Um das Schadenstoleranzverhalten von Haut-Stringer-Panels zu bestimmen, werden Rissfortschritts- und Restfestigkeitsversuche durchgeführt. Damit sollen die Aspekte wie - Spannungsverteilung in der Haut und im Stringer bei intakter Struktur, - Lastumverteilung in die Stringer bei angerissener Haut sowie Lastumverteilung in die Stringer bei Hautrissen und gleichzeitig gebrochenen Versteifungen untersucht werden. Für alle lasergeschweissten Panels wurde für das Hautblechmaterial die Legierung AA6013 verwendet. Für die Stringer kamen unterschiedliche Profile der Legierungen 6110 und 2998 zur Anwendung. Die Blechdicke und die Stringerfussausbildung waren ebenso wie der Teilungsabstand der Stringer bei allen Panels gleich. Die Rissausbreitungsuntersuchungen an den lasergeschweissten Panels ergaben ein sehr breites Streuband für die Zyklenzahlen bis zum Erreichen der benachbarten Stringer. Die Messwertkurven lassen sich hierbei unabhängig von der Stringerform in 3 Gruppen des Rissausbreitungswiderstandes einteilen. Bei gleichem Versteifungsgrad sind 2 deutlich voneinander abgrenzende Gruppen der Rissausbreitung nachweisbar. Es tritt eine weitere Gruppe auf, die eine noch geringere Rissausbreitungsrate besitzt. Die Begründung für das unterschiedliche Rissausbreitungsverhalten liegt in der Gefügeausbildung der drei Gruppen der Legierung. Gruppe 1 besitzt lang gestreckte Körner in Rissausbreitungsrichtung mit einem mittleren Korndurchmesser d=0,126 mm und lang gestreckte Primärphasenausscheidungen. Gruppe 2 hat wenig gestreckte Körner in Rissausbreitungsrichtung mit einem mittleren Korndurchmesser von d=0,026 mm und mehr kugelige und regellos angeordnete Primärphasenausscheidungen. Gruppe 3 weist ebenfalls nur wenig gestreckte Körner in Rissausbreitungsrichtung auf. Der mittlere Korndurchmesser ist mit d=0,019 mm am geringsten. Die Primärphasenausscheidungen sind kugelig und nestförmig angeordnet. Die Kenntnis des Schadentoleranzverhalten an Haut-Stringer-Panels erlaubt noch nicht umfassend die Veränderung infolge des Einflusses der Geometrie und Beanspruchung wie sie für den Flugzeugrumpf spezifisch sind, zu erfassen. Hierfür sind weitere Untersuchungen an Flugzeugschalen erforderlich.
Zur Bewertung des Festigkeits- und Schadenstoleranzverhaltens laserstrahlgeschweißter Rumpfstrukturen
2005
6 Seiten, 13 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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