Struktur – DLR Leichtbau

Probabilistische Simulation im Entwurf

ArtikelVon Andreas Schuster2025-04-10

Fertigungsfehler stellen die Herstellung von Flugzeugstrukturen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) vor immense Herausforderungen. Ein charakteristischer Fehlertyp sind beispielsweise unerwünschte Faserwelligkeiten. Sie haben einen maßgeblichen Einfluss auf die resultierenden Materialeigenschaften. Innovative Ansätze sind daher erforderlich, um den hohen Qualitätsanforderungen der modernen Luftfahrt gerecht zu werden. Zur genauen Quantifizierung kommen gegenwärtig Ansätze auf Basis physischer Materialtests zum…

Systemleichtbau international – Das DLR auf der JEC World 2024

ArtikelVon Jessica Treptow2024-03-20

Zwischen dem 5. und 7. März 2024 vertraten das Braunschweiger DLR-Institut für Systemleichtbau und das Stuttgarter DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologien die Leichtbau-Expertise des DLR auf der europäischen Leitmesse für Faserverbunde, der JEC World in Paris. Mit dem Fokus, das Wissen der Forschung in die Leichtbau-Industrie zu transferieren, zeigten die Leichtbau-Institute einen repräsentativen Messeauftritt und…

Streuung von Schlagschäden beherrschen mit Probabilistik und KI

ArtikelVon Christopher Gorsky2023-06-22

Eine detaillierte Analyse und Bewertung von Schlagschäden in Faserverbunden ist elementar für eine schadenstolerante Auslegung von Luftfahrtstrukturen. Derzeitige simulationsbasierte Bewertungen eignen sich zwar gut, bedienen sich jedoch konservativer Annahmen. Bisher verwendet man deterministische Berechnungsmethoden, um Impactschäden numerisch zu berechnen. Konservative Sicherheitsfaktoren decken dabei mögliche Streuungen infolge von Unsicherheiten ab. Ein neuer stochastischer, KI-basierter Simulationsansatz bietet…

Inserts neu gedacht. Mittels 3D-Druck zum perfekt integrierten Insert!

ArtikelVon Dipl.-Ing. Johannes Wolff, Marcel Andres2023-01-19

Aus dem Leichtbau sind Sandwichstrukturen nicht mehr wegzudenken. Die Gründe dafür liegen in ihrer hohen gewichtsbezogenen Biegesteifigkeit und Beulstabilität. Üblicherweise bestehen Sandwichelemente aus zwei dünnen zug- und druckfesten Deckschichten und einem dazwischen liegenden leichten und druckfesten Kern. Diese Kombination sorgt für die hervorragenden Leichtbaueigenschaften. Das gilt besonders, wenn die Deckschichten aus dünnen Kohlenstofffaser (CFK-)- oder…

Verbessertes Design durch thermalen Systemleichtbau

ArtikelVon Dr.-Ing. Martin Liebisch2022-12-08

Die betriebssichere Auslegung von thermisch belasteten Leichtbaustrukturen ist eine besondere Herausforderung. Strukturen in und um Triebwerksbereiche, wiederkehrende Raumfahrtstrukturen und strukturelle Umgebungen von Batterie- und Brennstoffzellen müssen einer folgenreichen Kombination von Temperatur und mechanischer Belastung widerstehen: Zum einen wirken die Wärmedehnungen als zusätzliche Lasten, zum anderen erweicht die Matrix bei hohen Temperaturen. Beides führt fatalerweise zu…

Ist der Tank noch ganz dicht?

ArtikelVon Dr.-Ing. Janko Kreikemeier, Dr.-Ing. Raffael Bogenfeld2022-11-24 Kommentar hinterlassen

Wasserstoffdrucktanks sind als Energiespeicher ein Grundbaustein für zukünftige Antriebstechnologien. Entsprechende Druckbehälter stellen zweierlei Grundanforderungen an das Material für die Tankhülle. Es muss die mechanische Belastung durch den Innendruck aushalten und die Dichtheit gegen Gasaustritt gewährleisten. Konventionell gebaute Wasserstoffdrucktanks bestehen aus einer zweischichtigen Struktur: einer innenliegenden isotropen Isolierschicht (Liner), um den Austritt von Wasserstoff zu verhindern,…

Rohrproben – ein pragmatischer Erkenntnisweg für den LH2-Tank

ArtikelVon Dr.-Ing. Arne Hindersmann, Philipp Sämann, M.Sc.2022-11-17

Wasserstoff ist eine vielversprechende Treibstoffoption für die kommende Generation von Verkehrsflugzeugen. An Bord wird er in flüssiger Form, d.h. kryogen, bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt mitgeführt und als LH2 bezeichnet. Ein großer Tank ist notwendig mit sehr guter thermischer Isolation. Tank und Isolation erhöhen die strukturelle Masse. Das Gewicht eines Flüssigwasserstofftanks ist eine Material-…

Technologien für eine nachhaltige Luftfahrt – Der Small-Scale-Demonstrator im Projekt HLFC-WIN

ArtikelVon Bram van de Kamp, Sven Ropte, M. Sc.2022-06-17

Im Einklang mit den globalen Anstrengungen gegen den anthropogenen Klimawandel werden auch durch die Luftfahrt vielfältige Beiträge geleistet. Neben der Perspektive, langfristig auf regenerative Energieträger zurückgreifen zu können, sind Effizienzsteigerungen für einen reduzierten Energieverbrauch von großer Bedeutung – zum Beispiel durch eine laminare Umströmung von aerodynamischen Flächen wie dem Flügel. In einem Konsortium aus europäischen…

Aufschlussreiche Schlagversuche an komplexen Faserverbundstrukturen

ArtikelVon Marc Garbade, M.Sc.2022-04-21

Faserverbundwerkstoffe sind als Hochleistungswerkstoff für moderne Leichtbaukonstruktionen unerlässlich. Sie genügen hohen Anforderungen an Steifigkeit und Festigkeit bei geringem Gewicht. Demgegenüber sind sie jedoch anfällig für Schlagschäden. Die Ursachen sind vielfältig und reichen von Witterungseffekten wie Hagel bis zum fallengelassenen Hammer. IngenieurInnen stehen vor der Herausforderung, komplexe Faserverbundbauteile unter Berücksichtigung solcher Schäden auszulegen. Entscheidend ist hierbei…

Autarke Alleskönner – Ein Superkondensator als multifunktionaler Sensor

ArtikelVon Jan Petersen2022-04-14

Auf dem Weg in eine emissionsfreie Mobilität bietet die Integration von Energiespeichern in Luftfahrtstrukturen einen neuen Ansatz, um Gewicht und Volumen zu reduzieren. Ermöglicht wird dies durch die wechselseitige Substitution von Struktur und Energiespeicher. Die Struktur übernimmt dabei Funktionen des Energiespeichers, während dieser mechanische Lasten aufnehmen kann. Das Vereinen von Struktur und Energiespeicher macht es…

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