Numerische und experimentelle Optimierung von Spannungszuständen in dünnen Membranen

Kurzfassung

Ausfaltbare Leichtbaustrukturen aus dünnen Membranen sind seit einigen Jahren vermehrt zum Forschungsobjekt für Weltraumanwendungen geworden. Am Institut für Faserverbundleicht-bau und Adaptronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) in Kooperation mit der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) gibt es seit dem Jahr 2006 Konzeptentwicklungen für Membranantennen. Die Oberfläche der Membran soll bei einer möglichst geringen Spannrahmenbelastung weitgehend eben bleiben. In der vorliegenden Studienarbeit wird der Spannungszustand und die Unebenheit, die in Form von mechanisch induzierten Falten auftritt, untersucht. An Versuchsmembranen unterschiedlicher Form werden Oberflächenwerte experimentell ermittelt. Diese Werte werden mit numerischen Ergebnissen des Finite-Element-Methode Programms ANSYS verglichen. Die Berechnungen basieren auf der Zugfeldtheorie.