Luftfahrzeugbau und Leichtbau

Betriebsfestigkeit von Leichtbaustrukturen aus metallischen und Faserverbund-Werkstoffen

Es ist das Wesen des Leichtbaus, die Bemessung der Wandstärken der Bauteile und damit den gesamten Materialeinsatz gegen die äußeren Lasten zu optimieren. Dies führt zwangsläufig zu einer hohen Werkstoffanstrengung in weiten Teilen der Leichtbaukonstruktion. Insbesondere im Flugzeugbau sind die tragenden Strukturen zudem schwingenden Beanspruchungen ausgesetzt. Folglich wird Werkstoffermüdung im Flugzeugbau immer eine bedeutende Rolle spielen, da nur bei betriebszeitfester Auslegung ein Luftfahrzeug wirtschaftlich seine Transportaufgabe erfüllen kann.

Ziele

... der Erwerb von Kenntnissen über:

  • das methodische Vorgehen zur rechnerischen und experimentellen Betriebsfestigkeitsvorhersage von Leichtbaustrukturen, nach dem Nennspannungs-, Örtlichen- und Bruchmechanikkonzept
  • die Versagensmechanismen von Metall- und Composite-Werkstoffen unter zügiger und schwingender Beanspruchung

... das Erlernen von Fertigkeiten:

  • in der Anwendung probabilistischer Verfahren zur Betriebsfestigkeitsvorhersage / -analyse
  • in der Anwendung bruchmechanischer Berechnungsverfahren zur Restfestigkeits- und Restlebensdauervorhersage
  • in der Anwendung der klassischen Laminattheorie zur Auslegung von Strukturbauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden
  • in der Anwendung experimenteller Methoden im Rahmen von Praktikumsversuchen 

... das Erlangen der Kompetenz

  • für einfache Leichtbaustrukturen eine Betriebsfestigkeitsvorhersage experimentell und/oder rechnerisch aus Versuchsdaten erstellen zu können.
  • bei der Auslegung einer Leichtbaustruktur Aspekte der Betriebsfestigkeit berücksichtigen und bewerten zu können

Inhalte

  • Zulassungs- und Bauvorschriften
  • Nachweisführung
  • Betriebsbelastungen / Beanspruchungszeitfunktion
  • Safe-Life / Fail-Safe / Damage-Tolerance
  • Werkstoffermüdung / Rissfortschritt / Restfestigkeit
  • probabilistische Prinzipien / Statistik / Aussagesicherheit
  • Schadensakkumulation, Bruchmechanik / Bruchmodi
  • experimentelle Festigkeits-Nachweise / Mess- und Belastungsprinzipien
  • statisch und schwingend beanspruchte Strukturen

Voraussetzungen

obligatorisch:

  • Lineare Algebra für Ingenieure
  • Analysis für Ingenieure
  • Mechanik

wünschenswert:

  • Differentialgleichungen für Ingenieure
  • Leichtbau I
  • Flugzeugentwurf

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing.

Trappe Volker

Honorarprofessor

volker.trappe@bam.de

+49 30 8104 3386

+49 30 314 22955

Einrichtung Luftfahrzeugbau und Leichtbau
Sekretariat F2
Gebäude F
Raum F 125
Adresse Marchstraße 12-14
10587 Berlin

Dr.-Ing.

Marc Prewitz

marc.prewitz@tu-berlin.de

Gebäude F
Raum F 123
LV-Nummer3534 L 10070 (Projekt) und 3534 L 10069 (Vorlesung)
Modul-Nummer50187
VorlesungDienstags, 08:30 -11:45 Uhr, F224
Turnusjedes Wintersemester
PrüfungsformPortfolio-Prüfung (Präsentation (20%) + Bericht (40%) + mündliche Prüfung (40%)), Anmeldung über MTS
Sprechstundenach Vereinbarung mit Prof. Volker Trappe und Marc Prewitz