(Fortsetzung aus 53(2001)2, S. 45) Die Beschreibung des im ersten Teil des Beitrages behandelten Groß-Kollisionsversuches von zwei zum Abriß vorgesehenen Binnenschiffen (Seitenkollision) wird im vorliegenden Beitrag fortgesetzt. Es erfolgt eine Analyse der Schiffsbewegungen beider Schiff während des Kollisionsvorganges, wobei sowohl die elastische Verformung und die damit verbundenen elastischen Schiffsschwingungen als auch das in den Ladetanks enthaltene Ballastwasser entscheidenden Einfluß auf die Bewegungen der Schiffe hatten. Demensprechend wurden verschiedene Berechnungen durchgeführt. Die erste Berechnung erfolgte mit starren Schiffskörpern unter Annahme eines plastischen Zusammenstoßes. Dabei wurden in den Bewegungsgleichungen die gemessenen Kollisionskräfte als äußere Kräfte angenommen, wobei auch die hydrodynamischen Zusatzmassen beider Schiffe berücksichtigt wurden. Die zweite Berechnung berücksichtigte die Bewegung des Ballastwassers im rammenden Schiff, bei der dritten Berechnung wurden die Schiffskörper als elastische Balken modelliert und eine vierte Berechnung, ähnlich der dritten wurde mit veränderten hydrodynamischen Zusatzmassen und unter Ermittlung des Dämpfungskoeffizienten anhand einer FE-Simulation (Finite Elemente-Simulation) ausgeführt. Die Berechnungsergebnisse dieser Berechnungen werden in einer Tabelle verglichen. Das Strukturverhalten der Schiffskörperkonstruktionen während des Versuches wurde nachgerechnet. Die dabei angewendeten mathematischen Methoden (Verfahren nach Woisin und nach Wang und Ohtsubo) werden erläutert. Weitere Berechnungen erfolgten mit Hilfe des mit Makroelementen arbeitenden Computerprogramms DAMAGE und dem expliziten LS-DYNAFinite-Elemente-Programm. Beide Berechnungen werden ausführlich diskutiert und ihre Ergebnisse sind in Diagrammen dargestellt. Es werden weiterhin einige Möglichkeiten zur Erhöhung der Kollisionssicherheit diskutiert. Dazu zählen zum Beispiel die Erhöhung der Anzahl der Bauteile, die dem Kollisionsgegner entgegengesetzt werden. Dieses Verfahren ist jedoch wegen der Erhöhung des Schiffsgewichtes wirtschaftlich nicht vertretbar. Erfolgreicher ist das Ausschäumen der Doppelhüllenkonstruktion von Schiffen mit Polypropylen- und Polystyrenschaum mit der Dichte von 22-49 kg/m3. Dadurch wird eine Steigerung der Energieaufnahme bis zu ca. 90% möglich, ohne daß sich die bis zu diesem Zeitpunkt erreichte Eindringtiefe des Bugs wesentlich ändert. Die ausgeschäumte Struktur würde um 20 % schwerer werden. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Stählen mit hoher Bruchdehnung (austenitische Stähle), die außerdem korrosionsbeständig und gegen verschiedenste chemische Medien widerstandsfähig sind.. Diese Materialien ziehen jedoch höhere Kosten für Material und Schweißen nach sich. Der Einsatz dieser Materialien wurde im Rahmen des hierin beschriebenen Großversuches ebenfalls untersucht. Die Untersuchungsergebnisse werden erläutert. Eine erhöhte Kollisionssicherheit kann nur durch Kombination von aktiven Maßnahmen zur Verhütung solcher Unfälle (Weiterentwicklung von Navigations- und Verkehrsleitsystemen, Verbesserung des Ausbildungsstandes der Besatzungen, Überwachung der Ausrüstungen und der Qualität der Ausbildung auf der Basis internationaler Norm- und Regelwerke) und von passiven Maßnahmen (Verbesserung des Kollisionsschutzes der Schiffe selbst) erzielt werden. Dazu sind jedoch neue Berechnungsmethoden erforderlich, die neben den betrieblichen Belastungen auch die Belastungen in Havariesituationen berücksichtigen Die Grundanforderungen an solche Methoden werden kurz umrissen. Schließlich müssen neue im Schiffbau zur Anwendung kommende Materialien (Aluminium, faserverstärkte Kunststoffe) hinsichtlich ihres Kollisionsverhaltens untersucht werden.
Kollisionssicherheit. Schiffe (Teil 2)
Ships: safety against collisions (part 2)
Schiff und Hafen / Seewirtschaft ; 53 , 4 ; 57-60
2001
4 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 12 Quellen
Article (Journal)
German
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