LS Strukturmechanik und Fahrzeugschwingungen
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Auf Grund der im Rahmen eines Testfluges subjektiv durch den Piloten festgestellten hohen Schwingungsamplituden wird das dynamische Verhalten eines Ultraleichtflugzeugmotors inklusive der Motoraufhängung untersucht. Hierin wir der numerische Teil der Untersuchun-gen durch eine finite Elemente Simulation abgedeckt, in deren Rahmen die wesentlichen Ei-genschwingformen der Antriebseinheit samt Motorträger identifiziert wurden. Ergänzend mit den Ergebnissen einer experimentellen Modalanalyse und Betriebsschwingungsmessungen konnten wesentliche Informationen gewonnen werden, aus denen als Maßnahme zur Schwin-gungsreduzierung die Erhöhung der Schwungradmasse abgeleitet wurde.
Die Verbesserung von Kalibriermethoden für Hochdruckverdichterstufen in ausgeführter Integralbauweise verlangt von den Ingenieuren ein detaillierteres Verständnis der strukturdynamischen Zusammenhänge dieses komplexen Bauteils. Als Ausgangsbasis werden zunächst für das perfekte Normdesign bei Ausnutzung der vorliegenden zyklischen Rotationssymmetrie numerische Ergebnisse vorgestellt. Dabei stehen bezüglich des Schwingverhaltens die Kopplungseffekte zwischen Scheibe und Schaufeln im Mittelpunkt, wobei experimentelle Untersu-chungen am realen Bauteil ergänzend hinzugezogen werden. Zukünftig wird in einem weiteren Schritt im Rahmen erheblich aufwendigerer Berechnungen mit der Berücksichtigung von Imperfektionen hinsichtlich der filigranen Schaufeln die Rotationssymmetrie aufgegeben und somit die Basis für eine gezielte Beeinflussung des Schwingverhaltens infolge von Mistuning - Effekten geschaffen.
An advanced design of sandwichstructures does not only require the knowledge of the global stress- and deformation behavior, but also the knowledge of the local effects, such as load singularities and the loss of stability caused by the short wave wrinkling of one (bending) or both (pressure) sandwich skins.Based on the nonlinear theory for sandwich shells with seven kinematic degrees of freedom, introduced from Kühhorn and Schoop an improved theory for plane sandwich shells with eight degrees of freedom will be presented, enabling a much better representation of the sandwich core behavior.Due to consideration of quadratic core thickness and linear core shear strain as well as longitudinal core deformation an improved prediction of the wrinkling behavior is succeeded even for thick cores and thin skins.The kinematic quantities as well as the nonlinear-differential equations and the simplified equations of first order theory resulting from them are given.Finally applying the well known classical problems of stability loaded by pressure and bending, the efficiency of this 8 DOF-theory ist demonstrated. A comparison with a detailed finite element (plain strain) calculation shows the high quality of these results.The presented sandwich theory characterized by eight degrees of freedom enables the calculation of nearly all essential sandwich phenomena even for thick cores.
An advanced design of sandwichstructures does not only require the knowledge of the global stress- and deformation behavior, but also the knowledge of the local effects, such as load singularities and the loss of stability caused by the short wave wrinkling of one (bending) or both (pressure) sandwich skins.Based on the nonlinear theory for sandwich shells with seven kinematic degrees of freedom, introduced from Kühhorn and Schoop an improved theory for plane sandwich shells with eight degrees of freedom (position vector r, director d, and intensity factors az1, az2 for including core flexibility) will be presented, enabling a much better representation of the sandwich core behavior.Due to consideration of quadratic core thickness and linear core shear strain as well as longitudinal core deformation an improved prediction of the wrinkling behavior is succeeded even for thick cores and thin skins.The kinematic quantities as well as the nonlinear-differential equations achieved from the principle of virtual work and the simplified equations of first order theory resulting from them are given.Finally applying the well known classical problems of stability loaded by pressure and bending, the efficiency of this 8 DOF-theory is demonstrated. A comparison with a detailed finite element (plain strain) calculation shows the high quality of these results.The presented sandwich theory characterized by eight kinematic degrees of freedom is valid for arbitrary displacements, rotations and moderat strains enables the calculation of nearly all essential sandwich phenomena even for thick cores.
Ökonomische und ökologische Bedürfnisse verlangen von modernen Konstruktionen sowohl eine hochintegrative Bauweise als auch eine massive Gewichtseinsparung. Dies führt zu neuen Leichtbaukonstruktionen mit einem stetig zunehmenden Anteil an Faserverbundlösungen. Die hierbei eröffnete Möglichkeit, kraftfluß- und beanspruchungsgerecht auszulegen, erschließt sich erst vollständig durch die sichere Anwendung moderner FE-Programme wie beispielsweise ABAQUS. Nutzt man darüber hinaus die Möglichkeit der flexiblen Script-Programmierung, so lassen sich wirkungsvolle Effizienzsteigerungen durch die gezielte Erstellung spezifischer Eingabemenüs und Ausgaberoutinen erreichen. Dieser Beitrag veranschaulicht an Hand eines ausgeführten und getesteten CFK-Modellflügels unter Biegebeanspruchung, die Vorgehensweise bei Verwendung von ABAQUS und der Script-Sprache Python.
Initiiert durch die im Rahmen eines Testfluges subjektiv durch den Piloten festgestellten hohen Schwingungsamplituden wird das dynamische Verhalten eines Ultraleichtflugzeugmotors inklusive der Motoraufhängung untersucht. Hierin wir der numerische Teil der Untersuchungen durch eine finite Elemente Simulation abgedeckt, in deren Rahmen die wesentlichen Eigenschwingformen der Antriebseinheit samt Motorträger identifiziert wurden. Ergänzend mit den Ergebnissen einer experimentellen Modalanalyse und Betriebsschwingungsmessungen konnten wesentliche Informationen gewonnen werden, aus denen als Maßnahme zur Schwin-gungsreduzierung die Erhöhung der Schwungradmasse abgeleitet wurde.