 | Wenzel J. Massenprognose der Primärstruktur mittels Finite-Elemente Methoden in frühen Phasen der Flugzeugentwicklung: Diss. … Dr.-Ing. / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Braunschweig. - Köln: DLR, Bibliotheks- und Informationswesen, 2010. - iii, 108 S.: Ill. - (Forschungsbericht; 10-16). - ISSN 1434-8454
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Abbildungsverzeichnis ........................................... x
Tabellenverzeichnis ............................................ xi
Symbole und Formelzeichen .................................... xiii
Abkürzungen .................................................. xvii
1 Einleitung ................................................... 1
1.1 Massenprognose im Flugzeugvorentwurf .................... 1
1.2 Stand der wissenschaftlichen Entwicklung ................ 3
1.3 Ziel der Arbeit und Vorgehensweise ..................... 11
2 Massenprognose der Flugzeugprimärstruktur ................... 13
2.1 Aktivitäten in frühen Entwicklungsphasen ............... 13
2.2 Anforderungen an ein Werkzeug zur Massenprognose der
Primärstruktur ......................................... 17
2.2.1 Erstellung parametrisierter FE-Modelle .......... 17
2.2.2 FE-Modelle als Zusammenbau von Teilmodellen ..... 18
2.2.3 Unterstützung verschiedener Bauweisenkonzepte ... 19
2.2.4 Verfahren zur Bewertung des Strukturversagens ... 19
2.2.5 Anforderungen an die Strukturauslegung .......... 20
2.2.6 Konfiguration des Berechnungsmodells ............ 21
2.2.7 Massenprognosewerkzeug als Bestandteil eines
größeren Berech nungsprozesses .................. 22
3 Entwicklung eines Massenprognoseprogramms ................... 23
3.1 Parametrisch-assoziative Catia-V5 Modelle .............. 23
3.2 Strukturberechnung und -idealisierung .................. 26
3.2.1 Idealisierung von Leichtbauschalen .............. 27
3.2.2 UDR-Konzept ..................................... 28
3.2.3 Theorie zur Steifigkeitsidealisierung ........... 31
3.2.4 Bauweisenkonzepte für Schalen ................... 34
3.2.5 Genauigkeit des gewähltem
idealisierungs ansatzes ......................... 36
3.3 Bewertung des Strukturversagens ........................ 38
3.3.1 Integration von Strukturnachweisverfahren ....... 39
3.4 Strukturauslegung ...................................... 41
3.4.1 Fully-Stressed-Design Verfahren ................. 42
3.4.2 Finalisierung ................................... 43
3.4.3 Vollständige Lokale Enumeration ................. 45
4 Massenprognose eines Seitenleitwerks ........................ 51
4.1 Berechnungsmodell ...................................... 52
4.1.1 Parametrisch-assoziatives Catia-V5 Modell ....... 52
4.1.2 Bauweisenkonzepte und Parameterwerte der
Anfangskonfiguration ............................ 53
4.1.3 Äußere Lasten und Randbedingungen ............... 55
4.1.4 Strukturnachweisberechnung ...................... 56
4.1.5 Ermittlung der Massen ........................... 57
4.2 Konfigurationsstudie ................................... 59
4.2.1 Ziel der Untersuchung ........................... 59
4.2.2 Gewählte Vorgehensweise ......................... 60
4.2.3 Ergebnisse ...................................... 62
4.3 Konfigurationsverfeinerung ............................. 69
4.3.1 Ziel der Untersuchung ........................... 69
4.3.2 Gewählte; Vorgehensweise ........................ 70
4.3.3 Ergebnisse ...................................... 74
4.4 Diskussion ............................................. 84
5 Zusammenfassung und Ausblick ................................ 91
Literatur ...................................................... 95
A Berechnung der Steifigkeitsmatrizen für einzelne
Bauteilschichten ........................................... 101
A.0.1 Berechnungstheorie verschmierter Laminate ........... 101
A.0.2 Berechnungstheorie der Stringersteifigkeiten ........ 105
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