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Advanced Composite Integrated Skin Panel<br/>structural testing

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Umweltfreundliche Flugzeugstrukturen aus Verbundmaterial

Mithilfe verschiedener Verfahren der Flüssigharzinfusion (LRI), die wesentlich mehr Nachhaltigkeit bringen, produzierten und testeten EU-finanzierte Wissenschaftler erfolgreich drei Kompositflugzeugteile.

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Mit Kohlefasern verstärkte Kunststoffe könnten bald Flugzeugstrukturen auf Aluminiumbasis überflüssig machen. Solche Verbundwerkstoffe haben eine gute Festigkeit-Gewichts-Verhältnis, was zu einer hohen mechanischen Leistung mit reduzierten Verbrauchs- und Emissionswerten führt. LRI ist ein innovatives Herstellungsverfahren für integral versteifte Platten. Das Verfahren verwendet einen Trockenfaservorformling, bei dem ein flüssiges Harz eingespritzt wird. Mithilfe von EU-Finanzierung des Projekts ACID (Advanced composite integrated skin panel structural testing) verglichen Wissenschaftler zwei verschiedene LRI-Methoden. Daraus sollte ein umweltfreundlicheres Verfahren für die Herstellung von kohlefaserverstärkten Flugzeugstrukturen hervorgehen. Das Projekt produzierte und testete zwei geometrisch ähnliche Flügelhaut-Komponenten, um ihre Leistung zu bewerten. Darüber hinaus wurde eine dritte Platte mit unterschiedlicher Geometrie aber mit derselben Herstellungstechnik getestet. Die beiden ersten Platten wurden durch Anbringen von Versteifungen zu einer dünnen Platte hergestellt, während die dritte eine integrale Versteifung erhielt. Der Fokus lag auf dem Sammeln von Informationen über die Bruchlast und -modus. Die Ergebnisse sollten zu einer besseren Material- und Prozessentwicklung führen. Alle Proben wurden bis zum Bruch belastet. Die Ergebnisse zeigten, dass trotz des verwendeten LRI-Herstellungsprozesses keine Beschädigung vor dem endgültigen Bruch auftrat. In allen Fällen zeigten Linearpotentiometer ähnliche Verschiebungswerte und Extensometer maßen die gleiche Steifigkeit. Abgesehen von den herkömmlichen Messsystemen verwendete ACID auch verteilte Systeme auf Basis digitaler Bildkorrelation und optischer Dehnungsmessungen. Diese Systeme helfen, Zeit und Kosten im Zusammenhang mit Dehnungsmessungen mit einer Vielzahl von Dehnungsmessstreifen und Rosetten zu sparen. Der Einsatz dieser fortschrittlichen Systeme könnte auch bei Strukturtests in anderen Bereichen helfen, in denen Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen, etwa bei erneuerbaren Energien und in der Automobilindustrie.

Schlüsselbegriffe

Komposit, Flugzeugstrukturen, flüssige Harzinfusion, Hautblech, Strukturtests

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