In der vorliegenden Arbeit wird ein schnelles, semi-analytisches Verfahren zur Berechnung des Nachbeulverhaltens von versteiften Paneelen vorgestellt. Es dient dazu, das Beul- und Nachbeulverhalten von für den Flugzeugbau typischen Paneelen vorherzusagen. Hierbei bedeutet 'semi-analytisch', dass die Formulierung des Problems auf der Grundlage der Kontinuumsmechanik erfolgt, jedoch zur Diskretisierung und zur Lösung der Gleichungen numerische Verfahren zum Einsatz kommen. Die Paneele werden als repräsentativ für die Rumpfsektionen angenommen. Sie bestehen aus einer Haut (Teilzylinderschale) und Versteifungen in Längsrichtung, den Stringern, und in Umfangsrichtung, den Spanten. Zusätzlich werden für Flugzeugpaneele typische Komponenten wie Hautdoppler (zur Verstärkung der Haut unterhalb der Versteifungen) und Clips (zur seitlichen Abstützung der Spante) berücksichtigt. Lokale und globale Beulmethoden werden überlagert. Hierbei bezeichnet lokales Beulen das Beulen innerhalb eines Hautfeldes und eine dadurch verursachte Rotation der Versteifungen, wobei die Versteifungen die Knotenlinien der Verschiebungen bilden. Globales Beulen bezeichnet das Beulen des Paneels über mehrere Hautfelder hinweg, wobei die Stringer mitsamt der Haut ausbeulen, die viel steiferen Spante jedoch weiterhin Knotenlinien der Verschiebungen bilden. Die Paneele können in Längs- und Querrichtung und durch ebenen Schub belastet werden. Zusätzlich ist ein Lastfall vorgesehen, der von besonderem Interesse für die Luftfahrtindustrie ist; die Belastung durch ein externes Biegemoment. Die potenzielle Energie des Paneels wird für endliche Verschiebungen und somit nichtlineare Verschiebungs-Verzerrungen-Beziehungen formuliert. Zu jedem Lastschritt wird nach stationären Werten des Potenzials gesucht. Die Gleichungen werden mit einer inkrementellen Perturbationsmethode in Form eines Bogenlängenverfahrens, einer allgemeinen Form des Ritz-Verfahrens, gelöst. Es werden imperfekte Paneele mit Vorverformungen der Haut, der Stringer und der Spante betrachtet. Bevor die Last auf die Struktur aufgebracht wird, wird eine lineare Beuleigenwertanalyse durchgeführt und eine Linearkombination von Beuleigenformen als Imperfektion gewählt.
A semi-analytical model for the post-buckling analysis of stiffened cylindrical panels
Semi-analytisches Modell für die Analyse des Nachbeulverhaltens von versteiften, zylindrischen Paneelen
2006
215 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
English
ICAS2016_0337: APPLICATION OF BUCKLING/POST-BUCKLING ANALYSIS FOR COMPOSITE STIFFENED PANELS
British Library Conference Proceedings | 2016
|Springer Verlag | 2013
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