Vorhersage der Ausbreitung von Impactschäden in CFK

Das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik hat die Expertise für den Entwurf und die Realisierung anpassungsfähiger, effizienter Faserverbundstrukturen und Leichtbausysteme. Die Forschung dient der Gewichtsminimierung tragender Strukturen, der Verbesserung der Kosteneffizienz in Herstellung und Betrieb, der Maximierung der in die Struktur integrierten Funktionalität, der Komfortsteigerung und der Erhöhung der Umweltverträglichkeit. Schwerpunktmäßiges Ziel der Abteilung Strukturmechanik ist dabei die Entwicklung schneller Berechnungsmethoden, die sich in den gesamten Auslegungsprozess effektiv integrieren lassen.

Impactschädigungen an Composite Strukturen vorherzusagen stellen für Berechnungen eine große Herausforderung dar. In der Luftfahrt sind solche Schäden ein Grund, warum bei der Auslegung sehr konservative Annahmen getroffen werden müssen und eine große Anzahl von Bauteilversuchen zur Qualifikation nötig ist. Um den Aufwand zu reduzieren und gleichzeitig die Vorteile einer Faserverbundstruktur besser ausnutzen zu können, ist es daher notwendig, Impactschäden und die Restfestigkeiten geschädigter Strukturen rechnerisch ermitteln und bewerten zu können. Die Modellierung von Impactschädigungen erfordert das Abbilden des komplexen Zusammenspiels von dynamischem Verhalten, Bruchmechanik und Fatigue.

Ihre Aufgaben sind:

• Einarbeitung in die Schädigungsberechnung mittels Finiter Elemente Methode (FEM), unter Nutzung eines vorhandenen Impactsimulationsmodells
• Literaturrecherche zur Modellierung von Schadenswachstum unter zyklischer Last
• Evaluierung bestehender Berechnungsmethoden und Technologien zur Berechnung von Schadensfortschritt unter Low Cycle Fatigue Belastung sowie der Restfestigkeit
• Modellentwicklung zur Schadensfortschrittsberechnung nach Impact
• Validierung auf Basis von Versuchsdaten
• Erweiterung des Modells hinsichtlich Restfestigkeitsanalyse bei Zug-, Druck- oder Biegebelastung

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Luft und Raumfahrt

Schlagwörter

Composite Strukturen Impactschädigung Bauteilversuche Strukturmechanik Faserverbundwerkstoffe Faserverbundleichtbau Bauingenieurwesen Maschinenbau Luft- und Raumfahrttechnik

Anforderungen

• Ingenieurstudium Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Bauingenieurwesen oder vergleichbar
• Interesse an Strukturmechanik
• FEM-Kenntnisse in Theorie und Praxisanwendung
• Grundkenntnisse bzgl. Faserverbundwerkstoffen und Berechnung von Faserverbundstrukturen
• gute Deutsch- und Englischkenntnisse

Zusatzinformationen

Studien-/ Abschlussarbeit
Dauer: 6 Monate

DLR-Standort Braunschweig

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Fachliche/r Ansprechpartnerin
Raffael Bogenfeld

Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
Tel.: +49 531 295-3579