Validierung von Kollisionsberechnungen durch Großversuche an Konstruktionsvarianten von Seitenhüllen

Das Forschungsvorhaben untersucht konstruktive Varianten am rammenden und gerammten Gegner bei einer Schiffskollision, um das Energieaufnahmevermögen insgesamt zu verbessern. In zwei Vor- und vier Kollisionsversuchen wurden diese experimentell untersucht. Die bewährte Annahme eines starren Bugwulstes und einer verformbaren Doppelhülle wurde im ersten Kollisionsversuch gewählt. Durch Vergleich mit diesem Versuch ließen sich die nachstehenden Varianten experimentell bewerten.
Für das rammende Schiff wurde eine Bugwulstkonstruktion mit einer leicht verformbaren Bugwulstkappe vorgeschlagen, die im Kollisionsfall die Bugspitze abflacht. Dazu wurde eine gebaute Bugwulstkonstruktion hinsichtlich einer Steifigkeitsreduzierung untersucht. Dieses geschah in Abstimmung mit einer Klassifikationsgesellschaft, um bestehende Vorschriften trotz Steifigkeitsreduzierung
einzuhalten. Für das gerammte Schiff wurde die Befüllung von Doppelhüllenstrukturen mit granularen Schüttgütern vorgeschlagen, weil diese bei Inspektionen im Schiffsbetrieb leicht zu entfernen und wieder zu verfüllen sind. Um die Materialeigenschaften bestimmen zu können, mussten technisch aufwendige
Versuche an einzelnen Partikeln sowie an Testvolumina durchgeführt werden. Für die numerische Abbildung dieser Eigenschaften wurden mehrere aus der Literatur bekannte Materialmodelle genauer untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt der durchgeführten Untersuchungen lag auf der Ermittlung der Materialeigenschaften von Stahl. Die verwendeten Stahlchargen aus den Kollisionsversuchen wurden in Zugversuchen untersucht, hierfür wahre Spannungs-Dehnungs-Kurven generiert und
verschiedene Bruchkriterien verglichen. Durch intensive Validierung der Simulationen mit den Versuchen ließen sich die experimentell untersuchten Varianten auf Großausführungen übertragen, um auch hier die Wirkung zu verifizieren.
Als Kollisionsszenario diente eine reale Kollision. Die Validierung der Simulation erfolgte über einen Vergleich des errechneten mit dem tatsächlichen Schadensbild und dem Energieeintrag.