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Untersuchung des Einflusses lagenvariabler Schäftungswinkel auf die Verbindungsfestigkeit geklebter Faserverbundreparaturen

Holzhüter, Dirk and Dietsch, Florian (2015) Untersuchung des Einflusses lagenvariabler Schäftungswinkel auf die Verbindungsfestigkeit geklebter Faserverbundreparaturen. Master's. DLR-Interner Bericht. DLR-IB 131-2015/21, 117 S. (Unpublished)

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69MB

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss lagenvariabler Schäftungswinkel auf die Verbindungsfestigkeit geklebter Faserverbundreparaturen untersucht. Zunächst werden die Grundlagen herkömmlicher CFK-Reparaturverfahren und insbesondere die Vorteile geklebter Schäftungsverbindungen bei Zugbelastung vorgestellt. Bei Schäftungen zweier orthotroper Fügepartner entstehen im Gegensatz zu isotropen Werkstoffen versagensinitiierende Schubspannungsspitzen in der Klebschicht. Anhand einfacher mechanischer Modelle wird gezeigt, dass durch eine lagenvariablen Schäftungswinkeländerung diese Spannungsspitzen reduziert werden können. Dazu wird eine von der Steifigkeit der Lagen abhängige ideale Schäftungsgeometrie erstellt. Mithilfe einer Finite-Elemente-Simulation werden verschiedene variable Schäftungsgeometrien untersucht. Zunächst steht dabei die Analyse des Einflusses einzelner Parameter auf den Schubspannungsverlauf in der Klebschicht im Vordergrund. Es werden die Auswirkungen verschiedener Winkeländerungen, Laminataufbauten, Klebschichtgeometrien und erhöhter Umgebungstemperaturen untersucht. Zusätzlich werden die Zugfestigkeiten der einzelnen Geometrien ausgewertet. Ein weiteres Potential der variablen Schäftung besteht in der Verkürzung der Reparaturlänge. Inwiefern dies möglich ist, wird ebenfalls mithilfe der FEM untersucht. Ausgehend von den numerischen Ergebnissen wird ein Couponprobenprogramm zur Prüfung der Schäftungsgeometrien mittels Zugversuch erstellt. Dabei können die in der Simulation gezeigten Tendenzen bestätigt werden. Außerdem wurde eine Korrelation zwischen der Fertigungsqualität der Probekörper und Versagenseintritt festgestellt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/99207/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Master's)
Title:Untersuchung des Einflusses lagenvariabler Schäftungswinkel auf die Verbindungsfestigkeit geklebter Faserverbundreparaturen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Holzhüter, Dirkdirk.holzhueter (at) dlr.deUNSPECIFIED
Dietsch, FlorianTU DarmstadtUNSPECIFIED
Date:September 2015
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:117
Status:Unpublished
Keywords:CFK, Reparatur, Faserverbundreparatur, variables Schäften
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Structures and Materials
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems > Functional Lightweight Structures
Deposited By: Böhringer-Thelen, Isolde
Deposited On:20 Nov 2015 14:47
Last Modified:31 Jul 2019 19:56

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