Modellierung von Kabelstrukturen und deren Verhalten bei Kontakt und Torsion/Modeling of cable structures under contact and torsion

Die Verlegung von Kabel auf dem Meeresgrund kann nur durch Balkenmodelle erfasst werden, die es erlauben endliche Verschiebungen und Rotationen abzubilden. Dies führt auf nichtlineare Formulierungen, die nur noch mittels diskretisierender Verfahren, wie der Methode der finiten Elemente gelöst werden können. Hinzu kommen Zwangsbedingungen infolge des Kontaktes der Kabel mit dem Meeresgrund, was zu zusätzlichen Nichtlinearitäten führt. Unter Torsion kann der Kontakt sowohl mit dem Meeresgrund als auch als Selbstkontakt des Kabels auftreten. Letzteres führt bei einer Verlegung zu oft irreparablen Schäden.   Summary Laying of offshore cables on ocean ground can be described by beam models which allow for finite displacements and rotations. These models lead to nonlinear formulations that can only be solved by using approaches like the finite element method. Additional to the nonlinearities stemming from the cable unilateral constraints occur due to contact of the cable with the seabed which results in further nonlinearities. When torsion is applied to such structures then besides the contact with the seabed also self -contact of the cable can develop which may lead frequently to irreparable damage of the cable.