Neue Vorschriften im Flugzeugbau verlangen, dass additiv zum bisherigen rechnerischen Lebensdauernachweis mittels Miner-Rechnungen auch das sogenannte Initial-Flaw-Konzept angewendet wird. Dies bedeutet, dass das Rissfortschrittsleben, ausgehend von sehr kleinen, nicht inspizierbaren Rissen, zumindest für alle Bauteile mit einfachem Lastweg bestimmt werden muss. Problematisch ist dabei die Verwendung zutreffender Gleichungen für Spannungsintensitätsfaktoren (K-Gleichung), zum einen wegen der teilweise nicht bekannten Geometriefunktionen und zum anderen wegen der schwierigen Definition einer lokalen Nennspannung in komplexen Konstruktionen. Im Beitrag werden das Konzept und die Probleme bei der Anwendung erläutert und Ergebnisse eines speziellen Rissfortschritts-Versuchsprogramms vorgestellt. Aus den Vergleichen von Vorhersagen und Versuchsergebnissen kann geschlossen werden, dass die Verwendung bekannter Lösungen für die in der K-Gleichung anzusetzenden Geometriefunktionen und Nennspannungen zu konservativen Ergebnissen führt. Zur Absicherung der rechnerischen Nachweise mit dem Initial-Flaw-Konzept wird die Einbringung von kurzen Anfangsrissen in die bei den Full-scale Fatigue und Damage Tolerance Tests verwendeten Versuchs-Strukturen empfohlen.
Ableitung von Spannungsintensitätsfaktoren für Betriebsfestigkeitsnachweise von komplexeren Flugzeugstrukturen
2004
12 Seiten, 15 Bilder, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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