Frage zu Honeycomb-Strukturen

Diskutiere Frage zu Honeycomb-Strukturen im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; Im Zusammenhang mit MH370 wurde ich mal gefragt, warum überhaupt Teile schwimmen, die doch anscheinend aus Metall sind. Ich gab dieselbe Antwort,...

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  1. WaS

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    Im Zusammenhang mit MH370 wurde ich mal gefragt, warum überhaupt Teile schwimmen, die doch anscheinend aus Metall sind. Ich gab dieselbe Antwort, die ich jetzt im entspr. Thread gelesen habe:
    Inzwischen stelle ich mir aber eine weitere Frage: Womit sind die »Waben« denn gefüllt? Ich war bisher immer der Ansicht, sie seien hohl. Dann müssen sie aber auch dicht sein; andernfalls würde ja das Wasser eindringen, und so ein Teil würde nicht schwimmen, jedenfalls nicht monatelang. Aber wie kann dann die Luft raus und wieder rein, wenn sich der Außendruck ändert?

    Oder bestehen die »Wände« der Waben aus einem so leichten Material, dass das ganze Teil selbst dann noch schwimmt, wenn es im Inneren total voller Wasser ist?
     
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  3. GorBO

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    Ich bin jetzt kein Experte, hatte aber schon den ein oder anderen Querschnitt einer Honeycomb-Struktur in der Hand. Die Kammern sind tatsächlich leer. Die Schwimmfähigkeit ergibt sich dadurch, dass das komplette Bauteil leichter ist, als ein massives Teil UND selbst massive Schäden an der Oberfläche werden in der Regeln nur einen Bruchteil der Wabenzwischenräume ankratzen, so dass genügend "Auftriebskörper" bleiben.

    Ich habe auf die Schnelle diese interessante Seite gefunden -> Link
    Sie zeigt nicht nur den Querschnitt einer Klappe von einer B747 sondern auch Schadensbilder.
     
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  4. WaS

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    Danke; so habe ich mir das auch vorgestellt. Dann stellt sich aber schon die Frage, wie da die Luft rein und raus kommt....
     
  5. 78587?

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  6. WaS

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    Dann stehen die Waben also unter Innendruck, wenn das Flugzeug hoch fliegt. Ich bin überrascht!
     
  7. 78587?

    78587? Space Cadet

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    Das Volumen in jeder einzelnen Wabe ist zu gering, um Kräfte auf die Aussenschale wirken zu lassen. Zudem wird sich aufgrund der Temperaturen, die eingeschlossene Luft sowieso kaum ausdehnen
    Ein Flugzeugreifen hat auch keinen Druckausgleich. :wink:


    .
     
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  8. #7 cool, 26.06.2016
    Zuletzt bearbeitet: 26.06.2016
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    Wenn man bei der Produktion die Waben unter Umgebungsdruck verklebt, dann wird ein absoluter Druck von ziemlich genau einem bar (1000hPa oder auch 100000 N/m² ) eingesperrt. Auf FL410 herrschen (überschlägig) 250hPa.

    Die Differenzbelastung muss erstmal die Haut aufnehmen, sprich 65kN/m² oder auch knappe 6.5t pro m² (ne Ganze Menge)

    Reduziert wird das einmal, da sich die Waben (leicht) ausdehnen können. Wenn man mal überschlägig von 5-10% Volumenerhöhung ausgeht (weil die Volumina so klein sind und die Wabenhaut bisschen nachgibt), dann reduziert sich der Druck (und damit Flächenbelastung) um genau diese 5-10%.

    Sind wir also noch bei etwa 900hPa Innendruck.

    Temperatureinfluss:

    Da wir die Volumenänderung schon berücksichtigt haben und somit als konstant annehmen, ändert sich der Druck proportional zur Temperatur:
    p = 900hPa x ( 288.15K / 243.15k ) bei angenommenen -45°C = 759.5hPa
    Die Temperatur nimmt also einen Einfluss von etwa nur 15% bei dem Extremfall -45°.


    509hPa entsprechen nun 0.05MPa und der damit in der Technik gängigen Einheit N/mm² (was nun in der Festigkeitslehre eher als gegen Null gehend betrachtet werden kann).
    Wenn so ne Wabe nun eine Diagonal von ~5mm hat (hab keine Daten zur Hand, hab nur mal nen Bild von Wiki als grober Vergleich), dann ist die eingeschlossene Fläche etwa 22mm² und damit entsteht eine Belastung pro Wabe von 1.3N.
    Da jeder Steg (im Wabenverbund) nun genau eine Wabe kompensieren muss, muss er also diese 1.3N auf seine knappen 3mm verteilen. Nimmt man einen halben mm Breite an, kommt man auf etwa 1.5mm² und damit auf eine Zugbelastung von <1N/mm².
    Ohne ne Formelsammlung rauszuholen, da wird selbst Papier drüber liegen, die Klebungen sowieso.


    Der Lufteinschluss hat also auf den Festigkeitsverbund nur einen geringen Einfluss, ich würde behaupten vernachlässigbar.

    Interessant ist, dass die Flächenbelastung etwa eine Zehner-Potenz darunter liegt, sprich der Innendruck belastet die Haut mit etwa 5t/m², die Flächenbelastung von Airliner liegt ja irgendwo bei 400-800kg.


    Last but not least: Der Innendruck könnte sogar einen Vorteil bringen, wenn man Bedenkt, dass die Wabe dadurch vorgespannt wird. Wenn sich dadurch die Belastungen aus dem wechselnden Bereich (immer schlecht) in den schwellenden Bereich (weniger schlecht) verlegen lassen, dann könnte man sowas schon mit weniger Material bauen, weil die Dauerfestigkeit generell besser ist.


    Genug geklugscheisst :rolleyes: (mich hatts einfach selber interessiert und wenn ich schonmal rechne, dann interessiert es andere vielleicht auch :wink: )
     
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  9. #8 Taliesin, 26.06.2016
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    Du musst die 5-10% vom gesamten Innendruck abziehen, sind dann also 900hPa Gesamtdruck oder 650hPa Überdruck.
    Die Druckänderung durch die Temperatur muss dann auch wieder mit dem Gesamtdruck erfolgen. Wären 759hPa Gesamtdruck oder 509hPa Überdruck.
     
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    Hallo

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  11. cool

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    Du hast natürlich beide Male recht, ich habs mal korrigiert :TD:

    Danke
     
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  12. WaS

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    Danke euch allen! (Vernünftigerweise hätte ich auch selbst mit dem Rechnen anfangen können...)
     
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