Simulationen mit einer vollständigen und realistischen Konstruktion
Für die heutzutage in der Luftfahrtindustrie bspw. für Open-Rotor-Antriebe eingeführten nickelbasierten Superlegierungsstrukturen sind zusätzliche Spezifikationen bezüglich der während der Montage beinhalteten Belastungen erforderlich. Die Teile und Baugruppen von Flugzeugtriebwerken gelten aufgrund ihrer geringen Größe und kleinen Dicke als flexibel. Unter zusätzlicher Berücksichtigung des Einflusses von Belastungen an der Schnittstelle zwischen Komponenten auf die Qualität von Baugruppen entwickelten Forscher Instrumente, um das tatsächliche Verhalten beurteilen zu können. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts GEOVAR (Non-rigid geometry variation for fabricated aero structure) bestand in einer Verringerung der Anzahl von Testschleifen. Vor diesem Hintergrund schlugen die Forscher eine neue Methode vor, um hochmoderne geometrische Variationen und Simulationen zur Schweißmechanik zu kombinieren. Das zentrale Ergebnis von GEOVAR war eine 3D-Simulationsmethode zur Erlangung quantitativer Informationen über die Haltekräfte, die es anzuwenden gilt, um vor dem Schweißen die richtige Passform der Naht sicherzustellen. Die Erfolge des GEOVAR-Ansatzes wurden über die Montage kleinerer und größerer Triebwerkskomponenten demonstriert, die aus mehreren starren und flexiblen Teilen bestehen. Die Forscher verwendeten die Simulationsergebnisse, um die optimale Verfahrensweise zu definieren und verifizierten die Ergebnisse anhand von Tests, die im Labor durchgeführt worden waren. Die Möglichkeit zu einer genauen Vorhersage der Auswirkungen von geometrischen Variationen, Haltekräften und Schweißen auf die aerodynamische Leistung und auf die Lebensdauer von Lufttriebwerkskomponenten wird für die Fertigung von Flugzeugen der nächsten Generation von entscheidender Bedeutung sein. Ein besseres Management von Unsicherheiten verspricht eine robustere Montage sowie eine höhere Fertigungsgeschwindigkeit.
Schlüsselbegriffe
Geometrische Variationen, Schweißen, Open-Rotor-Antrieb Flugzeugtriebwerk, GEOVAR
