2. Stalowe panele typu sandwich
2.2 Prace badawcze dotyczące stalowych paneli typu sandwich
Stalowe konstrukcje sandwichowe są przedmiotem zainteresowania wielu instytucji naukowo-badawczych, które we współpracy z przemysłem rozwijają tę nową postać konstrukcyjną mogącą mieć zastosowanie przede wszystkim w transporcie morskim i lądowym, ale również w budownictwie i lotnictwie, a także zastosowaniach nietypowych.
Pod koniec XX i na początku XXI wieku zainicjowane zostały liczne projekty badawcze dotyczące metalowych paneli typu sandwich. Pierwsze projekty wywodzą się z działalności marynarki wojennej Finlandii, USA i Niemiec (lata 80-te). Następnie tematykę podjęły instytucje naukowo-badawcze w Unii Europejskiej, które finansowane z Funduszy Ramowych i źródeł narodowych poszczególnych krajów zrealizowały kilkanaście projektów związanych z tą tematyką. Początkowo były to projekty obejmujące obszar prac koncepcyjnych, technologii produkcji tego typu konstrukcji, w szczególności technik spawania laserowego. Następnie przeprowadzono programy obejmujące tematykę badania własności wytrzymałościowych, odporności korozyjnej, odporności ogniowej i innych ważnych aspektów z punktu widzenia zastosowania praktycznego. Kolejne projekty w założeniu miały wdrażać nowe technologie do przemysłu i umożliwić szersze ich
18
wykorzystanie. Prace doczekały się pierwszych praktycznych przemysłowych zastosowań, których testowanie trwa do dzisiaj. Praktyczne wykorzystanie stalowych paneli sandwichowych w różnych branżach omówiono w punkcie 2.8.
.
W Tab.2.1 przedstawiono listę projektów badawczych związanych z tematyką stalowych paneli typu sandwich. Efektem tych prac jest rozwiązanie wielu problemów związanych z projektowaniem, produkcją, eksploatacją i utylizacją paneli typu sandwich. Jednocześnie szereg czynników ekonomicznych spowodował, że konstrukcje sandwichowe wykorzystywane są jak na razie tylko w specjalnych zastosowaniach. Jest to rozwiązanie
„z górnej półki”, które objęte jest dodatkowym ryzykiem i kosztami wynikającymi z braku pełnego rozwiązania niektórych problemów.
Nazwa, akronim Źródło
finansowania Okres Opis skrócony ASPiS - Application of Steel Sandwich Panels into
Ship Structure EU - EUREKA 2004 -
2005 Projekt miał za zadanie wprowadzenia do konstrukcji okrętowych nowego rozwiązania w postaci paneli typu sandwich. Praktyczne zastosowanie nowej techniki spawania laserowego.
BONDSHIP EU-5FP
Transport. 2001-
2004 Wprowadzenie do konstrukcji okrętowych połączeń klejonych, szczególnie w odniesieniu do konstrukcji lekkich.
2003 Inicjatywa mająca na celu ułatwienie transferu technologii kompozytowych pomiędzy różnymi sektorami transportu (kosmiczny, samochodowy i kolejowy).
Composite Structures Analysis and Design ESA/ ESTEC 2002-
2004 Rozwój oprogramowania ESAComp
Coraldec Corns Badania własności mechanicznych aluminiowych paneli
sandwichowich
Core Wood Internal
(TUHH.
Industrv)
2002-
2005 Materiały drewnopochodne jako wypełnienie sandwichowych konstrukcji okrętowych
Crashcoaster EU-5FP
Transport Ocena odporności na kolizje konstrukcji powłokowych składających się z stalowych paneli typu sandwich
CREST National Oprogramowanie do analizy koncstrukcji cienkościennych
zawierających panele sandwichowe – modół CREST Development and Investment of Laser Hvbrid
Welding Meyer Werft
Papenburg 1998-
2003 Technologia spawania laserowego i hubrydowego konstrukcji cienkościennych
Development and strength testing of composite coatings for precurved all steel sandwich panels of railway cargon wagon floor panels
National
TEKES 1999 -
2000 Rozwój i testy powłok kompozytowych stalowych paneli typu sandwich dla przemysłu kolejowego (platformy wagonów kolejowych)
Development of I-core sandwich
panels Meyer Werft.
Papenburg 2004-
2003 Zastosowanie, wytwarzanie, prefabrykacja, wyposażanie, projektowanie stalowych paneli typu sandwich Development of prototype steel sandwich panels National
TEKES 2001 -
2002 Rozwój prototypów stalowych paneli sandwichowych dla konstrukcji okrętowych (pokłady, balkony, platformy, szyby wind)
DockLaser EU-5FP
Transport 2003-
2005 Zwiększanie efektywności i jakości w przemyśle okrętowym poprzez rozwój mobilnych urządzeń do spawania laserowego
Entwicklung von Standardrohrhaltern für den
Schiffbau National 2002-
2003 Rozwój standardowych połączeń rur (mogących mieć zastosowanie również w konstrukcjach typu sandwich) Environment friendly ships for
Baltic area:
BALTECOLOGICALSHIP
EU-EUREKA
2001-2005 Celem projektu jest zbudowanie zaawansowanego technicznie, przyjaznego środowisku i efektywnego ekonomicznie systemu transportowego dla Morza Bałtyckiego
EPSRC - Progressive Damage
Modelling of Sandwich Structures National UK 2001-
2005 Określenie przyczyn powstawania różnych uszkodzeń konstrukcji jednoposzyciowych i sandwichowych
19
Erhöhte Rationalisierungseffekte
im Schiffskörperbau durch Laserstrahlschweißen teilangeschlossener T-Stöße
National 2002-
2003 Laserowe spoiny pachwinowe o niepełnym przetopie dla konstrukcji lekkich
Euclid - The Residual Strength of
Metal to ERP Sandwich joints National UK 2000
-2003 Ocena długoterminowej wytrzymałości połączeń pomiędzy stalą i laminatem poliestrowo-szklanym
Euclid: 1998-
2003 Europejski projekt współpracy długoterminowej w dziedzinie obronności. Dotyczy żywotnośc, trwałości i efektywności pracy okrętowych konstrukcji sandwichowych Extremer Leichtbau für
Hochgeschwindigkeitsschiffe National 2000 -
2003 Analiza i porównanie alternatywnych typów lekkich i sandwichowych konstrukcji okrętowych
Gluesandwich 2006 -
2009 Studium wykonalności nowych alternatywnych wypełnień stalowych konstrukcji sandwichowych
GROUNDING National FI 1998 -
2002 Opracowanie łatwych w użyciu narzędzi do projektowania konstrukcji o zwiększonym bezpieczeństwie biernym
HYCOPROD EU5FP 2000-
2003 Projekt procesu produkcyjnego zaawansowanych kompozytów dla wytwórców wielkogabarytowych, hybrydowych konstrukcji sandwichowych dla sektora transportu
HYCOTRANS EU 1997-
1959 Opracowanie innowacyjnego materiału dla konstrukcji kompozytowych. Zwiększanie efektywności technologii produkcji konstrukcji sandwichowych
Konstruktive Auslegung von elastischen Dickschichtklebungen für den Schiffbau
National 2002 Zastosowanie połączeń klejonych w okrętownictwie
LASER National FI 2001-
2003 Opracowanie nowych modeli teoretycznych oceny trwałości zmęczeniowej spoin laserowych i hybrydowych poddanych obciążeniu zmiennemu
1998 Technologia spawania laserowego innowacyjnych konstrukcji okrętowych – paneli kompozytowych
Libradvnamics: Roval Schelde 1998- Zastosowanie elementów sandichowych w konstrukcji burty statku w celu zwiększania odporności na kolizje Life Cycle Design C7: Betriebsfestigkeit von
schiffbaulichen Konstruktionen aus Leichtmetall
BMBF. DE 1999 Badania własności zmęczeniowych konstrukcji okrętowych ze stopów aluminium. Testowanie m.in. połączeń ekstrudowanych łączących usztywnione płaty
Lightyacht Zastosowanie konstrukcji sandwichowych na dużym
jachcie motorowym Long Term Ageing of Metal
to FRP Sandwich Hybrid Joints under Hydrothermal and Mechanical Cyclic Loading
National. UK 2001 -
2004 Ocena wybranych własności wytrzymałościowych połączeń stalowo-laminatowych pod jednoczesnym działaniem obciążeń mechanicznych, termicznych i środowiskowych (wpływ wilgoci)
PILOTTI National FI 1998-
2002 Analiza potencjalnych obszarów wykorzystania stalowych paneli sandwichowych spawanych laserowo w konstrukcji statków
RNLI - Repair Procedures for
RNLI Sandwich Boats National UK 2001-
2004 Rozwiązanie zagadnień związanych z procedurami kontroli i naprawy uszkodzeń konstrukcji kadłubów z elementami sandwichowymi
Safe Ship 2003-
2005 Prace badawczo-rozwojowe nad konstrukcją
wielowarstwowej burty statku z usztywnieniami w kształcie Y w celu zastosowania rozwiązania o zwiększonej odporności na kolizje na statkach
Sandcore EC - UE 5 FP 2003 -
2006 Współpraca mająca na celu koordynację działań związanych z zaawansowanymi konstrukcjami sandwichowymi w transporcie
SANDWICH EU-5FP
Transport 2001-
2003 Zaawansowane metalowe konstrukcje kompozytowe typu sandwich
TRANSLAS EU-4FP 1999-
2002 Badania nad technologią spawania laserowego w przemyśle transportowym
Analiza produkcji stalowych konstrukcji sandwichowych - badania własności części metalowych wytwarzanych poprzez formowanie
Vergleich unterschiedlicher Verfahrensvarianten des kombinierten
Lichtbogen-Laserstrahlschweißens
National 1997 Badania zastosowania spawania laserowego w konstrukcjach lekkich
WONDER \L\RII EC - 5 FP
TransTxm 2001 -
2004 Sieć Rozwojowa i Badawcza w przemyśle morskim Tab.2.1 Projekty badawcze związane z tematyką metalowych paneli typu sandwich
20