Metallic fuselage lifetime and testing (MetLife) - Schlussbericht

Abstract

Wesentliches Ziel des Vorhabens MetLife ist die Steigerung der Einsatzfähigkeit der leichteren Aluminiumlegierungen AIMgSc und AlCuLi im Flugzeugbau. Das Projekt umfasste dabei insgesamt drei Themenbereiche. Im ersten Arbeitspaket wurde der korrosive Einfluss auf die Lebensdauer von FSW-Nähten untersucht. Dabei wurde geprüft wie Korrosionsschutzsysteme für FSW-Nähte im besonders korrosionsgefährdeten Rumpfbereich unterhalb des Fenstergürtels einsetzbar sind. Weiterhin wurden Lebensdauerversuche unter korrosiven Medien durchgeführt, woraus ein quantitatives Verständnis der relevanten Schädigungsmechanismen abgeleitet werden sollte. Der zweite Teil des Projekts befasste sich mit der Bewertung von Schweißdiskontinuitäten in Hinblick auf die Ermittlung von industriell akzeptablen Fehlstellengrenzwerten. Dabei zeigte sich, dass sich AlMgSc sehr gut mittels Ultraschall prüfen lässt. Untersuchungen zur Lebensdauer von FSW-Nähten mit einem lack of penetration (LOP) Defekt haben ergeben, dass das Ermüdungsverhalten dabei nicht nur vom Vorhandensein eines LOP abhängt, sondern auch welcher lokale Defekt sich dabei ergibt. Das dritte Arbeitspaket umfasste die biaxiale Prüfung von flugzeugrumpfähnlichen Kreuzproben. Hierbei wurden Teilaspekte des IMA-Schalentests auf Kreuzproben übertragen, um somit die Szenarien von Umfangs- und Längsrissen, sowie der Rissablenkung zielgerichteter untersuchen zu können. In den Rissfortschrittsversuchen wurden Proben aus AA2024-T351, AA5028-H116, sowie Proben mit einer FSW-Naht getestet. Weiterhin wurde zur Auswertung ein spezieller Postprozessor entwickelt, mit dem sich die vorliegenden Rissspitzenbeanspruchungen mittels digitaler Bildkorrelation (DIC) bestimmen lassen.