Durch eine Überarbeitung der Konstruktion der gegenwärtigen Haut-Stringer-Verbindung, insbesondere der Schweißnahtenden, hinsichtlich ihres Verhaltens im Flugbetrieb und ihrer Schweißbarkeit sollen auch als schweißkritisch geltende Aluminiumlegierungen im Flugzeugbau Einzug halten. Die Umsetzung eines integralen Ansatzes soll mit der bestehenden Anlagentechnik in der Serienfertigung erfolgen. Der integrale Ansatz bietet die Möglichkeit, sowohl das Betriebsverhalten als auch die Schweißbarkeit zu optimieren. Zur Funktionssicherung von geschweißten T-Stoß-Verbindungen wird ein komplexer Ansatz verfolgt und auf die Flugzeugrumpfstruktur angewandt, der sowohl das Bauteilverhalten im Flugbetrieb als auch das Heißrissverhalten von Aluminiumlegierungen während des Schweißprozesses berücksichtigt. Bei diesem integralen Ansatz wird der Stringer durch zwei Aussparungen an seinen Enden modifiziert. Somit ist dieser über drei Bereiche auf das Hautblech schweißtechnisch angebunden. Der Bereich zwischen den Aussparungen muss zu jeder Zeit in der Lage sein, die auf den Stringer wirkende Gesamtbelastung in der Flugphase zu ertragen. Durch die vorgelagerten äußeren Bereiche steigt in den Randzonen des inneren Stringerbereichs die lokale Steifigkeit und die Kerbspannungen sinken. Durch eine geeignete Schweißfolge werden in diesen drei voneinander separierten Stringerbereichen Wärmefelder erzeugt, wodurch die hohe thermische Kontraktionsfähigkeit von Aluminium gezielt genutzt und die Heißrissresistenz in jenen Randzonen des inneren Stringerbereichs heraufgesetzt wird. Die Abschätzungen der heißrissrelevanten Querverschiebungen und der Eigenspannungen infolge thermisch induzierter Spannungen (Schweißsimulation) sowie die Kerbspannungen (Struktursimulation) basieren auf der Methode der finiten Elemente. Beide Simulationswerkzeuge dienen in erster Linie dazu, Wirkprinzipien zu veranschaulichen sowie Trends hinsichtlich Bauteil- und Schweißoptimierung abzuleiten.
Verbesserung des Strukturverhaltens laserstrahlgeschweißter Haut-Stringer-Verbindungen
2008
12 Seiten, 11 Bilder, 1 Tabelle, 2 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Schwingfestigkeit laserstrahlgeschweißter Verbindungen aus Stahl
IuD Bahn | 2001
|Prüfung der Kerbschlagzähigkeit laserstrahlgeschweißter Verbindungen
IuD Bahn | 2000
|Analyse des Strukturverhaltens gepfeilter Tragflügel
TIBKAT | 2004
|