 | Wieland B. Produktionsorientiertes Toleranzmanagement für Faserverbundbauteile: Diss… Dr.-Ing. / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Braunschweig. – Köln: DLR, 2018. - XI, 144&nmsp;S.: Ill. - (Forschungsbericht; 2018-12). - Res. auch engl. - Literaturverz.: S.116-124.
- ISSN 1434-8454
Шифр: (Pr 1120/2018-12) 02
|
1 Einleitung ................................................. 1
1.1 Ziel der Arbeit ............................................ 2
1.2 Aufbau der Arbeit .......................................... 3
2 Stand der Wissenschaft und Technik ......................... 6
2.1 Toleranzmanagement ......................................... 6
2.2 Identifikation ............................................ 10
2.3 Parameterauswahl .......................................... 12
2.4 Toleranzmodellierung für geometrische Toleranzketten ...... 13
2.4.1 Statistische Toleranzbetrachtung ................... 13
2.4.2 Geometrische Toleranzmodellierung .................. 16
2.5 Toleranzmodellierung für Faserverbundwerkstoffe ........... 17
2.5.1 Herstellungsverfahren für Rotorblätter von
Windenergieanlagen ................................. 18
2.5.2 Modellierung des Infusionsprozesses und des
Faservolumengehaltes ............................... 24
2.5.3 Temperatur- und Aushärtesimulation ................. 27
2.5.4 Prozessinduzierte Bauteildeformationen ............. 29
2.6 Optimierung ............................................... 31
2.7 Prozessüberwachung ........................................ 32
2.8 Herausforderungen für das Toleranzmanagement von
Faserverbundbauteilen ..................................... 33
3 PTM - Produktionsorientiertes Toleranzmanagement .......... 36
3.1 Ansatz für ein produktionsorientiertes
Toleranzmanagementkonzept ................................. 36
3.2 Ansätze zur Toleranzmodellierung für FV-Bauteile .......... 39
3.2.1 Produktionsorientierte Toleranzketten für
Faserverbundbauteile ............................... 39
3.2.2 Ansatz zur vereinfachten geometrischen
Modellierung ....................................... 40
3.2.3 Ansatz zur Modellierung von Toleranzketten für
Faserverbundbauteile ............................... 42
4 Adaption des PTMs auf Faserverbundwerkstoffe .............. 45
4.1 Modellierung des Faservolumengehalts für unidirektionale
Laminate .................................................. 46
4.1.1 Prozess-SC: Faservolumengehalt ..................... 46
4.1.2 Parameterrecherche: Ergebnisse der
Literaturrecherche ................................. 46
4.1.3 Impact-Analyse: Stat. Auswertung von
Laborversuchen ..................................... 47
4.1.4 Modellbildung: Semi-empirisches
Kennlinienverfahren ................................ 49
4.1.5 Validierung: Materialcharakterisierung und
Beispielanwendung .................................. 49
4.2 Modellierung der Prozesstemperatur ........................ 53
4.2.1 Prozess-SC: Numerische Simulation der
Bauteiltemperatur .................................. 53
4.2.2 Parameterrecherche: Ergebnisse der
Literaturrecherche und Vorversuche ................. 53
4.2.3 Impact-Analyse: SOLL-IST Abgleich von
Produktionsmessdaten ............................... 59
4.2.4 Modellbildung: Instationäre Wärmeleitung ........... 65
4.2.5 Validierung: Vergleich Simulation und
Labormessergebnisse ................................ 70
4.3 Modellierung der prozessbedingten Bauteilabweichungen ..... 72
4.3.1 Prozess-SC: Spring-Back-Effekt ..................... 72
4.3.2 Parameterrecherche: Ergebnisse der
Literaturrecherche ................................. 73
4.3.3 Impact-Analyse: SOLL-IST-Abgleich mit optischer
Vermessung ......................................... 73
4.3.4 Modellbildung: Eigenspannungsverteilung ............ 75
4.4 Modellierung der temperaturbedingten Werkzeugdehnung ...... 77
4.4.1 Prozess-SC: Temperaturbedingte Werkzeugdehnung ..... 77
4.4.2 Parameterrecherche: Literatur und
Versuchsauswertung ................................. 77
4.4.3 Impact-Analyse: Versuchsauswertung optischer
Vermessungen ....................................... 78
5 Demonstration des PTMs anhand der Blindverklebung eines
Rotorblattes .............................................. 82
5.1 Bauteil-SC: Blindverklebung ............................... 83
5.2 Parameterrecherche: Blindverklebung ....................... 84
5.3 Impact-Analyse: Blindverklebung ........................... 87
5.4 Modellbildung: Blindverklebung ............................ 92
5.4.1 Statistische Verteilungen .......................... 92
5.4.2 übertragungsfunktionen ............................. 99
5.4.3 Modellierung ...................................... 102
5.5 Optimierung: Blindverklebung ............................. 104
5.5.1 Verifizierung der Toleranzmodellierung ............ 104
5.5.2 Optimierung durch Verschiebung des Sollwertes
Klebespalt ........................................ 107
5.5.3 Optimierung durch Parametervariation .............. 108
5.5.4 Optimierung mit Metamodell ........................ 109
6 Zusammenfassung und Fazit ................................ 113
7 Ausblick ................................................. 115
Literaturverzeichnis .......................................... 116
Tabellen- und Abbildungsverzeichnis ........................... 125
Anhang ........................................................ 128
A Ergebnisse und Auswertung zur Modellierung des
Faservolumengehaltes ....................................... 128
B Prozesstemperatur .......................................... 132
C Globale Werkzeugverformung ................................. 133
D Ishikawa-Diagramm .......................................... 134
E Qualitative Toleranzketten ................................. 135
F Vollständige Toleranzkette Blindverklebung ................. 136
G Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen ........................ 137
|
|
