Y-kon

• Dichtigkeit

• Ausreichende Festigkeit

• Ausreichende Steifigkeit

• Kein Verbauen der

Inneneinrichtung

• Geringe Masse

• Auftrieb erzeugen, wasserdicht sein

• Kräfte aufnehmen,

• weiterleiten, verteilen

• Verformungen begrenzen

• global, lokal

• Inneneinrichtung aufnehmen

• oder besser Inneneinrichtung trägt mit

• Form geben beim Bau

• strömungsgünstig, optisch

• hydrostatischer Druck

• hydrodynamischer Druck

• Riggkräfte • Kielkräfte

• Ruderkräfte

• weitere Belastungen durch:

• Kollision mit Treibgut

• Grundberührung

• Anlegen, Hafenanlagen • Kranen, Transport, Lagerung

Wann wird globale Biegung kritisch?

• lange schlanke Hochgeschwindigkeitsrümpfe

• über 15-20 m Länge

• Rümpfe mit geringem Freibord, z.B. „open 60“

• dünnwandige Sandwich Strukturen

• Decks mit großen Öffnungen

• Decks mit mehreren Luken querschiffs

• Decks mit großen Cockpits

• Impact-Belastung

• Deck → Winschkurbel, Spinnakerbaum • Rumpf → Schwimmende Objekte im Wasser

• Örtliche Festigkeit nötig:

• Mindestdicke (Sandwichdeckschicht 2-3 mm)

• Mindestmasse/Fläche (Flächengewicht)

• Ziel:

• Oberflächenschaden begrenzen

• Wassereinbruch verhindern

• Stauchkraft Mastfuß: bis 2 x Verdrängung

• Wanten Bb bzw. Stb: 1 x Verdrängung

• Fallen: 0,15 x Verdrängung • Vor- und Achterstag

• vertikal, zusammen: 0,85 x Verdrängung

• Eigengewicht besonders bei Schräglage

• hydrodynamisch bei Anströmung

• Grundberührung bei Fahrt über Grund

• Trägheitskräfte im Seegang

• an Land und bei Transport

• hohe Festigkeit bei geringer Dichte

• hohe Steifigkeit bei geringer Dichte

• Kollisions unempfindlich (Treibgut)

• Energieaufnahme vor Bruch

• Wärme isolierend

• für Winter und Sommer

• Nachhaltigkeit

• schall dämmend

• schwer entflammbar, nicht brennend

• korrosions- und verrottungsfest

• pflegeleicht (Schutz vor Umwelteinflüssen)

• Kein/wenig Wasser aufnehmend

• geringe Material- und Verarbeitungskosten

• Stahl

• Kann korrodieren und Dicke verlieren

• Mechanische Eigenschaften bleiben

• FVK

• Wasseraufnahme möglich, reduziert mechanische Eigenschaften, Risse und Hohlstellen

• Faser – Matrix Verbund löst sich • Deckschichten lösen sich vom Kern

• flexibel

• geringe Dichte

• dauerhaft, wenn konserviert

• hält Schrauben, Nägel

• leichter zu bearbeiten

• Wärme isolierend

• Schall isolierend

• Strom isolierend

• Furniere abwechselnd mit um 90° versetzter Faserrichtung

• ungerade Anzahl der Furniere

• damit Außenschichten parallel sind

• symmetrischer Schichtaufbau

• um Mittellage herum

• je mehr Schichten desto

• schwerer - Dichte des Klebstoffes ist größer als Dichte von Holz

• gleichmäßiger die Eigenschaften parallel und quer zur Faserrichtung der

• Plattenmaterial → gut für Decks und Schotte

• „Holzfaser verstärkte Kunststoffplatten“

• Festigkeit, Steifigkeit in zwei Richtungen

• fast orthotrop

• geringer als Vollholz in bevorzugter Richtung ca. 60%

• sehr gering in laminarer Richtung

• bei wiederholter großer Biegebelastung interlaminare Brüche möglich

• Außenhautwandstärken eigentlich nicht dünner als bei Plankenbauweise

• nur für abwickelbare Außenhautformen

• aber auch formverleimt mit Sperrholzstreifen statt Furnieren möglich

• Biegeradien begrenzt

• abhängig von Faserrichtung der äußeren Schichten

• Wasseraufnahme gering

• wenig Quellen und Schwinden

• jede Klebeschicht ist eine Dampfsperre

• gute mechanische Eigenschaften da geringer Wassergehalt

• trocken, kein Rott, keine Wasseraufnahme wenn außen versiegelt mit z.B. Epoxidharz

• nicht verleimte Furniere

• Überlappungen

• offene Kanäle

• lose Stellen von Astlöchern

• Astlöcher im Deckfurnier

• Risse in Furnieren

• Holzverfärbungen

• Duktil • Hohe Festigkeit & Steifigkeit • Zweidimensional krümmbar • Isotrop

• Duktil

• Schädigungen besser sichtbar

• Einfachere Reparatur

Vorteile von Alu gegenüber Stahl:

• geringere Dichte

• leichter zu bearbeiten, zu verformen

• kein Rost • keine Funken

• nicht magnetisch

• bedingt größere Energieaufnahme

• weniger empfindlich bei Kerbwirkung

• höherer Schrottwert

• hoher Wiederverkaufswert ➢Stahl erst bei Rumpflängen ab ca. 20 m sinnvoll

FÜR MEHR DETEILS FRAGENKATALOG S. 54 - 58

• allgemeiner Abtrag

• galvanische, elektrolytische Korrosion

• Lochfraß, Spaltkorrosion

• Schweißkorrosion

• selektive Korrosion (z.B. Entzinkung)

• Spannungsrisskorrosion

• Ermüdungskorrosion

• Elektrochemische Reaktion zwischen unterschiedlichen Metallen

• Tritt auf bei Kontakt ungleicher Metalle im Elektrolyt (Meerwasser)

• Anodenmetall (unedler) gibt Elektronen an Kathodenmetall (edler) ab und korrodiert

Folgen

• Starker Materialabtrag am Anodenmetall (z.B. Zink, Aluminium)

• Kann zu Undichtigkeiten und Strukturschäden führen

• Gefahr für Schiffsicherheit bei fortschreitender Korrosion Prävention

• Kathodischer Schutz durch Opferanoden (Zink, Aluminium)

• Potenzialausgleich zwischen Metallteilen

• Vermeidung von Kontakt zwischen ungleichen Metallen

• Regelmäßige Inspektion und Wartung

• äußere Spannungsquelle

• Akku • Landanschluss

• gleiche Metalle möglich

• Isolierend

• Gutes Verhältnis von Festigkeit/Steifigkeit zu Dichte

• Keine Korrosion

• Anpassbare Materialeigenschaften durch anisotropes Materialverhalten

• Keine Verrottung (Außer Osmose)

• Hohe Steifigkeiten

• Hohe Festigkeiten

• Frei formbar

Fasereigenschaften abhängig von:

• Werkstoff

• Glas, Aramid, Kohle, andere

• Durchmesser

• Orientierung

• Kerbfreiheit

• Eigenspannungen

• Je dünner die Faser, desto höher die Materialeigenschaften

• Die Wahrscheinlichkeit von Fehlstellen sinkt

• Transport von Wasser in Zwischenräume im Laminat aufgrund des Osmotischen Drucks (Ausgleich von chemischen Konzentrationen zwischen 2 Stoffen)

• 2 Faserverbund Deckschichten um einen leichten biegesteifen Kern herum

• Deckschichten nehmen Zug und Druckspannungen auf, der Kern die Schubspannungen und sorgt für einen gr. Randfaserabstand

Versagen bei Stauchung

• Globales Ausknicken

• Scherquetschung

• Kern versagt auf Schubbelastung

• Auffalten

• Deckschicht löst sich vom Kern

• Kern reißt auf

• Eindrücken

• Kern wird zusammen gedrückt

• Kräuseln

• Deckschichten knicken aus

Prozessschritte

1. Faserablage

• Nach Laminatplan

2. Imprägnieren mit Harz

3. Konsolidieren

• Entfernen von überschüssigem Harz, Luft und Lösungsmitteln

4. Härten

5. Entformen

6. Abschlussarbeiten

• Besäumen, usw.

Ziele bei Laminatherstellung

• hoher Faseranteil

• hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit

• bei geringer Masse

• Reproduzierbarkeit

• geringe Bandbreiten

• wenig Aufwand, schnell

• geringe Kosten

• Material, Lohnstunden, Maschinen

• Handauflegeverfahen 𝜓 < 40%

• Infusionsverfahren 𝜓 = 50- 60%

• Prepreg Verfahren 𝜓 > 60

• Faserablage

• Nach Laminatplan, per Hand

• Imprägnieren mit Harz

• Entlüften

• Härten

• Entformen

• Abschlussarbeiten