ISBN 9783843934633

978-3-8439-3463-3, Reihe Luftfahrt

Marco Hoffmann
Festigkeitskennwerte in Laminatdickenrichtung zur Versagensanalyse dicker und/oder dreidimensional belasteter FKV-Laminate

217 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2017), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Eine weitere Steigerung des CFK-Massenanteils in Passagierflugzeugen wird heutzutage noch durch geeignete Lasteinleitungs- und Lastumleitungskonzepte limitiert. Die für Flugzeugstrukturen typischen, hohen Lastniveaus können dabei Laminatdicken von 10 bis 100 mm erfordern. Gleichzeitig liegt in den genannten Strukturbereichen ein komplexer dreidimensionaler Spannungszustand vor. Diese Faktoren können aufgrund der fehlenden Verstärkung der Laminate in Dickenrichtung die Auslöser eines Strukturversagens durch Delamination sein.

Um den Einsatz geeigneter Lasteinleitungskonzepte, wie zum Beispiel CFK-Augenverbindungen oder Lastumleitungskonzepte, wie zum Beispiel gekrümmten Laminaten, zu etablieren, werden zuverlässige Auslegungsmethoden benötigt. Diese Methoden müssen sowohl den vorliegenden 3D-Spannungszustand als auch die Kombination der auftretenden intra- und interlaminaren Versagensarten berücksichtigen. Außerdem werden als Eingangsdaten zur Vorhersage von Delaminationen gültige interlaminare Festigkeiten unter Zug- und Schubbelastung benötigt, deren Übertragbarkeit auf die Bauteilebene nachgewiesen wurde.

Es besteht bis heute ein Mangel an zuverlässigen und standardisierten Versuchsmethoden zur Bestimmung der interlaminaren Festigkeiten. Des Weiteren stellt die Analyse eines kombinierten intra- und interlaminaren Versagens auf Bauteil-Ebene eine große Herausforderung dar.

Die vorliegende Dissertation schließt die bestehende Lücke durch kombinierte experimentelle und numerische Studien auf verschiedenen Ebenen der Versuchspyramide und leistet dadurch einen Beitrag zu Gestaltungsrichtlinien für dicke und/oder dreidimensional belastete FKV-Laminate.