Stabilität

Stabilität dünnwandiger Faserverbundstrukturen



Experiment
Experiment
Berechnung
Berechnung
Bild 1: Out-of-plane Verformungen
eines getesteten CFK-Paneels

Leichtbaustrukturen in der Luft- und Raumfahrt, aber auch im Maschinenbau oder Bauingenieurwesen, sind bei Druck- und Schubbelastung aufgrund ihrer hohen Schlankheit zwar beulanfällig, sie haben jedoch oft noch Tragreserven im Nachbeulbereich. In zunehmendem Maße werden zur Gewichtsreduzierung Faserverbundwerkstoffe (FVK) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) eingesetzt, die bei der Berechnung höhere Ansprüche stellen als isotrope Werkstoffe. Stabilität, nicht-lineare Berechnungen, aber auch Degradation haben deshalb hier eine fundamentale Bedeutung. Das Verformungs- und Stabilitätsverhalten wird durch numerische Berechnungsverfahren und Versuche simuliert bzw. untersucht. Bild 1 zeigt zur Veranschaulichung den Vergleich eines Experiments und der Simulation eines eingebeulten, durch Stringer (auf der Rückseite) versteiften CFK-Paneels. Die Kompetenz des Instituts im Bereich der Stabilität dünnwandiger Faserverbundstrukturen liegt in den folgenden 4 Hauptthemen: Nachbeulverhalten, Imperfektionstoleranz, Beulen unter dynamischer Belastung, thermisch-mechanisches Beulen. Dabei geht es jeweils um die Entwicklung von Software zur rechnerischen Simulation des Beul- bzw. Nachbeulverhaltens bis Kollaps, die schnell und genau genug ist, im Entwurfsprozess eingesetzt zu werden, und um die Ableitung von einfachen Konstruktionsregeln. Die Arbeiten hierzu werden jeweils rechnerisch und experimentell durchgeführt, wobei die experimentellen Untersuchungungen zur Klärung grundsätzlicher Zusammenhänge und zur Validierung der entwickelten Software dienen.

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Einige abgeschlossene Projekte:


Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Richard Degenhardt
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
, Strukturmechanik
Tel: +49 531 295-3059

Fax: +49 531 295-2232

E-Mail: Richard.Degenhardt@dlr.de
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/fa/desktopdefault.aspx/tabid-1462/2063_read-3525/
Texte zu diesem Artikel
Stabilität unter Berücksichtigung der Interaktion von geometrischen und Lastimperfektionen (http://www.dlr.de/fa/desktopdefault.aspx/tabid-1462/2063_read-3589/usetemplate-print/)
Beulen unter dynamischer Belastung (http://www.dlr.de/fa/desktopdefault.aspx/tabid-1462/2063_read-3590/usetemplate-print/)
Thermisch-Mechanisches Beulen (http://www.dlr.de/fa/desktopdefault.aspx/tabid-1462/2063_read-3591/usetemplate-print/)
IBUCK - ein semi-analytisches Entwurfstool für versteifte Paneele (http://www.dlr.de/fa/desktopdefault.aspx/tabid-1462/2063_read-3593/usetemplate-print/)
Globales Tragverhalten von Flugzeugrümpfen (http://www.dlr.de/fa/desktopdefault.aspx/tabid-1462/2063_read-3595/usetemplate-print/)
Downloads zu diesem Artikel
Flyer zur Stabilität (http://www.dlr.de/fa/Portaldata/17/Resources/dokumente/institut/DLR-Stability.pdf)