Das Kollapsverhalten moderner Binnengüterschiffe unter Berücksichtigung struktureller Imperfektionen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Hans-Joachim Schlüter
• Subject Area: Fluid Mechanics, Technical Thermodynamics and Thermal Energy Engineering
• Term: from 1996 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5280806

Im ersten Teil dieses Forschungsvorhabens wurden die Rahmenbedingungen für eine nichtlineare Berechnung von Binnenschiffen mit der Finiten Elemente Methode (FEM) geschaffen. Dies umfaßte neben der Erstellung der CAD- und FE-Modelle, auch notwendige Eigenentwicklungen zur Unterdrückung der Starrkörperbewegung, Programmierung der Belastungen, Implementierung eigener Elemente etc. Der zweite Teil des Vorhabens knüpft an diese Entwicklungen an. Er beinhaltet im wesentlichen die Durchführung der FE-Berechnungen am Beispiel eines Schubleichters und eines modernen Binnencontainerschiffes. Diese Analysen beziehen sich auf sieben verschiedene Möglichkeiten der Ladungsverteilung im Laderaum der Schiffe. Ein weiterer wichtiger Punkt in diesen Berechnungen sind die anzusetzenden Imperfektionen, welche das Alter der Schiffe berücksichtigen. Hierbei wird zwischen vier FE-Modellen unterschieden. Diese repräsentieren den Neubauzustand, das 10 und 20 Jahre alte Schiffe sowie außergewöhnlich starke Schäden in der Struktur. Aus dem Vergleich der Ergebnisse werden Aussagen über die Kollapssicherheit der Schiffe abgeleitet. Um die Berechnungen möglichst effektiv zu gestalten, sind weitere Softwareentwicklungen notwendig. So soll z.B. für die hochbelasteten Laderaumsegmente im Mittschiffsbereich die Submodelltechnik (Kapitel 3.1.2 im Zwischenbericht) genutzt werden. Hierbei handelt es sich um eine Eigenentwicklung, für welche die notwendigen Programmierarbeiten noch abzuschließen sind. Insbesondere sind die Möglichkeiten der adaptiven Vernetzung zu berücksichtigen. Abschließend snd einige konstruktive Vorschläge für den Hauptspantquerschnitt zukünftiger Binnenschiffe zu erarbeiten. Erste Überlegungen zu diesem Punkt sind im Kapitel 9.1 des Zwischenberichtes erläutert.

• DFG Programme: Research Grants