Januar 2005

Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften

Ein Vortrag vonSimon Voß

FE Berechnung eines Segelflugzeugflügels

1

MNMX

X

Y

Z

5.409

258.581511.753

764.9251018

12711524

17782031

2284

JAN 20 200519:18:33

NODAL SOLUTION

STEP=4SUB =1TIME=1.5SEQV (AVG)DMX =3044SMN =5.409SMX =2284

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 2

Gliederung

Einleitung Berechnungsgrundlagen Ergebnisse Bewertung

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 3

Einleitung Motivation

Kenntnis durch Praxissemester

Gute Informationsquellen

ETA Weltgrößtes Segelflugzeug Hohe Anforderungen Kohlefaserverbundbau

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 4

ETA

Abb. 1: ETA im EinsatzQuelle: www.leichtwerk.de/eta/

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 5

Gliederung

EinleitungBerechnungsgrundlagen Ergebnisse Bewertung

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 6

Berechnungsgrundlagen Materialdaten

E-Modul 190000 MPa Querkontraktion 0,28 Dichte 1,5 g/cm³

Wandstärke Konstant 5mm

Festhaltungen Komplett in x/y Ebene

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 7

FE Modell Elementtyp

Shell93 Elementierung

8361 Elemente 8054 Knoten

Geometrie Profile als

Linienzüge L=15000mm B=600mm

1

X

Y

Z

JAN 20 200519:20:51

ELEMENTS

Abb. 2: Elementierung

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 8

Machbarkeitsüberlegung

1

MNMX

X

Y

Z

30.297

964.6011899

28333768

47025636

65707505

8439

DEC 6 200414:34:42

NODAL SOLUTION

STEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =274.109SMN =30.297SMX =8439

Abb. 3: Probegeometrie (Rechteckquerschnitt)

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 9

Gliederung

Einleitung BerechnungsgrundlagenErgebnisse Bewertung

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 10

Durchbiegung 1,5m1

MN

MXX

Y

Z

.156977

23.17946.2

69.22292.243

115.265138.286

161.308184.329

207.351

JAN 21 200516:03:44

NODAL SOLUTION

STEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =1500SMN =.156977SMX =207.351

Abb. 4: Spannung nach von Mises bei 1,5m Durchbiegung

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 11

Durchbiegung 1,5m

Abb. 5: Spannung nach von Mises bei 1,5m Durchbiegung

1

MN

MX

X

YZ

.156977

23.17946.2

69.22292.243

115.265138.286

161.308184.329

207.351

JAN 21 200516:04:44

NODAL SOLUTION

STEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =1500SMN =.156977SMX =207.351

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 12

Durchbiegung 2m

Abb. 6: Spannung nach von Mises bei 2m Durchbiegung

1

MN

MXX

Y

Z

.209303

30.90561.6

92.295122.991

153.686184.382

215.077245.772

276.468

JAN 21 200516:01:08

NODAL SOLUTION

STEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =2000SMN =.209303SMX =276.468

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 13

Durchbiegung 2m

Abb. 7: Spannung nach von Mises bei 2m Durchbiegung

1

MN

MX

X

YZ

.209303

30.90561.6

92.295122.991

153.686184.382

215.077245.772

276.468

JAN 21 200516:01:39

NODAL SOLUTION

STEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =2000SMN =.209303SMX =276.468

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 14

Transiente Rechnung (Flattern)1

MNMX

X

Y

Z

5.409

258.581511.753

764.9251018

12711524

17782031

2284

JAN 20 200519:18:33

NODAL SOLUTION

STEP=4SUB =1TIME=1.5SEQV (AVG)DMX =3044SMN =5.409SMX =2284

Abb. 8: Spannung nach von Mises bei kurzfristiger Durchbiegung von 3m

Simon Voß

FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 15

Transiente Rechnung (Flattern)

1

MNMX

X

Y

Z

5.409

258.581511.753

764.9251018

12711524

17782031

2284

JAN 20 200519:19:15

NODAL SOLUTION

STEP=4SUB =1TIME=1.5SEQV (AVG)DMX =3044SMN =5.409SMX =2284

Abb. 9: Spannung nach von Mises bei kurzfristiger Durchbiegung von 3m

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Folie 16

Gliederung

Einleitung Berechnungsgrundlagen ErgebnisseBewertung

Simon Voß

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Folie 17

Bewertung Vernetzung

Unregelmäßig an den Profilübergängen Verschobene Spannungsverteilung

Materialdaten Kein isotropes Material verbaut Orthotrope Materialdaten notwendig Schichtweise Modellierung mit

composite Elementen (Shell91 oder Shell99)

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Folie 18

Vielen Dank fürdie Aufmerksamkeit!