Im Schiffsbau nehmen im Rahmen des Formleichtbaus die stoffschlüssige Fügetechnik und die fertigungs- sowie montagegerechte Gestaltung der Stahlkonstruktionselemente eine Schlüsselposition ein. Konventionelle Schweißverfahren verursachen gerade in dünnwandigen ebenen Baugruppen erhebliche Schrumpfungsspannungen und Deformationen. Insbesondere das Laserschweißen bietet hier Vorteile. Ein wirtschaftlicher Einsatz erfordert die Beherrschung miteinander gekoppelter Aufgabenkomplexe unter den Bedingungen der schiff- und stahlbaulichen Praxis. Lasergeschweißte Sandwichpaneelen erlauben in Kombination mit konventionellen Versteifungselementen die Entwicklung ebener Flächentragwerke, die im Vergleich mit herkömmlichen Lösungen eine größere Steifigkeit, eine geringere Masse und eine bessere Montagefreundlichkeit haben. Im Beitrag werden einige Untersuchungen zum Festigkeitsverhalten lasergeschweißter Nähte, Bauteile und Strukturen vorgestellt, die im Rahmen eines BMBF-Forschungsvorhabens durchgeführt wurden. Untersucht wurde die Tragfähigkeit unter Last (laterale Biegung, Randschublast und Beullast) und das Schwingfestigkeitsverhalten (Detailproben aus der Lasernahtverbindung, Kleinproben unter schwingender lateraler Biegelast, Paneelfelder unter diskretisierter Flächenlast). Der Einsatz von lasergeschweißten Paneelen als modulare Elemente größerer Stahlstrukturen erfordert auch konstruktive Lösungen zur Gestaltung des Verbundes Paneele-Paneele sowie der Stoßstellen zwischen Paneelfeldern und konventionellen Schiffskörperkonstruktionen. Die beim Einsatz stranggepreßter Aluminiumpaneele auf der Meyer-Werft gesammelten positiven Erfahrungen dienten als Grundlage für die Bearbeitung einer Vorzugsvariante, die im Beitrag schematisch dargestellt wird. Die Verbindung wurde unter Schwingfestigkeitsbelastung getestet, bevor ihr praktischer Einsatz in Deckkonstruktionen auf Passagierschiffen zugelassen wurde. Zur Optimierung der Anschlußkonstruktionen wurden weitere Verbindungsvarianten geprüft. Auch hier zeigen die Schwingfestigkeitsversuche, daß eine sehr sichere Dimensionierung der Paneelanschlußstellen mit der Entwurfswöhlerlinie für Detailkategorie 45 möglich ist. Untersuchungen zum Langzeitverhalten lasergeschweißter Deckkonstruktionen ergaben keine Anzeichen einer Schädigung durch Ermüdung, Stabilitätsverlust oder Gewaltbruch. Es gibt bereits Überlegungen zum Einsatz der Paneele in Autotransportern und Fährschiffen.
Lasergeschweisste Paneele als Leichtbauteile im Schiff- und Stahlbau
Laser weided panels as lightweight elements for shipbuilding and steelindustry
2000
17 Seiten, 14 Bilder, 16 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Lasergeschweisste Paneele als Leichtbauteile im Schiff- und Stahlbau
British Library Conference Proceedings | 2000
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