Konstruktion und Auslegung eines Versuchstandes zur experimentellen Analyse am ebenen Schubfeldträger

Abstract

In der Luftfahrindustrie werden Strukturbauteile immer leichtbaugerechter konstruiert um Gewicht einzu-sparen. Dazu wird immer mehr leichtbaugerechtes Material wie Aluminium und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff verwendet. Zur Vereinfachung von komplizierten Bauteilen und Konstruktionen werden Ersatz-modelle erstellt. Ein Biegetorsionskasten in den Tragflächen eines Flugzeugs wird vereinfacht als Schub-feldsystem dargestellt. Dabei handelt es sich um eine im Leichtbau oftmals verwendete modellhafte Idealisierung, bei der das strukturmechanische Verhalten durch die Schubfeldtheorie beschrieben wird. Dies beschreibt dünnwandige Hautfelder, die durch berandende Steifen (Gurte, Stringer, Pfosten, …) verstärkt werden. Ein 2DSchubfeldträger wurde bereits im Rahmen einer Bachelorarbeit aufgebaut. Er ist allerdings als Kragarm mit drei rechteckigen Hautfeldern gleicher Dicke ausgeführt und in seinem Aufbau nicht veränderbar. Ziel dieser Arbeit ist ein Konzept zur Erweiterung des Versuchsstandes eines ebenen Schub-feldträgers, der einen flexiblen Aufbau bzgl. unterschiedlicher Hautfeld- und Steifengeometrien, Lagerungen und Lasteinleitungen erlaubt.

In the aviation industry, structural components are being designed to save weight. This is achieved by using lightweight materials such as aluminium and carbon fiber reinforced plastics. In order to make complicated components and constructions easier for understanding, they are simplified by replacement models. In this example is a shear field structure. It takes thin-walled skin fields, which are reinforced by bounding stiffeners. A 2D shear field structure has already been developed in the context of a bachelor thesis. However, it is designed as a cantilever with three rectangular skin fields of equal thickness and its structure cannot be changed. The aim of this thesis is to develop a concept for the extension of the 2D shear field beam, which has a flexible design with respect to different skin field and stiffener geometries, bearings and load introduction.