Die Strukturdimensionierung ist ein weiterer Schritt im aeroelastischen Entwurfsprozess. Ziel ist es, auf Basis ermittelter Lasten aus ausgewählten Lastfällen die Struktur mit realistischen Bauteildicken zu dimensionieren. So wird eine möglichst realistische Steifigkeitsverteilung und unter Berücksichtigung weiterer nichtstruktureller Massen eine Massenverteilung ermittelt. Deren Kopplung führt zu einem dynamischen Strukturmodell für die aeroelastische Analyse bzw. die Lastanalyse.
Die Dimensionierung erfolgt in der Regel innerhalb von MSC.NASTRAN. Aus dem Schritt der Modellbildung steht ein Finite-Element-Modell ohne spezifizierte Bauteil-Wandstärken zur Verfügung. Auf Basis des Lastenkatalogs wird nun eine kleine Anzahl von Lastfällen ausgewählt, die für die Strukturdimensionierung maßgeblich sind. Diese Lasten können innerhalb von MSC.NASTRAN berechnet werden, dazu gehören insbesondere die Manöverlasten, oder die Lasten können aus externen Analysen eingelesen werden; so werden z. B. Landelasten in der Mehrkörpersimulation generiert.
Eine komplette Flugzeugstruktur wird durch eine große Anzahl unterschiedlicher Lastfälle dimensioniert. Dies wird bereits am Beispiel der Hautfelder auf der Unterseite des Flügels der iGREEN-Konfiguration im Bild rechts deutlich. Aus diesem Grund ist eine sorgfältige Auswahl der Lastfälle, die zur Dimensionierung herangezogen werden, notwendig.
Nach der Strukturdimensionierung der Bauteile wird ein Flugzeuggesamtmodell erstellt. Diese Modelle werden als so genannte „GFEM“ (Global FEM) Modelle im Rahmen von DLR-internen, nationalen und internationalen Projekten den Partnern für statische wie dynamische Untersuchungen zur Verfügung gestellt.
Literatur: