Bis heute sind noch keine zuverlässigen Ermüdungsschadensanalysen verfügbar, die die Dauerfestigkeit von Flugzeugkomponenten aus Verbundmaterialien unter Fluglastbedingungen realistisch vorhersagen können. Stand der Technik sind konservative Testresultate, die einmal zu überdimensionierten Bauteilen führen und zum anderen verhindern, daß die potentiellen Vorteile von Verbundwerkstoffen voll ausgenutzt werden. Es müssen verbesserte Analyseverfahren entwickelt werden, weil der Entwicklungstrend zu Auslegungskriterien führt, die auf höheren zulässigen Spannungen und Lebensdauern basieren. Im vorliegenden Beitrag werden die Nachteile der momentan existierenden Analysemethoden diskutiert und danach Vorschläge für ein neues Verfahren gemacht, das auf detaillierten Dehnungsmessungen unter Betriebsbedingungen beruht. Bei den hier betrachteten Verbundstrukturen handelt es sich um hochbelastete Bauteile wie die Tragflächen des Flugzeugtyps 'Harrier GR5', die aus carbonfaserverstärkten Laminaten bestehen. Da die ursprünglichen Ermüdungsanalysemethoden für Metalle entwickelt wurden, werden die Ergebnisse aller theoretischen und praktischen Untersuchungen zur Schadensakkumulation für Metalle und Verbundmaterialien separat dargestellt. Bei Metallen findet in der Anfangsphase immer eine Akkumulation von plastischen Mikro-Verformungen statt, die sich zu makroskopischen Rißbildungen ausweiten. Bei Verbundmaterialien gibt es völlig andere Schadensverläufe und viele unterschiedliche Schadensarten. Hierauf wird anhand eines Schadensakkumulationsdiagrammes näher eingegangen, das drei Bruchpasen aufweist. Weitere Themenbereiche (für Metalle und Verbundstrukturen getrennt behandelt) sind: Untersuchungen zur 'Lastgeschichte', wobei speziell auf die Probleme Schadensereignisdefinition sowie Dateninterpolation und -extrapolation eingegangen wird; Möglichkeiten zur Simulation/Modellierung der Schadensakkumulation, Diskussion von kumulativen Schadensmodellentwicklungen und Überblick über zukünftige Verfahren zur Dehnungsmessung im Flugbetrieb.
Fatigue of composite materials under aircraft service loading
Das Ermüdungsverhalten von Verbundmaterialien unter Flugzeugbetriebslastbedingungen
1996
7 Seiten, 10 Bilder, 19 Quellen
Article (Journal)
English
Flugeigenschaft , Schwingungsermüdung , Dauerfestigkeit , Schadensakkumulation , Bruchprüfung , Verbundwerkstoff , metallischer Werkstoff , carbonfaserverstärkter Kunststoff , Epoxidharz , Beanspruchungskollektiv , Dimensionierung , Spannungsanalyse , Dehnungsmessung , Tragflügel , Laminat , Systemvergleich , Rissbildung , Weibull-Verteilung
Fatigue of composite materials under aircraft service loading
Online Contents | 1996
|Fatigue of Composite Materials under Aircraft Service Loading
SAGE Publications | 1996
|Fatigue Behavior Under New Aircraft Loading Conditions
British Library Conference Proceedings | 1997
|Fatigue properties of z-pinned aircraft composite materials
Tema Archive | 2006
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