La Machine Elefant

Die 1999 gegründete französische Straßentheatertruppe La Machine entstand aus dem gemeinsamen Bestreben von Künstlern, Technikern und Theaterdesignern, ungewöhnliche Theaterobjekte zu bauen. Die Bewegung – die treibende Kraft des künstlerischen Prozes-ses von La Machine – wird als Sprache und Quelle von Emotionen interpretiert. Jede leben-dige Architektur verkörpert die Vision des Unternehmens für die urbane Landschaft von morgen und verändert die Art und Weise, wie die Menschen Städte wahrnehmen. La Machine ist an einer Vielzahl von Projekten sowohl im Bereich der Stadtentwicklung als auch der Straßenperformance beteiligt: Les Machines de l’Ile in Nantes, Les Animaux de la Place in La Roche sur Yon, der Minotaurus in Toulouse, le Manège Carré Sénart, La Sym-phonie Mécanique, L’Expédition Végétale und andere. “Diese Form der Live-Inszenierung bezieht die Architektur in das Theaterstück mit ein. Die Szenen müssen an den Orten aufgeführt werden, die die Bürger in ihrem täglichen Leben nutzen. Wir sprechen das Straßenpublikum mehr an als das traditionelle Theaterpublikum. Unsere Form der Straßenkunst ermöglicht es uns, kollektive Visionen zu entwerfen, die dem gemeinsamen Traum vom Zusammenleben Substanz verleihen”, erklärt François Delarozière, künstlerischer Leiter. “Die Stadt zum Leben zu erwecken, sie in Bewegung zu setzen, bestimmten Gegenden neues Leben einzuhauchen – darin liegt der Ehrgeiz des Ensembles, das die Bewegung in den Mittelpunkt seines künstlerischen Prozesses stellt”, erklärt Frédette Lampre, die für den Vertrieb der Aufführungen, die Kommunikation und die Partnerschaften des Ensembles zuständig ist.

LES MÉCANIQUES SAVANTES

Die Herausforderung: Schutz der öffentlichen Sicherheit

Um diese ehrgeizigen Projekte zu verwirklichen, hat sich La Machine mit den Mitteln aus-gestattet, um einzigartige Strukturen zu entwerfen, herzustellen und zu installieren. Ein Beispiel ist der Heron Tree, eine kolossale Stahlskulptur mit einer Höhe von 35 Metern, einem Durchmesser von 50 Metern, einem Stamm von 15 Metern und einem Gewicht von 1.700 Tonnen. Der Bau der Skulptur wird fünf Jahre dauern.

Das Ingenieurbüro muss bestätigen, dass die Leistung des Bauwerks den strengen Vor-schriften des französischen Rechts entspricht: “Jahrmarktsattraktionen, Maschinen und Anlagen für Jahrmärkte und Vergnügungsparks oder jeder Ort, an dem sie aufgestellt oder betrieben werden, müssen so konzipiert, gebaut, installiert, betrieben und gewartet werden, dass sie bei normaler Nutzung oder unter anderen Bedingungen, die der Fach-mann vernünftigerweise vorhersehen kann, die Sicherheit bieten, die vernünftigerweise erwartet werden kann, und die menschliche Gesundheit nicht gefährden.”

“Unsere Maschinen arbeiten in Interaktion mit der Öffentlichkeit – Benutzern, Zuschauern und Bedienern”, erklärt Marc Lairet, Studienleiter bei La Machine. “Sie unterliegen sehr strengen Sicherheitsvorschriften. In Frankreich legt die AFNOR-Norm NF EN 13814 die Anforderungen für Entwurf, Berechnung, Herstellung und Installation von Jahrmarktsat-traktionen und Vergnügungsanlagen fest. Die Berechnung der Strukturen ist für unsere Projekte besonders wichtig.”

Auswahl von Simcenter Femap und Simcenter Nastran

Um die richtige Dimensionierung der Strukturen zu gewährleisten und ihre Leistung sowohl im Stillstand als auch in Bewegung zu überprüfen, entschied sich die Konstruktionsabteilung für die Software Simcenter Femap, die mit dem Solver Simcenter Nastran® integriert ist. Lairet erläutert die Gründe für diese Wahl: “Vorher haben wir einen Open-Source-Berechnungscode verwendet, der von einem französischen Stromversorger entwickelt wurde, aber wir mussten viel Zeit für die Dateneingabe aufwenden, und die Nachbearbeitung der Ergebnisse war mühsam. Wir wollten eine Finite-Elemente-Analyselösung mit einem robusten und leistungsstarken Solver einsetzen, der von den Zertifizierungsstellen anerkannt ist und über leistungsstarke und unkomplizierte Vor- und Nachbearbeitungsfunktionen verfügt.” Die Skizzen des Künstlers bilden den Ausgangspunkt für die Entwürfe von La Machine. Auf der Grundlage dieser Skizzen erstellen die Designer 3D-CAD-Modelle. Danach folgt die für das Projekt entscheidende Phase der Dimensionierung und Berechnung. Da es sich um bewegliche Strukturen mit gelenkigen Baugruppen handelt, muss das Unternehmen sicher-stellen, dass die Sicherheitsbedingungen auch in den ungünstigsten Fällen eingehalten wer-den. Außerdem muss es bestätigen, dass die Strukturen sowohl normalen Betriebsbedingungen als auch außergewöhnlichen Bedingungen, wie z. B. einem Erdbeben, standhalten. Heute wird Simcenter Femap für alle Berechnungen eingesetzt: für die Vorverarbeitung zur Definition des Modells durch finite Elemente, die Lastfälle und die Randbedingungen. In diesem Stadium werden die CAD-Modelle direkt in die Lösung importiert. Simcenter Femap bietet Werkzeuge zur Vereinfachung und Bereinigung der Geometrie für das Berechnungs-netz. Dann folgt der Berechnungsschritt mit Simcenter Nastran, das viele Optionen für lineare und nichtlineare statische Lösungen bietet. Auf den Solver-Schritt folgt das Postprocessing zur grafischen Interpretation der Berechnungsergebnisse und zur Erstellung von Berichten. Die weiteren Entwicklungs- und Optimierungsiterationen werden in Simcenter Femap durchgeführt. Nach der Anpassung der Parameter wird das Modell an das CAD-Team weitergeleitet, das die notwendigen Änderungen am ursprünglichen Entwurf vornimmt.

Unterstützung durch Siemens-Lösungspartner

SIGMEO, Frankreichs führender Distributor der Softwarelösungen Simcenter Femap und Simcenter Nastran, unterstützte La Machine bei der Einführung der Lösung in der Entwicklungsabteilung. Die Experten von SIGMEO schulten und unterstützten die Ingenieure bei der Einführung von Simcenter Femap.

“Die Ingenieure haben die Lösung schnell angenommen. Sie waren nach nur drei Tagen Schulung einsatzbereit”, sagt Thierry Bourdier, Leiter von SIGMEO. “Simcenter Femap genießt einen guten Ruf in der Industrie, insbesondere im Bereich der aeronautischen Werkzeuge. Der Fall von La Machine zeigt, dass unsere Lösung auch bei den ungewöhnlichsten Großprojekten ihre Rolle voll und ganz erfüllen kann.

Fazit und Ausblick

Für La Machine brachte der Einsatz von Simcenter Femap einen unmittelbaren Zeit- und Qualitätsgewinn. Der Vorverarbeitungsschritt ist nun wesentlich weniger zeitaufwändig und mühsam als bei der Open-Source-Lösung. In der Phase der Dateneingabe (Definition des Netzes und der Lastfälle) konnte ein Zeitgewinn um den Faktor 1 bis 5 festgestellt werden. Befreit von mühsamen Aufgaben, können die Ingenieure mehr Zeit für die Analyse kritischer Zonen und die Variation bestimmter Parameter aufwenden, um besser optimierte und innovativere Lösungen zu finden.

Mit schnelleren Zyklen und einer größeren Anzahl digitaler Tests hat das Unternehmen die Anzahl der physischen Tests reduziert und damit an Agilität gewonnen. Dank der virtuellen Tests kann La Machine seine wertvolle Zeit auf neue kreative Projekte konzentrieren, die immer wieder für Überraschungen sorgen, indem sie das Stadtbild neu erfinden. “Wir sind stolz auf den Überraschungsfaktor und darauf, die Zuschauer zu überraschen, die sich sofort in unser Publikum an der Straßenecke verwandeln”, sagt Delaroziere.