Zuverlässigkeitsbasierte Auslegung unversteifter CFK-Zylinderschalen unter Material- und Strukturunsicherheiten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Krause
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 353469698

Unversteifte Zylinderschalen aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) sind interessante Strukturkomponenten für Extremanwendungen. Für die Verwendung im Leichtbau werden diese meist sehr dünnwandigen Strukturen durch deren kritischen Versagensfall Beulen bestimmt. Die Vorhersage der kritischen Beullast erfolgt nach heutigem Standard entsprechend eines deterministischen Bemessungsverfahrens, welches empirisch ermittelte Knock-down Faktoren verwendet. Diese wiederum beruhen zum Großteil auf Versuchen an metallischen Strukturen mit unterschiedlichen Randbedingungen. Die resultierenden Knock-down Faktoren haben sich für Versuche an CFK-Zylindern als sehr konservativ herausgestellt. In dem hier beantragten Forschungsprojekt soll zunächst die statistische Datenbasis von Versuchsdaten für repräsentative Strukturbauteile erweitert werden. Dabei werden verschiedene Messverfahren eingesetzt, um die Zylinder zunächst zu charakterisieren und Unsicherheiten in Material- und Strukturparametern zu bestimmen. In Ergänzung zu Literaturangaben soll dann eine Kategorisierung erarbeitet werden. Basierend auf Vorarbeiten des Instituts werden diese Untersuchungen genutzt, um einen Ansatz zur zuverlässigkeitsbasierten Auslegung unter Berücksichtigung von Material- und Strukturunsicherheiten sowie der Unsicherheiten, die sich durch die verwendeten Berechnungsverfahren ergeben, weiter zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Martin Wiedemann