Im Rahmen der Untersuchungen des Rissverhaltens in integralen Flugzeugrumpfschalen prüft die IMA Dresden verschiedene Strukturen. Diese Prüfungen an ebenen Panels, Schalen, Tonnen und vollständigen Flugzeugrümpfen dienen der Entwicklung neuer Bauweisen und Verbindungstechnologien. Die Prüfstrukturen werden am Institut für Festkörpermechanik der TU Dresden mit Hilfe der FEM simuliert. Damit sollen die Beanspruchungszustände der unterschiedlichen Prüfverfahren bewertet und verglichen werden. Um eine Effektivitätserhöhung zu erreichen, sind im Ergebnis der Auswertung die Prüfbedingungen zu modifizieren. Die Berechnungsergebnisse ermöglichen die Abschätzung der Einflüsse der einzelnen geometrischen Abmessungen, der Schweissprozesse und deren Verhältnisse untereinander auf die zu erwartende Lebensdauer. Dabei unterscheiden sich die Vorhersagen für die Simulation der Panelversuche von denen der Schalenprüfung. Die Stringer der ebenen Prüfkörper werden, bei vergleichbarer Belastung, auf Grund der Biegung infolge aussermittiger Lasteinleitung stärker beansprucht. Der damit verbundene unterschiedliche Beanspruchungszustand vor der Rissspitze führt zu einem differenzierten Einfluss der Stringergeometrie. Während die Berechnungen für die Panelstruktur noch auf die Vernachlässigung der Versteifungselemente auf das Rissausbreitungsverhalten schliessen lassen, muss dies durch die Schalenuntersuchungen revidiert werden. Die Simulation des Rissfortschrittes in den gekrümmten Strukturen zeigt, dass vor allem die Verstärkung des Stringersteges die zu erwartende Zyklenzahl um über 10% erhöht. Die Hauptverstärkung stellt für beide Prüfkörper mit über 30% Lebensdauerzuwachs den grössten Einflussfaktor dar. Im Gegensatz zur Stringergeometrie beeinflussen die geometrischen Abmessungen der Spante das Risswachstum in Umfangsrichtung nur unwesentlich. Für ebene Strukturen sind die Einflüsse der Schweissprozesse und der damit verbundenen Eigenspannungen und Verformungen zu berücksichtigen sind. Sie betreffen vor allem das Risswachstum für kleine Makrorisse. Ein Rückschluss auf die gekrümmten Rumpfstrukturen ist erst nach entsprechenden Untersuchungen möglich. Die Berechnungen mit variablen geometrischen Abmessungen ersetzen eine Vielzahl aufwendiger Prüfungen und ermöglichen die Beurteilung der Steifigkeitseinflüsse auf das Rissverhalten in integralen Rumpfstrukturen. Dies gilt aber immer unter Berücksichtigung einer Anfangsrisslänge von 2a = 30 mm bzw. 60 mm, so dass die Auswirkungen auf Rissbildung und Anfangsrisswachstum nicht erfasst werden können. Dies ist im Rahmen der Damage-Tolerance-Untersuchungen nicht vorgesehen.


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    Title :

    Geometrie- und Schweißeinflüsse auf das Rissausbreitungsverhalten in integralen Prüfstrukturen für Flugzeugrumpfschalen


    Contributors:
    Sähn, M. (author) / Franeck, J. (author) / Franke, R. (author) / Ulbricht, V. (author) / Zink, W. (author)


    Publication date :

    2005


    Size :

    6 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






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