Halbkugelförmige Metallmenbrane werden in den Hydrazin-Antriebssystemen der Raumfahrt eingesetzt. Die vorgestellten Berechnungen sind ein anspruchsvolles Beispiel für die Kombination von extremem nicht-linearen Materialverhalten, Instabilitätsberechnung und Beulvorhersage. Möglich wird diese Kombination durch die Anwendung der automatischen Last- und Schrittsteuerung. Mit Hilfe von axialsymmetrischen Berechnungen wurde die untersuchte Struktur optimiert. Dabei wurde das Interesse auf ein optimiertes Verformungsverhalten und eine homogene Druck-Durchstellcharakteristik konzentriert. Unter anderem konnte damit der maximal benötigte Durchstelldruck bestimmt und durch Veränderungen der Geometrie minimiert werden. In einem nächsten Schritt wurde eine 3-D-Berechnung durchgeführt, um den Einfluß von Wandstärkenverteilungen zu studieren. Als besonders kritisch wurde dabei mögliches Beulverhalten der Membran eingestuft. Dieses Beulverhalten stellt sich bei ungünstiger Kombination von Material, Geometrie und Wandstärke ein. Die durch MARC vorhergesagte Beulcharakteristik wurde in Durchstellversuchen bestätigt, ebenso wie das unsymmetrische Durchstellen aufgrund von Umfangsvariationen der Wandstärke. Abschließend wurde das 3-D-Mesh zusätzlich mit Flüssigkeitselementen vernetzt, um den Effekt einer 10 g Querbeschleunigung zu simulieren. Die Flüssigkeit wurde mit 3-D Elementen simuliert. Eine Uberprüfung der Ergebnisse mit Hilfe von analytischen Abschätzungen zeigte gute Übereinstimmung. Es ist also möglich, Flüssigkeitsverhalten dieser Art mit vereinfachten Mitteln zu simulieren. Eine ausführliche Berechnung mit Flüssigkeitselementen wird durchgeführt, sobald MARC K 7 verfügbar ist. Die automatische Last- und Schrittsteuerung ermöglicht die Berechnung von Kombinationen komplexer Problemstellungen zu. Allerdings ist eine Einarbeitung in die Funktionsweise der Arc Length Methode dabei unbedingt nötig. Dies ergibt sich automatisch aus den Parametern, die dazu einzustellen sind. Um die Rechnung zur Konvergenz zu bringen bzw. die Rechenzeit ebenso zu optimieren, ist die Wirkungsweise dieser Parameter wichtig.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library


    Export, share and cite



    Title :

    Numerische Simulation des Durchstellverhaltens einer halbkugelförmigen Metallmembran für einen Treibstofftank


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    1997


    Size :

    25 Seiten, 21 Bilder, 4 Tabellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




    Treibstofftank

    BEHRUZI KEI PHILIPP DR / MICHAELIS MARK DR / NETTER GASTON DR | European Patent Office | 2018

    Free access

    Treibstofftank

    RAKERS SVEN | European Patent Office | 2018

    Free access

    Treibstofftank-Modul

    SCHLEIFER BENEDIKT / FRENZ HARTMUT | European Patent Office | 2023

    Free access

    INERTISIERUNGSSYSTEM FÜR TREIBSTOFFTANK

    SIPPRELL STEPHEN E | European Patent Office | 2021

    Free access

    Treibstofftank für Nutzfahrzeuge

    LIND CHRISTOPH | European Patent Office | 2017

    Free access