 | Fink A. Lokale Metall-Hybridisierung zur Effizienzsteigerung von Hochlastfügestellen in Faserverbundstrukturen: Diss. … Dr.-Ing. / Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Braunschweig. - Köln: DLR, Bibliotheks- und Informationswesen, 2010. - ii, 275 S.: Ill., graph. - (Forschungsbericht; 10-14). - Bibliogr.: S.259-275. - ISSN 1434-8454
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1 Einleitung ................................................... 1
2 Problematik und Stand der Technik ............................ 5
3 Verstärkungskonzept ......................................... 13
3.1 Aufbau ................................................. 13
3.2 Verstärkungsmaterialien ................................ 14
3.2.1 Titan ........................................... 16
3.2.2 Stahl ........................................... 16
4 Eigenschaften des Hybridlaminates ........................... 18
4.1 Mechanische Kompatibilität bei einachsiger
Belastung .............................................. 18
4.2 Interlaminare Adhäsion ................................. 22
4.2.1 Oberflächenaktivierung .......................... 22
4.2.2 Quantifizierung der Adhäsionsgüte ............... 24
4.3 Thermomechanisches Verhalten ........................... 33
4.3.1 Intralaminare Thermalspannungen ................. 33
4.3.2 Interlaminare Thermalspannungen ................. 38
4.4 Impactverhalten ........................................ 45
4.5 Technologie ............................................ 46
4.5.1 Prepregtechnologie .............................. 47
4.5.2 Nasstechnologie ................................. 49
4.5.3 NDI ............................................. 50
4.5.4 Trennverfahren .................................. 52
5 Tragfähigkeit hybrider Verbindungen ......................... 54
5.1 Lochleibungsfestigkeit ................................. 54
5.1.1 Einfluss des Metallgehaltes ..................... 56
5.1.2 Einfluss der Metallfestigkeit ................... 65
5.1.3 Einfluss der Randabstände ....................... 71
5.1.4 Laminatabhängigkeit ............................. 75
5.1.5 Temperatureinfluss .............................. 82
5.1.6 Einfluss der Metallschichtdicke ................. 82
5.2 Mehrreihige Bolzenverbindungen ......................... 87
5.2.1 Quasistatisches Verhalten ....................... 87
5.2.2 Dynamisches Verhalten ........................... 93
5.3 Numerische Prognose des Lochleibungsverhaltens ......... 96
5.3.1 Methodik ........................................ 96
5.3.2 Modellierung ................................... 100
5.3.3 Simulation und Testkorrelation ................. 101
5.3.4 Sensitivitätsanalysen .......................... 109
6 Übergangsbereich ........................................... 113
6.1 Quasistatisches Verhalten ............................. 115
6.2 Dynamisches Verhalten ................................. 123
6.3 Verhalten bei Thermozyklierung unter Last ............. 129
6.4 Analytische Prognose des Delaminationsverhaltens ...... 136
6.4.1 Energetische Methode ........................... 136
6.4.2 Ebener Spannungszustand ........................ 140
6.4.3 Ebener Dehnungszustand ......................... 146
6.4.4 Generalisierter ebener Dehnungszustand ......... 147
6.4.5 Elastoplastisches Verhalten .................... 153
6.4.6 Parameterstudie und Testkorrelation ............ 158
6.4.7 Delamination bei äußerer
Schubbelastung ................................. 171
6.5 Numerische Prognose des Delaminationsverhaltens ....... 173
6.5.1 Modellierung ................................... 174
6.5.2 Simulation und Testkorrelation ................. 176
6.5.3 Numerische Prognose der Tragfähigkeit von
Ubergangsbereichen ............................. 178
6.6 Konstruktive Optimierung .............................. 183
6.7 Mikromechanische Analyse des Schichtersatzpunktes ..... 190
6.7.1 Ideale Stoßstelle .............................. 196
6.7.2 Fehlerbehaftete Stoßstelle ..................... 201
7 Thermomechanisches Strukturverhalten ....................... 209
7.1 Zylindrische Strukturen ............................... 210
7.2 Konische Strukturen ................................... 215
8 Konstruktionsbeispiele ..................................... 220
8.1 Nutzlastadapter ....................................... 220
8.2 Intersegmentverbindung Ariane 5 Booster ............... 224
8.2.1 Verstärkungskonzept ............................ 225
8.2.2 Experimentelle Untersuchung .................... 231
8.3 ATV-SDC Separationsmodul .............................. 244
9 Zusammenfassung und Ausblick ............................... 246
9.1 Zusammenfassung ....................................... 246
9.2 Ausblick .............................................. 249
A Nomenklatur ................................................ 253
A.l Symbole ............................................... 253
A.2 Indizes ............................................... 257
A.3 Akronyme .............................................. 258
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