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Numerische Auslegung eines CFK-Fensterrahmens für Birdstrike Scenarios an einem Hubschrauber

Titel: Numerische Auslegung eines CFK-Fensterrahmens für Birdstrike Scenarios an einem Hubschrauber
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Im Zusammenarbeit mit einem Helikopterhersteller werden momentan im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes neue Konzepte entwickelt um Birdstrike Lastfälle besser numerisch erfassen und vorhersagen zu können. Basierend auf diesen Ergebnissen sollen Strukturkomponenten gezielt auf diesen kritischen Lastfall ausgelegt und optimiert werden. Oberste Priorität hat dabei der Schutz der Insassen im Cockpit sowie die Möglichkeit einer sicheren Landung nach einem Birdstrike.

Insbesondere die großflächigen Scheiben eines Luftfahrzeugs stellen kritische Stellen für einen Impact dar. Aus diesem Grund müssen sowohl die Scheiben als auch der Frame in welchem die Scheibe gelagert ist tiefer untersucht werden. Im Rahmen des Vorschungsprojekts werden neue Materialien für die Scheibe verwendet. Folglich muss auch das Rahmen, welche aus CFK gefertigt wird, angepasst und optimiert werden.

Problemstellung

Im ersten Schritt soll sich in die Thematik eingearbeitet werden. Dazu ist eine Literaturrecherche in der Thematik Impact bzw. Birdstrike in der Luftfahrt durchzuführen. Gleichzeit soll sich in die benötigte Software eingearbeitet werden (ANSA & LSDyna). Basierend darauf sollen erste, einfache Simulationsmodelle entworfen werden um verschiedene, in LSDyna integrierte, Materialmodelle auf ihre Anwendbarkeit zu überprüfen. Nachdem eine geeignete Simulationsumgebung geschaffen ist, erfolgt der Übergang auf die Frame Struktur. Um den optimalen Lagenaufbau des Frames zu ermitteln sind Simulationen in Form von Parameterstudien durchzuführen. Die Ergebnisse sind auszuwerten und das beste Ergebnisse detaillierter zu untersuchen.

Abschließend sind die Ergebnisse schriftlich auszuarbeiten und das erfolgreiche Konzept nachzuweisen. Die Schriftliche Ausarbeitung wird Basis für den Bau der Frame Struktur sein.

Aufgabe

  • Einarbeitung in die Thematik Birdstrike/Impact und die Software
  • Durchführung von ersten Simulationen zur Charakterisierung geeigneter Materialmodelle
  • Erstellen einer Parameterstudie für verschiedene Aufbauten der Frame Struktur
  • Schriftliche Ausarbeitung und Dokumentation der Ergebnisse

Anforderung

  • Erfahrung im Bereich FEM Simulationen (LSDyna wünschenswert)
  • Kenntnisse im Bereich CFK Werkstoffe

Kenntnisgewinn

  • Umgang mit aktueller/industrienaher FEM Software
  • Auslegung von CFK Strukturen der Luftfahrt