TU BRAUNSCHWEIG

PoLaRBEAR


 

 Rumpftonne mit integraler Versteifungsstruktur

 

Stand der Technik:

Um die hohen mechanischen Eigenschaften von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen effektiver nutzen zu können, müssen neue Entwurfsrichtlinien und technologische Konzepte für zukünftige Flugzeuge erarbeitet werden, um integrale Strukturen entwickeln und so den Montageaufwand bei der Herstellung reduzieren zu können. Im Betrieb sollen dabei die Anforderungen an Wartung, Reparierbarkeit und Robustheit nach wie vor erfüllt werden.

 

Ziele:

In PoLaRBEAR steht die Entwicklung und Analyse auf Element-Ebene im Fokus der Betrachtung. Die Untersuchungen stehen in Bezug zur automatisierten Fertigung mit Prepreg-Technologie, Stabilitätsanalysen nicht-rechteckiger Hautfelder, Schadenstoleranz und Ermüdungsverhalten der Rippen-Struktur sowie der Reparierbarkeit der Elemente. Erarbeitet werden sollen:

  • Hoch-automatisierte Verfahren zur kosteneffizienten Herstellung von Rumpftonnen im Industriemaßstab
  • Gesteigerte Zuverlässigkeit geodätischer Strukturen unter Betriebslasten
  • Gestaltungsrichtlinien für robuste Grid-Strukturen

 

 

Fertigungskonzept für Großstrukturen


Tätigkeiten:

Um einen höheren Technologie-Reifegrad zu erreichen, ist die Kenntnis über das lokale Strukturverhalten von Grid-Strukturen in Faserverbundbauweise notwendig. Dieses unterscheidet sich deutlich von dem heutiger Flugzeugstrukturen. Es müssen Lösungen für folgende Probleme gefunden werden:

  • Entwicklung eines AFP-Prozesses für Barrel-Fertigung unter Serienbedingungen einer Flugzeugproduktion; Herstellung von Couponproben, Elementen und Testpaneelen
  • Numerische Analysen des Beulverhaltens der Haut in Abhängigkeit der geometrischen Form der Hautfelder innerhalb des geodätischen Grids und die Validierung mit Hilfe mechanischer Prüfungen
  • Schutzkonzepte und Materialverbesserung mit dem Ziel erhöhter Schadenstoleranz und verbesserter Ermüdungseigenschaften sowie deren Bewertung und Überprüfung durch Materialprüfungen
  • Entwicklung von Reparaturkonzepten, welche von numerischen Analysen und Tests abgeleitet wurden
  • Bewertung der einzelnen Ergebnisse und Festlegen von Gestaltungsrichtlinien für geodätische Strukturen

 

Forschungsschwerpunkte IAF:

  • Untersuchungen zur automatisierten Faserablage für Prepreg-Technologien
  • Werkzeugkonzeption und Validierung von Fertigungsverfahren für automatisierte Herstellung von CFK-Strukturbauteilen
  • Entwicklung eines Fertigungskonzepts für die automatisierte Barrel-Herstellung im Hinblick auf eine Serienfertigung für Flugzeuge
  • Fertigung von Testbauteilen im AFP-Verfahren

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Henneberg


  aktualisiert am 02.03.2016
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