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Quantifizierung von Unsicherheiten im Strukturentwurf von Flugzeugen

Vierkant, Jan and Freund, Sebastian (2016) Quantifizierung von Unsicherheiten im Strukturentwurf von Flugzeugen. Master's. DLR-Interner Bericht. DLR-IB-FA-BS-2016-79, 135 S. (Unpublished)

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Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie Unsicherheiten im Strukturentwurf während der Definitionsphase erkannt und quantifiziert werden können. Es soll gezeigt werden, welche Auswirkungen diese Unsicherheiten auf die Vorhersagegenauigkeit der Primärstrukturmasse haben. In diesem Zusammenhang ist es zunächst erforderlich, eine nach Möglichkeit vollständige Liste der die Primärstrukturmasse beeinflussenden Parameter zu erarbeiten und in Kategorien zu ordnen. Durch logische Verknüpfung der erarbeiten Kategorien, sowie die Anwendung einer lokalen Sensitivitätsanalyse, konnte die Auswahl auf einflussreiche Parameter reduziert werden. Diese wurden im nächsten Schritt mit Hilfe statistischer Maßnahmen quantifiziert, um die Auswirkungen auf die Vorhersage der Primärstrukturmasse zu analysieren. Für die Strukturanalyse wird ein FE-Modell aus einem parametrischen Flugzeugmodell verwendet. Die Auswirkungen der Unsicherheiten werden am Beispiel einer Strut-braced wing-Konfiguration erforscht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unsicherheiten die berechnete Primärstrukturmasse in begrenztem Umfang beeinflussen. Den größten Anteil an der Ergebnisunsicherheit ist der Rumpfmasse zuzuordnen. Die höchste Variation ist jedoch bei der Strutmasse zu erkennen, was die Erwartungen aus der Sensitivitätsanalyse bestätigt. Zusätzlich wird ein Vorschlag gemacht, welcher die Verwendung der quantifizierten Unsicherheiten als Entscheidungshilfe ermöglicht. Dies wird am Beispiel der Wahl einer festzusetzenden Spannweite umgesetzt. Abschließend wird eine Auswertung der Wirkung von Unsicherheiten orthotroper Materialien auf Flügel, Strut und Leitwerk durchgeführt, welche zeigt, dass enormes Gewichtsreduktionspotenzial vorhanden ist, dies jedoch noch einer hohen Unsicherheit unterliegt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/111016/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Master's)
Title:Quantifizierung von Unsicherheiten im Strukturentwurf von Flugzeugen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Vierkant, JanTU BraunschweigUNSPECIFIED
Freund, Sebastiansebastian.freund (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0006-1367
Date:October 2016
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:135
Status:Unpublished
Keywords:Unsicherheiten, CPACS, Strukturentwurf, Flugzeugentwurf, Mechanik
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Structures and Materials
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems > Structural Mechanics
Deposited By: Böhringer-Thelen, Isolde
Deposited On:13 Feb 2017 09:19
Last Modified:31 Jul 2019 20:08

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