Numerische Strukturuntersuchung einer laminaren Trennstelle Teil 2 – Berechnung und Auswertung

Abstract

In dieser Arbeit wird die Auswirkung von Temperaturänderungen auf ein laminar erhaltendes Trennstellenkonzept einer HLFC Struktur untersucht. Im Vordergrund der Untersuchung steht ein Trennstellenbereich, welcher anhand eines Abdeckblechs einen aerodynamischen Übergang in Form einer nach hinten gerichteten Stufe (BFS) bildet. Ein primäres Ziel ist es, ein breites Verständnis über das thermoelastische Verhalten der multimateriellen Struktur am Trennstellenübergang zu erhalten. Die Erstellung unterschiedlicher Finite Elemente Modelle, bildet die Untersuchungsgrundlage der Trennstellenanalyse. Dies führt zur Erzeugung geschlossener Elementnetze mittels Schalenelementen zu dem Einsatz von Kontaktalgorithmen. Ein Vergleich der Trennstellenergebnisse zeigt die Biegeverformung durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von der Verbindungsstelle zum Trennstellenübergang auf. Das Verhalten der Verformungen am Trennstellenübergang äußert sich anhand einer konstanten Verformung des Abdeckblechs, über einen Großteil der Spannweite. Ein besonderer Effekt wird mit hohen Verformungen in den Randzonen hervorgebracht. Geschlussfolgert werden kann das eine Einstellung von Vorspannkräften in der CFK Struktur im Überlappungsbereich die hohen Verformungen in den Randzonen ausgleichen könnte. Eine Vorspannung im Abdeckblech könnte die Schließung der Stufe am aerodynamischen Übergang bewirken.