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Multidisziplinäre Optimierung von Luftfahrtstrukturen aus Faserverbundwerkstoffen

Flugzeuge und FlugzeugsystemeMaterialienÖko-Effizienz

Das Projekt hat die Strukturoptimierung von Faserverbundbauweisen für elastische Tragwerke moderner Luftfahrtzeuge unter Berücksichtigung multidisziplinärer Anforderungen zum Ziel.

Das Forschungs- und Technologievorhaben AeroStruct wird im Rahmen des vierten zivilen Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo IV-4) von 2012 bis 2015 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert. Das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geführte Teilprojekt ForSWING verfolgt als Ziel die Entwicklung einer multidisziplinären Simulationsumgebung für die Analyse und Optimierung eines vorwärts gepfeilten Faserverbund-Tragflügels mit höchster aerodynamischen Leistung.

Die HAW Hamburg verantwortet die Arbeitspakete zur multidisziplinären Optimierung von Faserverbundbauweisen für den vorwärts gepfeilten Tragflügel nach dem "3-Säulen-Konzept". Wesentlicher Bestandteil der Entwicklungsarbeiten ist die Bereitstellung von leistungsfähigen Optimierungsmodellen, d.h. Entwurfs- und Auswertemodelle. Im Entwurfsmodell wird beschrieben, welche Entwurfsparameter optimal zu bestimmen und wie sie in die jeweiligen Analysemodelle der beteiligten Fachdisziplinen zu übersetzen sind. Analog müssen im Auswertemodell die fachspezifischen Analyseergebnisse entsprechend der Entwurfsziele ausgewertet werden.

  • Folgende Kernaufgaben werden bearbeitet:Formulierung von Optimierungsmodellen zur Berücksichtigung von
    - Anisotropie-Eigenschaften (Aeroelastic Tailoring)
    - Anforderungen zum Stabilitätsverhalten (lokales und globales Beulen
    - Faserverbund-Versagenskriterien zur Festigkeitsbeurteilung
    - Steifigkeitsanforderungen (Flügeldurchbiegung und -torsion)
    - Damage Tolerance
  • Entwicklung parametrisierter Beschreibungen für die Dickenverläufe der Faserverbundwerkstoffe
  • Entwicklung parametrisierter Beschreibungen der Flügelgeometrie (z.B. Rippenpositionen
  • Implementierung von Aggregationsmethoden für die Verarbeitung und Bewertung der Analyseergebnisse
  • Berücksichtigung von Robustheitsanforderungen im Optimierungsprozess

Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Michael Seibel
Tel.:     040 / 42875 - 7988, E-Mail:   michael.seibel(at)haw-hamburg.de

Leitung
HAW Hamburg, Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau

Partner
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik sowie das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik

Förderung durch
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie