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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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30MB

Kurzfassung

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.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134178/
Dokumentart:Hochschulschrift (Dissertation)
Titel:Damage Assessment for Composite Structures based on Individual Residual Strength Prediction
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dienel, Christoph PaulChristoph.Dienel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 November 2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Seitenanzahl:239
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Schlagschaden, CFK, Schadenscharakterisierung, Restfestigkeitsberechnung, FEM, Klebereparatur, experimentelle Validierung
Institution:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
Abteilung:Strukturmechanik
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
Hinterlegt von: Dienel, Christoph Paul
Hinterlegt am:24 Feb 2020 08:56
Letzte Änderung:15 Feb 2021 10:01

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