DE1248333B

DE1248333B - Device for the destruction test of collision protection components of ships

Info

Publication number: DE1248333B
Application number: DE1966G0046466
Authority: DE
Inventors: Gerhard Woisin
Original assignee: KERNENERGIEVERWERT GES fur; Schiffahrt M B H
Current assignee: KERNENERGIEVERWERT GES fur; Schiffahrt M B H
Priority date: 1966-03-31
Filing date: 1966-03-31
Publication date: 1967-08-24

Description

Vorrichtung zur Zerstörungsprüfung von Kollisionsschutzbauteilen von Schiffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerstörungsprüfung von Kollisionsschutzbauteilen von Schiffen, bei dem das durch einen im wesentlichen quer zur Fläche erfolgenden Stoß zu untersuchende Modell des zu prüfenden Schiffsteiles relativ zu einer Stoßeinrichtung von großer Standfestigkeit undloder großer Trägheit bewegt wird.Device for the destruction test of collision protection components of Ships The invention relates to a device for the destruction test of collision protection components of ships, in which this takes place through a substantially transverse to the surface Shock model of the ship part to be tested relative to a shock device is moved with great stability and / or great inertia.

Mit Zerstörungsprüfungen von Modellen der Kollisionsschutzbauteile bezweckt man, die Wirksamkeit verschiedener Anordnungen im Fall einer Schiffskollision zu prüfen. Solche Kollisionsschutzeinriclltungen sind von ganz besonderer Bedeutung bei Reaktorschiffen. Es ist üblich, ein Seitenwandmodell, das höchstens über eine halbe Schiffsbreite der Wirklichkeit maßstabsgerecht nachgebaut ist, in seiner Längsrichtung zu verspannen und in seiner Querrichtung gegen einen Stützbock oder einen beschwerten Wagen unmittelbar oder mittels einer einfachen Zwischenplatte oder auch mittels Bleiunterfütterung abzustützen. Bei der Prüfung erfolgt in Querrichtung ein Stoß mit einem Bugmodell mit einer bestimmten erforderlichen Energie. Die zu beaufschlagenden Seitenwandmodelle werden üblicherweise in Längsrichtung verspannt. Dies geschieht mit Verschraubungen oder anderen festen Verbindungen, vor allem der Außenhaut mit steifen Querscheiben und/oder mit Spannrahmen. Manchmal werden die Verschraubungen mit elastischen Zwischengliedem, z. B. Gummiunterlegscheiben oder Tellerfedern, kombiniert, um die Nachgiebigkeit und Steifigkeit der anschließenden Schiffsbauteile, insbesondere der Außenhaut, zu berücksichtigen. With destructive tests of models of the collision protection components The aim is to check the effectiveness of various arrangements in the event of a ship collision to consider. Such collision protection devices are of particular importance at reactor ships. It is common to have a sidewall model that has at most one half the width of the ship of reality is replicated to scale, in its longitudinal direction to brace and weighted in its transverse direction against a trestle or one Carriage directly or by means of a simple intermediate plate or also by means of Support lead lining. During the test, a shock occurs in the transverse direction with a bow model with a certain required energy. The to be charged Side wall models are usually braced in the longitudinal direction. this happens with screw connections or other fixed connections, especially with the outer skin rigid cross-disks and / or with a clamping frame. Sometimes the fittings are with elastic intermediate members, e.g. B. rubber washers or disc springs, combined to improve the flexibility and rigidity of the adjoining ship components, especially the outer skin.

Die Erfahrung zeigt, daß mit den herkömmlichen Vorrichtungen die in der Praxis vorhandenen Eigenschaften des zu untersuchenden Schiffes nur schlecht oder gar nicht nachgebildet werden können. Es ist aber sehr wichtig, daß die Außenhaut und die anderen Längs verbände des Modells an der Stoßstelle das gleiche mechanische Verhalten zeigen wie in der Wirklichkeit. Ob der Augenblick eines Bruches der Außenhaut früher oder später erfolgt, ist entscheidend für die Größe der von ihr aufnehmbaren Verformungsarbeit, d. h. ihres Anteils an der Stoßenergie. Die bisher üblichen Verbindungen der Außenhaut und anderer Bauteile des Seitenwandmodells sind vor allem deshalb ungeeignet, weil sie Zug einleiten, während in Wirklichkeit infolge der Durehbiegung des gerammten Schiffes auf der gestoßenen Schiffsseite Druck eingeleitet wird. Rein örtlich kann an der Stoßstelle zwar Zug herrschen, doch nicht in der größeren Entfernung an den Rändem des Modells. Äußerst unzweckmäßig ist bei her- kömmlichen Versuchseinrichtungen auch, daß die Krümmung des Modells nicht wie in der Wirklichkeit infolge der Schiffsbiegung erzeugt wird, sondern vielmehr durch die überwiegend unmittelbare Weiterleitung der Stoßkraft an der Rückseite des Seitenwandmodells durch eine satte Abstützung gerade vermieden wird. Experience shows that with the conventional devices in practice, the properties of the ship to be examined are poor or cannot be reproduced at all. But it is very important that the outer skin and the other longitudinal connections of the model at the joint use the same mechanical Show behavior as in reality. Whether the moment of a break in the outer skin occurs sooner or later, is decisive for the size of the recordable Deformation work, d. H. their share in the impact energy. The usual connections the outer skin and other components of the side wall model are mainly therefore unsuitable because they induce tension, while in reality as a result of bending of the rammed ship pressure is initiated on the impacted ship side. Pure There may be a local tension at the junction, but not at a greater distance on the edges of the model. It is extremely inexpedient to conventional experimental facilities also that the curvature of the model is not, as in reality, due to the bow of the ship is generated, but rather through the predominantly immediate forwarding the impact force on the back of the side wall model through a solid support just avoided.

Um die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen und eine Zerstörungsprüfung von Kollisionsschutzbauteilen zu ermöglichen, die den praktischen Bedingungen am Schiff besser entspricht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Modell in einen Biegeträger einzusetzen. Die Beaufschlagung des das Modell enthaltenden Biegeträgers ist auf verschiedene Weise möglich. So kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Biegeträger im wesentlichen stationär angeordnet und an seinen Enden auf Widerlagern abgestützt sein. Ferner ist es möglich, den Biegeträger in seiner Mitte auf einem abgebremsten Wagen abzustützen und an seinen Enden mit trägen Massen zu versehen. Wenn man gemäß einer dritten Ausführungsform den Biegeträger auf einem gegen über einer im wesentlichen stationären Stoßvorrichtung zu beschleunigenden Wagen in seiner Mitte unterstützt, können an den Enden des Biegeträgers angeordnete träge Massen auch hier die gewünschte Biegebeanspruchung hervorrufen. In order to eliminate the aforementioned disadvantages and a destruction test of collision protection components that meet the practical conditions on Schiff corresponds better, it is proposed according to the invention to convert the model into a Use bending beams. The application of the bending beam containing the model is possible in different ways. Thus, according to a first embodiment of the Bending beams are arranged essentially stationary and at their ends on abutments be supported. It is also possible to have the bending beam in its center on a to support the braked car and to provide inertial masses at its ends. If, according to a third embodiment, the bending beam on one opposite a substantially stationary jockey device to be accelerated in his car In the middle, inert masses arranged at the ends of the bending beam can be supported cause the desired bending stress here as well.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, daß die neutrale Biegefaser vom Biegeträger und eingesetzten Modell unter Berücksichtigung des Modellmaßstabs in dem der Wirklichkeit entsprechenden Abstand zur Außenhaut des Schiffes angeordnet wird. Diese Maßverhältnisse lassen sich relativ leicht einstellen, wenn man den Biegeträger auf der anderen Seite der neutralen Faser als das Modell mit einem Gurt großen Querschnitts versieht. Ferner werden zweckmäßig an den Enden des Modells starre plattenartige Rahmen angebracht, an die die Längsverbände des Modells fest angeschlossen werden, damit eine möglichst feste Verbindung wie in der Wirklichkeit entsteht. Another feature of the invention is directed to the fact that the neutral bending fiber from the bending beam and the model used, taking into account of the model scale at the distance to the outer skin that corresponds to reality of the ship is arranged. These proportions can be set relatively easily, if you have the bending beam on the other side of the neutral fiber than the model provided with a belt of large cross-section. Also be useful at the ends of Rigid plate-like frame attached to the model, to which the longitudinal bracings of the model must be firmly connected so that the connection is as strong as possible arises in reality.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In diesen zeigen F i g. 1 bis 6 schematische Darstellungen von Zerstörungsprüfeinrichtungen jeweils in Seitenansicht und in Draufsicht, Fig. 7 eine Draufsicht auf den das Modell enthaltenden Biegeträger der F i g. 6 in größerem Maßstab und F i g. 8 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie VIII-VIII der Fig. 7. The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In these, F i g. 1 to 6 are schematic representations of destruction testing devices each in side view and in plan view, FIG. 7 is a plan view of the model containing bending beams of FIG. 6 on a larger scale and FIG. 8 a section according to section line VIII-VIII in FIG. 7.

Das in einen Biegeträger fest eingesetzte Seitenwandmodell soll das infolge eines Kollisionsstoßes durchbiegende Schiff maßstabsähnlich simulieren. The side wall model, which is firmly inserted in a bending beam, should do that Simulate ship sagging as a result of a collision impact on a similar scale.

Zu diesem Zweck ist der Biegeträger an seinen Enden gegen einen Stützbock oder einen beschwerten Wagen abgestützt, oder es befinden sich im letzteren Fall dort an den Enden des Biegeträgers große träge Massen. Auf alle Fälle ist es gemäß der hier vorliegenden Erfindung erforderlich, ein Biegemoment zu erzeugen, das den Biegeträger und mit ihm das Seitenwandmodell krümmt, und zwar das letztere unter Berücksichtigung der Modellgesetze soviel wie in Wirklichkeit.For this purpose, the bending beam is at its ends against a support frame or a weighted cart supported, or it is in the latter case there at the ends of the bending beam large inertial masses. In any case, it is appropriate the present invention required here to generate a bending moment that the Bending beam and with it the side wall model curves, namely the latter under Consideration of the model laws as much as in reality.

Zur Durchführung dieses Verfahrens bieten sich verschiedene Möglichkeiten an, von denen in den F i g. 1 bis 6 drei angegeben sind. There are various options for carrying out this process on, of which in the F i g. 1 to 6 three are given.

Gemäß Fig. 1 und 2 befindet sich der das Modell M enthaltende Biegeträger B auf einem Wagen 10, der den Biegeträger etwa in seiner Mitte unterstützt. Der Wagen 10 ist in Richtung der Stoßkraft auf einem Gleis 11 längsverschieblich und zusätzlich mit Bremsfiächen 12 versehen, die im Wasserbecken 13 eintauchen, um die Bewegung des Wagens 10 nach dem Stoß abzubremsen. According to FIGS. 1 and 2, the bending beam containing the model M is located B on a carriage 10, which supports the bending beam approximately in its middle. Of the Car 10 is longitudinally displaceable in the direction of the impact force on a track 11 and additionally provided with braking surfaces 12, which are immersed in the water basin 13 to the Braking movement of the carriage 10 after the impact.

Der Stoß wird ausgeführt mit einem ebenfalls auf dem Gleis 11 geführten Stoßwagen 14, der an seiner Stirnseite mit einem Bugmodell 15 versehen ist. The joint is carried out with one that is also guided on track 11 Bumper car 14, which is provided with a bow model 15 on its front side.

Wenn der Wagen 14 das mit Gefälle ausgebildete Gleis 11 herunterfährt, trifft das Bugmodell 15 auf das in den Biegeträger B eingesetzte Modell M. Da der Biegeträger B an seinen Enden große träge Massen 16 enthält, ergibt sich die gewünschte Biegung am Biegeträger B und damit auch am Modell M. Die Einstellung der Stoßenergie erfolgt durch Verändern der Ablaufhöhe und durch geeignete Auswahl der Masse des Wagens 14.When the carriage 14 drives down the sloping track 11, the bow model 15 meets the model M inserted in the bending beam B Bending beam B contains large inertial masses 16 at its ends, the desired result results Bending on bending beam B and thus also on model M. Adjustment of the impact energy takes place by changing the drainage height and by suitable selection of the mass of the Carriage 14.

Um die beim Stoß erzeugte Krümmung oder Durchbiegung weitmöglichst an die der Wirklichkeit anzupassen, wird der Biegeträger so dimensioniert, daß für die Stoßstelle M EI (wobei M = Biegemoment, E = Elastizitätsmodul des Werkstoffes, I = Trägheitsmoment des Trägerquerschnitts) maßstabsähnlich wird. Ferner ist es zweckmäßig, den Biegeträger so auszubilden, daß seine neutrale Biegefaser unter Berücksichtigung des Modellmaßstabs in dem der Wirklichkeit entsprechenden Abstand zur Außenhaut des Schiffes zu liegen kommt. Bei einem noch unbeschädigten Schiff ist verständlicherweise davon auszugehen, daß die neutrale Biegeebene mit der vertikalen Längsmittelebene des Schiffes zusammenfällt. In einigen Fällen mag es auch genügen, die Normalspannung a in der Außenhaut, als dem beim Kollisionsstoß wichtigsten Längsverband auf den Wert M # = I . e (wobei e der Abstand der Außenhaut von der neutralen Faser, d. h. im allgemeinen der Schiffsmittelebene ist) einzustellen. As much as possible of the curvature or deflection produced by the impact to adapt to reality, the bending beam is dimensioned so that for the joint M EI (where M = bending moment, E = modulus of elasticity of the material, I = moment of inertia of the cross-section of the beam) is similar in scale. Furthermore it is expedient to train the bending beam so that its neutral bending fiber under Consideration of the model scale at the distance corresponding to reality comes to rest on the outer skin of the ship. With a ship that is still undamaged understandably it can be assumed that the neutral bending plane coincides with the vertical The longitudinal median plane of the ship coincides. In some cases it may be enough the normal stress a in the outer skin, as the most important longitudinal bracing in the event of a collision impact to the value M # = I. e (where e is the distance between the outer skin and the neutral fiber, d. H. generally the center plane of the ship).

Die F i g. 3 und 4 zeigen in Seitenansicht und in Draufsicht eine andere Prüfeinrichtung im Augenblick des Stoßes. Hier ist der das Modell M enthaltende Biegeträger B in seiner Mitte auf dem Wagen 24 abgestützt, der mit dem Biegeträger das mit Gefälle ausgebildete Gleis 21 herablaufen kann. The F i g. 3 and 4 show a side view and a plan view other testing device at the moment of the impact. Here is the one containing the M model Bending beam B is supported in its center on the carriage 24 with the bending beam the sloped track 21 can run down.

Auch hier ist der Biegeträger an seinen Enden mit trägen Massen 26 versehen. Im Augenblick des Stoßes trifft der Biegeträger B auf das Modell 25, das hier an einem festen und praktisch unbeweglichen Widerlager befestigt ist. Ein Vergleich mit der Einrichtung gemäß Fig. 1 und 2 läßt die Analogie erkennen und macht verständlich, daß auch hier im Biegeträger und damit im Modell M die gleichen Biegewirkungen auftreten.Here, too, the bending beam has inert masses 26 at its ends Mistake. At the moment of the impact, the bending beam B meets the model 25, which here is attached to a fixed and practically immovable abutment. A comparison with the device according to FIGS. 1 and 2, the analogy can be recognized and makes understandable that the same bending effects occur here in the bending beam and thus in the M model.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6, die im übrigen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 sehr ähnlich ist, läuft der mit einem Bugmodell 35 versehene Wagen 34 eine Gefällestrecke 31 herunter und trifft dann im Augenblick des Stoßes auf das in den Biegeträger B eingesetzte Modell M. Der Biegeträger B ist auf zwei festen Widerlagern 32 und 33 abgestützt, so daß sich auch hier der gleiche Kraftangriff ergibt, der durch die eingezeichneten Kraftpfeile P und P angedeutet ist. In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the rest of the embodiment 1 and 2 is very similar, the one provided with a bow model 35 runs Car 34 down a slope 31 and then hits at the moment of the impact on the model M inserted in the bending beam B. The bending beam B is on two fixed abutments 32 and 33 supported, so that here too the same force application results, which is indicated by the force arrows P and P shown.

Es ist verständlich, daß durch andere Orientierung von Biegeträger B und Stoßeinrichtung auch schräge Stöße durchgeführt werden können, um andere Kollisionsfälle zu simulieren. It is understandable that by different orientations of the bending beam B and impact device also oblique impacts can be carried out to avoid other collision cases to simulate.

Die F i g. 7 und 8 zeigen in Draufsicht und Schnitt eine vergrößerte Darstellung des Biegeträgers B der Fig. 5 und 6. Das eigentliche Schiffsmodell ist in den Fig.7 und 8 zur besseren Erkennbarkeit von einer gestrichelten Begrenzungslinie umgeben. Zur Befestigung des Modells M am Biegeträger B dienen steife Querscheiben oder Spannrahmen 41, an denen sich die Längsverbände des Modells M durch Verschweißen oder Verschrauben fest anschließen lassen. An der Rückseite des Biegeträgers B ist ein durchgehender Gurt 42 angeordnet, der auf den beiden Auflagern 32 und 33 aufruht. An diesen Gurt 42 sind die Spannrahmen 41 und gegebenenfalls noch weitere das Modell M stützende Streben 43 und 44 angeschlossen. Für einen Beispielsfall ist in den F i g. 7 und 8 auch die bezüglich der Außenhaut 45 entsprechend zu orientierende neutrale Faser 46 als strichpunktierte Linie angedeutet. The F i g. 7 and 8 show an enlarged plan view and section Representation of the bending beam B of FIGS. 5 and 6. The actual ship model is in FIGS. 7 and 8 by a dashed boundary line for better visibility surround. Rigid transverse washers are used to attach the model M to the bending beam B. or clamping frame 41, on which the longitudinal braces of the model M are attached by welding or have the screws firmly connected. At the back of the bending beam B is a continuous belt 42 is arranged, which rests on the two supports 32 and 33. On this belt 42, the tensioning frames 41 and, if necessary, further ones are the model M supporting struts 43 and 44 connected. For an example case, the F i g. 7 and 8 also those to be oriented accordingly with respect to the outer skin 45 neutral fiber 46 indicated as a dot-dash line.

Claims

Claims: 1. Device for destructive testing of collision protection components of ships, in which this takes place through a substantially transverse to the surface Shock model of the ship part to be tested relative to a shock device is moved by great stability and / or great inertia, d u r c h g e - indicates that the model (M) is used in a bending beam (B).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the the Model (M) containing bending beams (B) arranged essentially stationary and on its ends on abutments (32, 33) is supported (F i g. 5 to 8).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bending beam (B) supported in its middle by a braked carriage (10) and attached to his Ends with inert masses (16) is provided (F i g. 1 and 2).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the the Model (M) containing bending beam (B) on one opposite one essentially stationary jockey device (25) to be accelerated carriage (24) in its center supports and is provided with inertial masses (26) at its ends (FIGS. 3 and 4).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the neutral flexible fiber (46) from the bending beam (B) and inserted model (M) taking into account the model scale in the one corresponding to reality Distance to the outer skin of the ship is arranged.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the bending beam (B) at the ends of the model (M) is comparatively rigid, plate-like Contains frame (41) to which the longitudinal braces of the model (M) are firmly connected are.