ISBN 978-3-8439-2754-3

978-3-8439-2754-3, Reihe Ingenieurwissenschaften

Benjamin Werner
Versagensverhalten schiffbaulicher Strukturen unter Kollisionsbelastung bei Verwendung eines alternativen Aussteifungssystems

162 Seiten, Dissertation Universität Rostock (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Aufgrund von menschlichem oder technischem Versagen kommt es in viel befahrenen Wasserstraßen immer wieder zu Kollisionen von Schiffen, die zu einer Gefährdung von Menschenleben und zu Umweltverschmutzungen führen. Durch alternative Aussteifungssysteme lässt sich eine Erhöhung des Kollisionswiderstands von Doppelhüllenstrukturen erreichen und gegebenenfalls die Schwimmfähigkeit einer geschädigten Schiffsstruktur sichern. In den zurückliegenden Jahren wurden experimentelle und numerische Untersuchungen zur Bestimmung des Kollisionswiderstands von verschiedenen alternativen Aussteifungssystemen durchgeführt. Dabei sind die alternativen Aussteifungssysteme häufig durch eine grundlegend verschiedene Konstruktion gegenüber der konventionellen Bauweise einer Doppelhülle gekennzeichnet.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden experimentelle und numerische Untersuchungen mit dem alternativen Aussteifungssystem plattenverstärkte Profilsteifen (PVPS) durchgeführt. Dazu wurden skalierten Doppelhüllenstrukturen in drei Kollisionsversuchen untersucht und die Kraft-Verschiebungskurven, das Energieaufnahmevermögen sowie die Versagensmechanismen der konventionellen und der alternativen Bauweise bestimmt und miteinander verglichen. In FE-Analysen ließen sich die Ergebnisse der Kollisionsversuche in großer Übereinstimmung abbilden. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Untersuchung der Tragfähigkeit von Schweißverbindungen, die für die Implementierung der PVPS in die Doppelhülle notwendig sind. Dafür wurden Versagenskriterien bzw. Schädigungsmodelle für das Bruchversagen von Schweißverbindungen kalibriert und eine Vernetzungstechnik entwickelt. Die Vernetzungstechnik und die kalibrierten Versagenskriterien bzw. Schädigungsmodelle fanden in numerischen Kollisionsanalysen mit unterschiedlichen Schiffstypen Anwendung. Neben der Bestimmung der Tragfähigkeit dieser Schweißverbindungen, ließ sich in den Kollisionsanalysen das Energieaufnahmevermögen sowie die Versagensmechanismen der Doppelhüllenstrukturen mit dem alternativen Aussteifungssystem und der konventionellen Bauweise untersuchen.