Gegenseitige Beeinflussung von Rissen und Beulen in schubbelasteten Aluminiumpanels

Das Stabilitäts- und Damage Tolerance Verhalten ist ein zentrales Auslegungskriterium von Flugzeugstrukturen. Beide Disziplinen sind Gegenstand vieler wissenschaftlicher Arbeiten, dabei in der Regel aber getrennt voreinander betrachtet worden. Im Rahmen dieser Arbeit wird explizit der wechselseitige Einfluss von Schubbeulen und Rissen in Aluminiumstrukturen mittels Versuchen, Simulation (Finite Elemente Methode) und analytischen Modellen zur Berechnung des Rissfortschritts untersucht. Verschiedene Versuchskonfigurationen, Risspositionen und -orientierungen bestätigen, dass die maximale Hauptspannung, die aufgrund der Schubbeule in der Diagonalen des Panels entsteht, der wesentliche Einflussparameter auf den Rissfortschritt ist. Die zunehmende out-of-plane Verformung, bedingt durch steigende Risslängen, führt zu beschleunigtem Risswachstum. Mit Hilfe der analytischen Modelle wird gezeigt, dass eine Vernachlässigung dieses Effekts zu einer Überschätzung der ertragbaren Lastwechsel führt.