16.07.2013 Views

Hvordan sikres stærke samlinger - Lars Damkilde - Energi på havet

Hvordan sikres stærke samlinger - Lars Damkilde - Energi på havet

Hvordan sikres stærke samlinger - Lars Damkilde - Energi på havet

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Højstyrkebeton/plast som erstatning for stål.<br />

Verificering og optimering<br />

af<br />

Design<br />

<strong>Lars</strong> <strong>Damkilde</strong>, Søren H. Lambertsen og Michael S. Jepsen<br />

Section for Structural Mechanics<br />

Department of Civil Engineering, Aalborg University<br />

1


Wavestar – bølgeenergianlæg. Flyderarm i stål<br />

2


Centrale problemer i offshorekonstruktioner<br />

• Udmattelse.<br />

• Konstruktionerne udsættes for rigtigt mange <strong>på</strong>virkninger med<br />

forskellig spændingsvidde.<br />

• Korrosion<br />

• Miljøet er meget aggressivt. Problemer med stål, der kan beskyttes,<br />

Stålarmerede betonkonstruktioner får ofte problemer<br />

• Installation af konstruktion er besværlig<br />

• Præfabrikerede elementer<br />

• Vægten skal ned og prisen samme vej.<br />

3


Nyt koncept for flyderarm i CRC beton og plast<br />

Ideen fra Wavestar og HiCon<br />

4


Konstruktionselementer – Kombination af CRC og plast<br />

Plast bidrager med ”fyld” og ingen korrosion i armeringen<br />

d<br />

PLASTIC / NYLON<br />

REINFORCEMENT<br />

PLASTIC FILLING<br />

CRC – 6 % fibers<br />

Dimension of square cross section:<br />

d = 150 ~ 200 mm<br />

Greater stiffness of cross section.<br />

Plastic/Nylon reinforcement is an<br />

unresolved issue<br />

5


Samlinger i komposit konstruktioner – Achilles hælen<br />

Fiberline bridge - Kolding<br />

6


”Den gode konstruktionsingeniør kendes <strong>på</strong> <strong>samlinger</strong>ne”<br />

Problemet: Overfører kræfter mellem elementer<br />

Løsning: Boltede eller støbte <strong>samlinger</strong><br />

7


AAU’s opgave<br />

• Optimere konstruktionsudformningen<br />

• Samlinger, færre elementer<br />

• Eftervise styrken specielt ved <strong>samlinger</strong>ne.<br />

8


Foreløbige resultater<br />

• Enklere dele<br />

• Genbrug af forme<br />

• Ingen overflødige elementer<br />

9


Vigtigt element: Indstøbte lejer - tolerancekrav<br />

10


Analyse af konstruktions<strong>samlinger</strong><br />

• Spændingskoncentrationer<br />

• Trækkapacitet i beton<br />

• Udmattelseskriterier<br />

• Forankring af stænger i forbindelse med <strong>samlinger</strong>.<br />

11


Spændingskoncentrationer - afrundinger<br />

• FEM (Finite Element Method) håndterer alle problemer (3D kompliceret<br />

geometri)<br />

• Forskellig krumningsradius ændrer max spænding betydeligt<br />

• R = 1 max 116 Mpa R = 4 max 80 MPa<br />

12


Konstruktionsoptimering – LayOut Idegenerering<br />

• Styrke/stivhedsoptimering<br />

• Inddrage produktionskrav.<br />

13


Konklusioner:<br />

• Samlinger er det centrale problem i kompositkonstruktioner<br />

• FEM-metoder kan afdække styrke/svagheder ved forskellige design<br />

udformninger<br />

• Styrkekrav skal formuleres generelt.<br />

• Generalisering ud fra test.<br />

• Store muligheder for substituering af materialer (typisk stål) med andre<br />

materialer i forskellige kombinationer (kompositkonstruktioner).<br />

• Optimeringsmetoder<br />

• Den gode konstruktionsingeniørs erfaring eller egentlig optimering.<br />

14

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!