3 Das neue Berechnungskonzept - bei DuEPublico

Das Kollapsverhalten moderner Binnengüterschiffe unter Berücksichtigung struktureller Imperfektionen _______
Abb. 3-2: Kombination von Standard-FE und Superelementen
Fig. 3-2: Combination of standard FE and superelements
In der erwähnten Diplomarbeit /B15/ wurde untersucht, inwieweit sich die Theorien, die der ISUM-Methode
zugrunde liegen, mit der FEM verbinden lassen, um die Nachteile beider Methoden möglichst zu eliminieren. Zusätzlich
sollte geklärt werden, welcher Aufwand betrieben werden muß, um ein solches Superelement zu erstellen
und dieses zu implementieren. Als Ergebnis ist ein finites Superelement angefertigt worden, das man zur Analyse
des Kollapsverhaltens von Binnenschiffen verwenden kann.
Dazu wurde eine kritische Auswertung der Arbeiten von Ueda und Paik vorgenommen, die als Entwickler und
Anwender der ISUM-Methode gelten. Die theoretischen Grundlagen sind in /B15/ dargelegt worden, um dem
Leser zu verdeutlichen, wie mit einfachen Verfahren aus den einzelnen Versagensmechanismen das Steifigkeitsverhalten
der jeweiligen ISUM-Einheiten gewonnen wird. Die wesentlichen Vereinfachungen und die damit zusammenhängenden
Folgen (kurze Berechnungszeiten, Ungenauigkeiten in den Ergebnissen, sehr beschränkte
Anwendbarkeit) wurden entsprechend der Aufgabenstellung herausgearbeitet.
In mehreren kritischen Vergleichsrechnungen sind dann die Unterschiede in den Ergebnissen der Analysen zwischen
der ISUM und der FEM aufgezeigt worden. Während bei der unversteiften Platte nur geringe Abweichungen
im Ergebnis auftraten, waren diese Unterschiede bei der versteiften ISUM-Platte nicht mehr zu übersehen
(Abb. 3-3). Auch die Untersuchung eines Gesamtmodells (Kastenträger von Ostapenko) zeigte die Unterschiede
beider Methoden. Eine ausführliche Beurteilung bezüglich dieser Ergebnisse ist im Kap. 3.3 der Diplomarbeit
/B15/ zu finden.
Als nächstes wurde das ISD-Superelement (welches im Rahmen eines anderen Forschungsvorhabens am ISD
entwickelt wird /Kohlhaupt98/ ) untersucht, um es als Alternative zu der herkömmlichen Analyse des Kollapsverhaltens
von Binnenschiffen mit Standardelementen zu verwenden. Dabei sollte das ISD-Superelement mit der
ISUM-Methode verglichen werden, um zu entscheiden, welcher Weg bei der Erstellung eines neuen Superelementes
einzuschlagen ist. Es stellte sich heraus, daß das ISD-Element ein Superelement im herkömmlichen Sinne
ist, welches auf der Grundlage hochgradiger Potenzansätze entstanden ist.
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