielen bei Bauteilen in Turbinentriebwerken die Qualität und Zuverlässigkeit eine besonders wichtige Rolle. In den letzten Jahren haben sich deshalb im Triebwerksturbinenbereich vor allem in den USA stochastische Methoden etabliert, um den Einfluß der Unsicherheiten und Streuungen zu beherrschen. Damit können die Qualität und Zuverlässigkeit von Produkten nicht nur direkt quantifiziert, sondern auch optimiert werden. In dieser Vorlesung wird eine Einführung in stochastische Auslegung von Strukturbauteilen gegeben und die nötigen probabilistischen und statistischen Grundlagen werden diskutiert. Die Aspekte des Verfahrens, die für den Produktentwicklungs- und die Konstruktionsprozess wichtig sind, werden erläutert und Methoden zur Ermittlung der Konstruktions- und Produktkritischen Parameter werden detailiert aufgezeigt. Die Grundlagen des Monte Carlo Verfahrens und von Design-of-Experiments werden dargelegt. Die Verfahren zur Übertragung entsprechender Ergebnisse vom Bauteilniveau auf die Systemebene werden ebenfalls diskutiert. Besonderen Wert wird dabei auf die Illustration praktischer Anwendungsbeispiele gelegt.