Omega²-Panel: Sensitivitäts- und Robust-Design-Analysen

Abstract

Durch die umfangreichen Parameterstudien der sich aufweitenden -Stringer liegen eine große Anzahl an Bemessungsergebnissen vor, so dass ein Überblick über das Verhalten der Stringer gewonnen werden kann. Obwohl sich die Ergebnisse nicht zwingend ergänzen, können Tendenzen erkannt werden. Je nach Parameterkonstellation kann mit den Querschnittsänderungen ein Zuwachs der Effektivität erzielt werden. Besonders die Aufweitung der Breite bringt hierbei Vorteile. Diese liegen bei alleiniger Breitenaufweitung besonders im Schubbereich, wobei ebenfalls Zuwächse unter Druck aufgetreten sind. Die alleinige Aufweitung der Höhe birgt eher Nachteile in Bezug auf das Stabilitätsverhalten. Eine doppelte Aufweitung bringt Vorteile, sowohl im Druck-, als auch im Schublastfall. Eine enorme Steigerung der Druckbeullast von 43%, kann mit der Laststeigerung erreicht werden. Eine zu extreme Aufweitung führt hingegen zu Instabilitaten der Stringer selbst. Insgesamt kommt es durch die Aufweitungen zur stärkeren Beanspruchung des Materials. Es treten höhere Dehnungen auf und es kommt zu niedrigen Reservefaktoren, besonders für die Matrix. Insbesondere der Schublastall ist hiervon betreffen. Die Zuwächse an Stabilität führen zu einer Verringerung der materiellen Belastbarkeit. Als Gegenmaßnahme wird versucht über den Lagenaufbau, höhere Festigkeiten in den jeweiligen Belastungsrichtungen zu erzielen. Hieraus ist bereits eine Studie zur Optimierung des Lagenaufbaus, bei konstanter Geometrie entstanden. Da Geometrie und Lagenaufbau sich gegenseitig beeinussen, wäre eine gleichzeitige Optimierung wünschenswert. Um die bisher getätigten Untersuchungen zu verifizieren, ist die Durchführung von entsprechenden Beulversuchen der nächste Schritt zum Nachweis des höheren Nutzens. Bevor dies geschehen kann gilt es ein Fertigungskonzept für die sich aufweitenden Stringer zu erstellen.