Side structure filled with multicellular glass hollow spheres in a quasi-static collision test

Schöttelndreyer, M; Tautz, I; Fricke, Wolfgang; Lehmann, Eike

doi:10.1201/b14915-13

Cited by 6 publications

(3 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…They are proven to increase the crashworthiness in several experiments and numerical investigations [3,4]. Another approach to increase the capability of a double hull structure to absorb energy is to fill it with filling materials like hollow glass spheres as reported by Schöttelndreyer et al [5]. In the current study, a double hull design with the alternative stiffening system PVPS [1] (English: plate strengthened stiffeners, German: Plattenverstärkte Profilsteifen -PVPS) is investigated and compared to a conventional design.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Numerical investigations of collision experiments considering weld joints

Werner

Heyer

Sander

2015

Engineering Failure Analysis

View full text Add to dashboard Cite

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Numerical investigations of collision experiments considering weld joints

Werner

Heyer

Sander

2015

Engineering Failure Analysis

View full text Add to dashboard Cite

“…This often leads to major structural damage to the ships involved, often in connection with considerable environmental damage [7]. The influence of granular filling materials on the strength of a double-hull structure has already been investigated [8,9]. In model tests with unfilled and filled double-hull structures, into which a punch, in the form of a bulbous bow, was pressed, an increase in energy absorption by an average of 60% was found [10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fluidized Bed Spray Coating for Improved Mechanical Properties of Particles

Orth

Rotter²,

Safdar³

et al. 2023

Processes

View full text Add to dashboard Cite

When designing crash absorber particles for application as a filling material in the double-hull of ships, the main goal is to achieve an optimal mechanical performance, in combination with a low-density particle structure, while fulfilling several additional requirements regarding, for example, non-toxic and hydrophobic behavior. In this study, a fluidized bed was used to coat Poraver® glass particles with Candelilla wax and silicone to attain these specifications. A uniform coating was achieved with wax, but the process turned out to be far more challenging when using silicone. To evaluate the suitability of coated particles as a granular filling material, and to compare their performances with that of untreated Poraver® particles, several mechanical tests, as well as structural investigations, were conducted. While no notable improvement in mechanical behavior was observed on the single-particle level, bulk tests showed promising results regarding compressibility and abrasion resistance of coated particles compared to untreated ones.

show abstract

“…Ehlers 2010a, Tautz et al 2013, Lehmann and Yu 1998, Peschmann 2001, Servis 2003, Servis and Samuelides 2006, Törnqvist 2003and Lou et al 2012. Non-linear FE codes have been employed to evaluate the energy absorption capacity of conventional and innovative ship structures, as can be seen for instance in Hung et al (2010), Ehlers et al (2010) and more recently in Hogström and Ringsberg (2013) and Schöttelndreyer et al (2013) as well as for benchmark studies to investigate the behaviour and validity of different rupture criteria (see e.g. , Ehlers et al 2008, Savvas 2009, Hogström 2012and Marinatos and Samuelides 2013a, 2013b.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Determination of failure criteria and incorporation in FE codes for the simulation of ship’s hull in extreme loading conditions

Marinatos¹,

Μαρινάτος²

View full text Add to dashboard Cite

Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής, είναι ο καθορισμός μιας αριθμητικής διαδικασίας για τη ρεαλιστική προσομοίωση της απόκρισης της γάστρας του πλοίου στην περίπτωση ατυχημάτων, όπως σύγκρουσης ή προσάραξης, με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (ΠΣ). Ιδιαίτερα, η μελέτη εστιάζει στη διερεύνηση της επίδρασης που έχει το μοντέλο του υλικού, δηλαδή η καμπύλη του υλικού σε συνδυασμό με ένα κριτήριο αστοχίας, καθώς και ο ρυθμός παραμόρφωσης και το μήκος του στοιχείου που χρησιμοποιείται για τη διακριτοποίηση του μοντέλου στην εκτίμηση της ικανότητας της κατασκευής να καταπονείται σε φορτία που δέχεται κατά την εμπλοκή της σε ατύχημα και στην πρόβλεψη της μορφής της ζημιάς λόγω των φορτίων αυτών. Γενικά, οι προσομοιώσεις ατυχημάτων πλοίων με τη μέθοδο των ΠΣ, στοχεύουν είτε στον προσδιορισμό της σχέσης δύναμης και απορροφούμενης ενέργειας αφενός και έκτασης της ζημιάς αφετέρου ή στην πρόβλεψη της ζημιάς όταν ένα ή δύο πλοία εμπλέκονται σε ατυχήματα, που αναπτύσσονται κρουστικά φορτία.Για τον καθορισμό της κατάλληλης τεχνικής μοντελοποίησης, είκοσι τρία πειραματικά μοντέλα τα οποία είναι διαθέσιμα στη βιβλιογραφία προσομοιώνονται. Στα εν λόγω πειράματα, που επιλέχθηκαν για τη συγκριτική ανάλυση, παρατηρούνται οι μορφές παραμόρφωσης που συμβαίνουν στα ατυχήματα των πλοίων, δηλαδή κάμψη, μεμβρανικές τάσεις, σχίσιμο υπό την επιβολή φορτίων στο επίπεδο του εξεταζόμενου στοιχείου, λυγισμός, σύνθλιψη και περιστροφική αναδίπλωση (curling). Επιπλέον, τα πειραματικά μοντέλα διέθεταν πάχη από 3 έως 20 και είχαν φορτιστεί ψευδο-στατικά ενώ σε μία περίπτωση δυναμικά.Η καμπύλη πραγματικής τάσης-παραμόρφωσης καθορίζεται από πειράματα μονοαξονικού εφελκυσμού μέχρι το σχηματισμό του λαιμού, ενώ διαφορετικές σχέσεις πραγματικής τάσης-παραμόρφωσης διερευνώνται πέρα από το σημείο αυτό. Για την προσομοίωση της έναρξης και διάδοσης της ρωγμής λαμβάνονται τρία κριτήρια αστοχίας. Αυτά είναι ένα κριτήριο το οποίο βασίζεται στην ισοδύναμη πραγματική πλαστική παραμόρφωση (Marinatos and Samuelides 2013a, 2013b και 2015) και αναφέρεται ως SHEAR λόγω της κρίσιμης αλλαγής της μορφής του στοιχείου πριν τη θραύση, το BWH κριτήριο αστάθειας (Alsos et al. 2008) και το RTCL κριτήριο ζημιάς, (Törnqvist 2003). Η συμπεριφορά αυτών των κριτηρίων, καθώς και άλλων κριτηρίων τα οποία αναφέρονται στη βιβλιογραφία, διερευνάται με στόχο τον προσδιορισμό των αιτίων λόγω των οποίων αυτά παράγουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν εφαρμόζονται για την πρόβλεψη της θραύσης σε συνθήκες επίπεδης εντατικής κατάστασης.Με βάση τη συγκριτική ανάλυση και τη διερεύνηση των παραμέτρων οι οποίες επηρεάζουν τη συμπεριφορά των κριτηρίων, συνιστάται η χρήση ενός κριτηρίου το οποίο βασίζεται σε μια κρίσιμη ισοδύναμη πραγματική πλαστική παραμόρφωση, δηλαδή το κριτήριο SHEAR, το οποίο δεν ενεργοποιείται όταν η τιμή της τριαξονικότητας των τάσεων είναι ίση ή μικρότερη από -1/3 σε συνδυασμό με μια καμπύλη υλικού εκθετικού τύπου και ένα λόγο μήκους στοιχείου προς πάχος μεταξύ δύο και τέσσερα, ή 2 4. Η πρόταση αυτή είναι κατάλληλη για την προσομοίωση σύγκρουσης πλοίων με χρήση κωδίκων ΠΣ σε συνεργασία με στοιχεία επίπεδης τάσης.Η εν λόγω τεχνική αριθμητικής προσομοίωσης, μπορεί να εφαρμοσθεί για τη διερεύνηση καινοτόμων κατασκευαστικών διατάξεων στα πλοία και την εκτίμηση της αντοχής σε σύγκρουση των κατασκευών στο πλαίσιο μιας ανάλυσης Οριακής Κατάστασης Ατυχήματος (ALS) η οποία περιλαμβάνει τον καθορισμό της εναπομείνασας αντοχής, της ευστάθειας και της εκροής πετρελαίου μετά από ατύχημα.Στην παρούσα εργασία, η τεχνική αριθμητικής προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε για τη διερεύνηση της επίδρασης στην έκταση της ζημιάς που προκαλείται στην πλευρά ενός πλοίου όταν αυτό συγκρουστεί με μια παραμορφώσιμη πλώρη. Η ανάλυση έδειξε, ότι η υπόθεση μιας άκαμπτης πλώρης, όχι μόνο επιβάλλει υψηλότερη φόρτιση, από πλευράς ενέργειας, στο πλοίο που δέχεται το χτύπημα, αλλά έχει επίσης σημαντική επίδραση στη γεωμετρία της επιφάνειας επαφής ανάμεσα στα συγκρουόμενα πλοία και συνεπώς στην πρόβλεψη της ζημιάς που συμβαίνει κατά τη διάρκεια ενός σεναρίου σύγκρουσης.

show abstract

Side structure filled with multicellular glass hollow spheres in a quasi-static collision test

Cited by 6 publications

References 0 publications

Numerical investigations of collision experiments considering weld joints

Numerical investigations of collision experiments considering weld joints

Fluidized Bed Spray Coating for Improved Mechanical Properties of Particles

Determination of failure criteria and incorporation in FE codes for the simulation of ship’s hull in extreme loading conditions

Contact Info

Product

Resources

About