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Damage Assessment for Composite Structures based on Individual Residual Strength Prediction

Dienel, Christoph Paul (2019) Damage Assessment for Composite Structures based on Individual Residual Strength Prediction. Dissertation, Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik.

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Abstract

Der herkömmliche Entscheidungsprozess zur Schadensbewertung und Reparatur an Faserverbund-Strukturen wird als über-konservativ" eingeschätzt. Dafür ist der zugrunde liegende empirische Ansatz maßgeblich verantwortlich. Dazu werden hohe Abminderungsfaktoren benötigt, um die erwarteten Worst-Case-Szenarien abzudecken. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiger Entscheidungsprozess vorgestellt, welcher auf der Berechnung der Resttragfähigkeit von individuell beschädigten Strukturen und der, für eine bestimmte Reparaturkonfiguration, erzielbaren Wiederherstellung der Tragfähigkeit basiert. Das empfohlene Verfahren umfasst drei unabhängige Module. Das erste besteht aus einer sorgfältigen Charakterisierung der wesentlichen Schlagschaden-Merkmale. Unter Berücksichtigung dieser ermittelten realistischen Schadensbilder wird im zweiten Modul ein detailliertes individuelles Modell der beschädigten Struktur abgeleitet. Mithilfe der Finite-Elemente-Analyse werden Strukturverhalten und Resttragfähigkeit ermittelt. Unter Hinzunahme der geltenden Auslegungslasten wird die Schwere des Schadens bewertet und geeignete Empfehlungen zur Handhabung vorgeschlagen. Das dritte Modul gilt der Bewertung der Reparaturfähigkeit kritisch beschädigter Strukturen. Dafür wird die erzielbare Tragfähigkeit von Strukturen mit individuell geschäfteten Klebereparaturen mittels der Finite-Elemente-Analyse berechnet. Reparaturfähigkeit ist dann gewährleistet, wenn die reparierte Struktur die entsprechend des Entwurfs vorgesehene Tragfähigkeit erreicht. Die gute Übereinstimmung zwischen experimentellen und Simulationsergebnissen in jedem Modul belegt die Gültigkeit der vorgeschlagenen Methode und unterstreicht ihren möglichen Beitrag für zukünftige Prozesse zur Instandhaltung, Reparatur und Überholung.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/134178/
Document Type:Thesis (Dissertation)
Title:Damage Assessment for Composite Structures based on Individual Residual Strength Prediction
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Dienel, Christoph PaulChristoph.Dienel (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:26 November 2019
Refereed publication:Yes
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:239
Status:Published
Keywords:Schlagschaden, CFK, Schadenscharakterisierung, Restfestigkeitsberechnung, FEM, Klebereparatur, experimentelle Validierung
Institution:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
Department:Strukturmechanik
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 - Simulation and Validation
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems
Deposited By: Dienel, Christoph Paul
Deposited On:24 Feb 2020 08:56
Last Modified:24 Feb 2020 08:56

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