Bei neuen FKV- und Hybridbauweisen in der Luftfahrt und im Verkehrbereich bei Hochgeschwindigkeitszügen ist die Beherrschung der umfangreichen Impact-Landkarte für Hochgeschwindigkeitsaufprall (High Velocity Impact, HVI) ein Schlüsselthema.
Beispiele derartig gefährdeter Strukturbereiche sind:
Diese Impact-Szenarien können in der Beschussanlage des Instituts dargestellt werden. Dennoch werden zunehmend Bauweisen und Designprinzipien in umfangreichen Simulationen auf ihre Sensitivität bezüglich HVI hin untersucht.
Dabei werden folgende Themen bearbeitet:
Im Sinne einer Effizienzsteigerung (Kosten, Zeit, Gewicht) in Entwicklungs-, Nachweis- und Zulassungsphasen soll hier künftig eine numerisch abgestützte Methodik stärker zum Tragen kommen. Diese muss zum einen der Energieabsorption und Resttragfähigkeit im Sinne einer Damage Tolerance Rechnung tragen, zum anderen der Dynamik und der stochastischen Natur von HVI-Ereignissen gerecht werden.
Des Weiteren gelingt durch die Simulationskette die Übertragung der Methodik auf Großstrukturen mit innovativen Ansätzen in der Material- und Fügetechnik (thermoplastische und duromere FKV, Hybrid) und der Bauweise (Doppelschale, Hybrid, Multi-Material-Design). Dabei kommen stochastischer Methoden, aber auch Multi-scale Modeling und Multi-Model-Coupling zum Einsatz, die eine Parallelisierung von Rechnungen durch Cluster-Rechner erfordern.
Nicht immer ist die Lasttragfähigkeit und Schutzfunktion realisierbar. Eine Zielfunktion ist aus diesem Grunde, möglichst viel Energie mit möglichst leichten Schutzsystemen abzufangen. Die Arbeiten umfassen die Konzeptentwicklung und die Materialkomposition, das Engineering einschließlich der numerischen Simulation und die Umsetzung und die Erprobung entsprechender Schutzsysteme.