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FE-Analyse einer Flugzeug-Kabine unter Innendruck

FE-Analyse einer Flugzeug-Kabine unter Innendruck. Christina Reinhard Finite Elemente Methode WS 2003/04. Flugzeug auf 10.000 m Flughöhe Druckdifferenz 1 bar Knautschzone mit Umgebungsdruck Simulation der Spannungen in Flughöhe Sicherheiten Verbesserung der Geometrie. Motivation.

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FE-Analyse einer Flugzeug-Kabine unter Innendruck

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Presentation Transcript

  1. FE-Analyse einer Flugzeug-Kabine unter Innendruck Christina Reinhard Finite Elemente Methode WS 2003/04

  2. Flugzeug auf 10.000 m Flughöhe Druckdifferenz 1 bar Knautschzone mit Umgebungsdruck Simulation der Spannungen in Flughöhe Sicherheiten Verbesserung der Geometrie Motivation C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  3. FE-Modell Geometrie • Innenkabine mit Fenster • Verstärkung • Knautschzone • 28 Keypoints • 183 Linien • 29 Flächen Bild 1: Geometrie C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  4. FE-Modell Vernetzung • 3171 Elemente • 22460 Knoten • Quadr. Schalen-Element • Wandstärke 3 mm • Quadr. Balken-Element • T-Träger • 2 Größen Bild 2: Vernetzung C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  5. Materialparameter Al 2024 Rp = 350 N/mm² Rm = 450 N/mm² E-Modul = 73000 N/mm² Querkontraktionszahl 0,33  Linear-elastische Rechnung FE-Modell C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  6. FE-Modell Festhaltungen • Symmetrie • xy-Ebene (2 x) • yz-Ebene • Festhaltung • Schnittkante Außenwand / Boden Bild 3: Festhaltungen C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  7. FE-Modell Kräfte • Druck • 0,1 N/mm² auf Kabinenwand • 0,1 N/mm² auf Boden • Kraft • 40 Kräfte von 9000 N an Kabinenwand / Boden Bild 4: Kräfte C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  8. Ergebnisse Deformationen • Aufweitung der Kabine • Stauchung der Knautschzone • Deformation von Fenster / Boden / Verstärkung Bild 5: Verschiebungen C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  9. Ergebnisse Spannungen • Von Mises • Höchste Belastung Schnittkante Boden / Verstärkung (209 N/mm²) • Wandbereiche der Knautschzone spannungsfrei (~0,2 N/mm²) Bild 9: Spannungen nach von Mises C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  10. Ergebnisse Bild 10: Spannungen nach von Mises Bild 11: Spannungen nach von Mises C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  11. Ergebnisse Bild 13: Spannungen nach von Mises Bild 12: Spannungen nach von Mises C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  12. Sicherheitsfaktor Spannung max. 209 N/mm² Rp 350 N/mm²  S = 1,75 Maßnahmen Querstreben im Bodenbereich Verstärkungen für Fenster Verrundung an Verstärkung / Knautschzone Bewertung C. Reinhard, FEM, 28.01.04

  13. Danke für die Aufmerksamkeit! C. Reinhard, FEM, 28.01.04

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