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EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF VISCOELASTIC MATERIAL PROPERTIES AND NUMERICAL IMPLEMENTATION FOR ESTIMATING LONG-TERM STOWAGE BEHAVIOR OF DLR'S CFRP BOOMS

Meyer, Sebastian und Hillebrandt, Martin und Hühne, Christian (2021) EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF VISCOELASTIC MATERIAL PROPERTIES AND NUMERICAL IMPLEMENTATION FOR ESTIMATING LONG-TERM STOWAGE BEHAVIOR OF DLR'S CFRP BOOMS. 16th ECSSMET 2021, 2021-03-23 - 2021-03-25, virtuell (Braunschweig).

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5MB

Kurzfassung

This paper addresses an experimental approach for determining the viscoelastic material properties of DLR's CFRP (carbon fiber reinforced polymer) booms and implementing them into a finite element model in order to estimate the mechanical degradation of the booms after long-term stowage. Based on an accelerated creep test, a master curve for the relaxation modulus of the CFRP material is derived using time-temperature-superposition principle. This master curve describes the viscoelastic behavior of the boom material over its life time and shows a reduction of about 22 % in relaxation modulus after 20 years. For subsequent numerical analyses a mathematical description of the master curve is realized using a PRONY series. Furthermore this study illustrates, by the example of the ADEO-2 de-orbiting subsystem, the effect of long-term stowage on the performance of the booms. A finite element model of the ADEO-2 boom is presented and the residual deformation of the boom after 20 years of stowage show a reduction of about 11.5 % in boom height. The reduction in mechanical performance of the boom after 20 years of stowage is predicted in a subsequent buckling load analysis for different boom lengths and load directions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145816/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF VISCOELASTIC MATERIAL PROPERTIES AND NUMERICAL IMPLEMENTATION FOR ESTIMATING LONG-TERM STOWAGE BEHAVIOR OF DLR'S CFRP BOOMS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meyer, SebastianSebastian.Meyer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hillebrandt, MartinMartin.Hillebrandt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1248-9504NICHT SPEZIFIZIERT
Hühne, ChristianChristian.Huehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2218-1223NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:deployable booms, creep, long-term stowage, viscoelasticity
Veranstaltungstitel:16th ECSSMET 2021
Veranstaltungsort:virtuell (Braunschweig)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 März 2021
Veranstaltungsende:25 März 2021
Veranstalter :DLR, CNES, ESA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - GoSolAr (Gossamer Solar Array)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Hinterlegt von: Meyer, Sebastian
Hinterlegt am:22 Nov 2021 05:42
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:44

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