7 vragen over het Structural Dynamics-lab

Thema:
Maritieme constructies

TNO doet al 55 jaar onderzoek naar het effect van schok- en trillingsbelastingen op marineschepen en de apparatuur aan boord. Dankzij ons onderzoek zijn schepen in het geval van een onderwaterexplosie zonder direct contact (‘UNDEX’) bestand tegen de extreme schokbelasting en blijven ze operationeel. Ons Structural Dynamics-lab (SD-lab) is hét adres voor schok- en trillingstesten voor (marine)schepen.

Een one-stop shop voor schok- en trillingstesten op zee

Wat voor onderzoek vindt er plaats in het SD-lab?

De unieke faciliteiten van het SD-lab maken het mogelijk om het effect van verschillende schok- en trillingsscenario's op de integriteit van constructies en marine materieel te kwantificeren. Deze schok- en trillingstesten garanderen dat het materieel zelfs na de meest extreme gebeurtenissen nog werkt. Verder testen we ook nieuwe materialen, zoals composietvervangers voor traditioneel staal. Zo zetten we onze expertise in om voortdurende uitdagingen op zee op te lossen en de veiligheid van marinepersoneel te waarborgen.

Op welke terreinen concentreert het onderzoek in het SD-lab zich?

De schoktestmachines in het SD-lab simuleren het effect van belasting door een onderwaterexplosie aan de hand van berekeningen of bestaande internationale normen. De machines zorgen voor een volledige schokgolfbelasting, beginnend met een initiële versnellingspuls, gevolgd door een sinusoïdale daling. Daarbij worden ook de snelheid en de verplaatsing zorgvuldig gecontroleerd.

Trillingsvereisten gaan hand in hand met schokvereisten. Voorafgaand aan schoktesten kan TNO daarom ook trillingstesten uitvoeren met behulp van onze grote elektrodynamische shaker of ons hydraulische schudplatform. Ook kunnen we klimaat- en HVAC-testen uitvoeren in ons nabijgelegen Bouwinnovatielab. Bovendien zijn hellingproeven en metingen van luchtgeluid en structuurtrillingen mogelijk in het SD-lab. Hierdoor ontstaat een vrijwel compleet beeld van alle omstandigheden waaraan schepen kunnen worden blootgesteld.

Over welke faciliteiten beschikt het SD-lab?

Het SD-lab beschikt over drie gespecialiseerde schoktestmachines voor de simulatie van onderwaterexplosies: een lichte verticale schoktestmachine (LVSM), een middelzware verticale schoktestmachine (MVSM), en een zware horizontale schoktestmachine (HHSM).

Machines in het SD-lab: specificaties
Testing machine LVSM MVSM HHSM
Schokrichting Verticaal Verticaal Horizontaal
Tabelafmetingen ø 0.75m ø 1.6m 3m x 5m
Max. lading 500kg 5000kg 10.000kg
Max. verplaatsing 120mm 120mm 60mm
Max. snelheid 15m/s 12m/s 5m/s
Max. acceleratie 10g tot 800g 10g tot 500g 10g tot 120g
Pulsduur 3ms tot 25ms 4ms tot 20ms 4ms tot 20ms

In gevallen waarin de gewenste schokbelasting te hoog is voor de capaciteit van onze schoktestmachines, waarin de vereiste pulsduur korter of langer is of de vereiste versnelling afwijkt van de bovenstaande specificaties, zoeken we naar een oplossing.

DSC03325
Thales STIR antenne zoals opgezet om te testen op TNO's gemiddelde verticale schokmachine (medium-weight vertical stock machine, MVSM)

Welke internationale testnormen worden in het SD-lab gehanteerd?

TNO test regelmatig volgens de volgende internationale normen voor schok- en trillingstesten voor schepen:

  • BR3021, BR8470 en MAP 01-470 (UK)
  • BV0430, BV0440, BV0230 en BV0240 (NL/DE)
  • NATO STANAG 4549 (TNO, NL)
  • MIL-STD-167-1A (US)

Bovendien kunnen TNO's testmachines worden afgestemd op specifieke eisen, zoals het simuleren van de belasting boven een schokveer.

Met behulp van expertise op het gebied van snelle data-acquisitie en nabewerking worden testen gevalideerd in zowel het tijdsdomein (versnelling, snelheid en verplaatsing) als in het frequentiedomein met behulp van het Shock Response Spectrum (SRS). Bij dit laatste worden meestal de kwalificatiecriteria van NATO STANAG 4549 toegepast. Elke schoktest wordt ook gefilmd met een high-speed videocamera (>2000 beelden per seconde).

DSC03374
Thales STIR antenne zoals opgezet om te testen op TNO's zware horizontale schokmachine (heavy-weight horizontal stock machine, HHSM)

Hoe kan ik gebruikmaken van het SD-lab?

Naast de bovengenoemde schok- en trillingstesten (standaard en maatwerk) kunnen de experts in het SD-lab ook andere omgevings- en mechanische testen uitvoeren, zoals:

  • metingen van structuurtrillingen volgens MIL-STD-740-2
  • metingen van luchtgeluid volgens MIL-STD-740-1
  • de bouw van op maat gemaakte testopstellingen met hydraulische actuatoren voor allerlei multi-axiale, breuk- en metaalmoeheidstesten met belastingen tot 10 MN
  • full-scale schokproeven op zee met meer dan 1.000 meetkanalen

Andere schoktestfaciliteiten omvatten onder meer een grote valtesttoren met impactmassa's van 1 tot 12 ton. Deze kan worden gebruikt voor het genereren van grote, gecontroleerde schokbelastingen tot bijvoorbeeld 6 MN.

TNO kan ook schoktestmachines op maat ontwerpen, advies geven en theoretische én praktische schokcursussen geven.

Wie zijn de opdrachtgevers voor onderzoek in het SD-lab?

TNO levert haar kennis en kunde aan klanten wereldwijd. Deze opdrachtgevers lopen uiteen van leveranciers van marine- en scheepvaartapparatuur tot marinescheepswerven en ministeries van defensie in diverse NAVO-landen.

Hoe draagt het SD-lab bij aan ons dagelijks leven?

Het SD-lab en TNO's bredere expertise op het gebied van de kwetsbaarheid van schepen zorgen ervoor dat marineschepen een aanval overleven en operationeel blijven. Dit leidt uiteindelijk tot meer veiligheid voor operators en bemanning en tot bescherming van waardevolle militaire middelen.

Neem vandaag nog contact op met het SD-lab voor meer informatie, uitleg over testvereisten, het uitwerken van uitgebreide projectvoorstellen, het uitvoeren van testen, of interactie met uw eindgebruikers bij de marine.

Laat je verder inspireren

5 resultaten, getoond 1 t/m 5

Koning bezoekt Noordzee voor de toekomst van energie

Informatietype:
Nieuws
25 augustus 2022
Zijne Majesteit de Koning heeft vandaag een werkbezoek gebracht aan diverse locaties op de Noordzee waar aan de toekomst van het energiesysteem wordt gewerkt, met offshore wind, zon en groene waterstof.

Maritieme constructies: efficiëntie en veiligheid op zee

Informatietype:
Artikel

Alternatieve brandstoffen

Informatietype:
Artikel

Emissiearm bouwen: het Rijk trekt 50 miljoen euro uit

Informatietype:
Nieuws
16 november 2021

Sustainable shipping

Informatietype:
Webinar
28 januari 2021
1 aflevering