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Januar 2005 Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften Ein Vortrag von Simon Voß FE Berechnung eines Segelflugzeugflügels MN MX X Y Z

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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

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FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 2

Gliederung

Einleitung Berechnungsgrundlagen Ergebnisse Bewertung

Simon Voß

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FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

Folie 3

Einleitung Motivation

Kenntnis durch Praxissemester

Gute Informationsquellen

ETA Weltgrößtes Segelflugzeug Hohe Anforderungen Kohlefaserverbundbau

Simon Voß

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Folie 4

ETA

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

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Folie 5

Gliederung

EinleitungBerechnungsgrundlagen Ergebnisse Bewertung

Simon Voß

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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

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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

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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

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Folie 9

Gliederung

Einleitung BerechnungsgrundlagenErgebnisse Bewertung

Simon Voß

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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

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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

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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

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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

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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

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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

Simon Voß

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Folie 16

Gliederung

Einleitung Berechnungsgrundlagen ErgebnisseBewertung

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FE Rechnung eines Segelflugzeugflügels

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)

Simon Voß

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Folie 18

Vielen Dank fürdie Aufmerksamkeit!