Biaxiale Versuche an rumpfstrukturnahen Proben mit realistischen Lastannahmen

Der Entwicklungs- und Zulassungsprozess eines Flugzeugs beinhaltet immer ein aufwandiges experimentelles Versuchsprogramm. Optimierungspotential hinsichtlich Kosten und Zeit besteht durch Reduktion der Anzahl an - insbesondere sehr komplexen ? Versuchen. Erreicht werden kann dies durch Steigerung der Aussagefahigkeit der einzelnen Versuche, ebenso wie durch den Einsatz geeigneter Simulationen. Ebendieser Weg wird in dieser Arbeit durch eine sinnvolle Verknupfung von Simulationen und realitatsnahem biaxialen Experiment aufgezeigt. Ausgehend von realistischen Lastannahmen werden mit einem Rumpfdimensionierungstool detaillierte Schnittlasten fur den ermudungskritischen oberen Rumpfbereich zwischen Tragflugel und Heckleitwerk ermittelt. Basierend auf diesen Lastdaten wird in einem biaxialen Versuch das statische und zyklische Verhalten einer Probe mit drei aufgebrachten Stringern untersucht. Versuchsbegleitende Finite-Elemente-Simulationen ermoglichen eine prazise Bewertung der Rissspitzenbeanspruchung mittels linear-elastischer Bruchmechanik. Im Szenario eines gebrochenen Stringers wird die Probe wahrend des zyklischen Versuchsprogramms auf ihr Ermudungsrissverhalten untersucht. Zur Auswertung des Versuchs kommt neben Kraft-, Weg- und Dehnungsaufnehmern ein digitales 3D-Bildkorrelationssystem zum Einsatz, welches beruhrungslos eine grosflachige Ermittlung der Verschiebungs- und Dehnungsfelder ermoglicht. Ein Vergleich der Verschiebungsfelder zwischen biaxialem Versuch und zugehoriger Simulation mit realitatsnaher Krafteinleitung zeigt sehr gute Ubereinstimmung fur die Stringer-Hautfeld-Probe - sowohl ohne als auch mit Riss. Mit Hilfe der bruchmechanischen Auswertung der Simulationen lasst sich das Rissfortschrittsverhalten der biaxialen Probe auswerten und mit an Standardproben ermittelten Daten aus der Literatur vergleichen.