Virtuelles Testen für Design und Zertifizierung von geklebten Längsnähten in FVK-Flugzeugrümpfen

Kurzfassung

Bei der Auslegung von geklebten Flugzeugstrukturen aus Faserverbundwerkstoffen ist neben der erzielten Festigkeit die Art des Versagens entscheidend. Insbesondere sollte das Versagen im Falle einer Überlast auf die umgebende Faserverbundstruktur beschränkt bleiben. Allerdings lässt sich das Versagensverhalten aufgrund unterschiedlicher möglicher Schadensphänomene und deren Wechselwirkung nicht ohne Weiteres vorhersagen. Um den Entwurfsprozess zu vereinfachen und zu beschleunigen, sollen Konstruktionsrichtlinien daher sicherstellen, dass das gewünschte Versagensverhalten eintritt. In der Forschungsarbeit im Rahmen einer Promotion wurde untersucht, ob geeignete Methoden der numerischen progressiven Schädigungsanalyse physikalische Versuchskampagnen zur Absicherung dieser Auslegungsrichtlinien zumindest teilweise ersetzen können. Am Beispiel der Auslegung einer geklebten Flugzeugrumpflängsnaht wird unter anderem ein vom Autor zuvor entwickeltes Kontinuumsschädigungsmodell für Faserverbundwerkstoffe verwendet, um die Festigkeit und die auftretenden Versagensmodi mit dem kommerziellen FEM-Löser Abaqus/Explicit im Detail zu analysieren. Es wird aufgezeigt, dass physikalische Tests in Zukunft auf ein Minimum reduziert werden könnten.