Optimized crenellation designs for fatigue life improvement of metallic airframe structures

Die Materialermüdung einer Flugzeugzelle ist ein kritischer Bereich für die Sicherheit eines Flugzeugs. Schwere Unfälle aufgrund von akkumulierten Schäden, die auf Materialermüdung zurückzuführen sind, stellen keineswegs Einzelfälle in der Geschichte dar. Heutzutage werden zur Gewährleistung der strukturellen Integrität des Flugzeugs periodisch Inspektionen der Flugzeugzelle durchgeführt, so dass Ermüdungsrisse rechtzeitig gefunden und repariert werden können. Die angegebenen Inspektionsintervalle richten sich nach der Wachstumsgeschwindigkeit der Ermüdungsrisse, und zwar von einer anfänglich erkennbaren Länge bis hin zu einer maximal zulässigen Länge. Daher besteht in der Luftfahrtindustrie ein beständiges Bestreben, die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdungsrisse in Flugzeugzellen zu verbessern, und mittels verschiedener Techniken die Inspektionshäufigkeit zur reduzieren, was wiederum die Wartungskosten verringert, ohne dass dabei Kompromisse zulasten der Flugsicherheit eingegangen werden müssen. Krenelierung ist ein derart vielversprechendes Konzept zur Verlangsamung der Rissbildung, das in den letzten Jahren entwickelt wurde. Hierbei wird die Dicke der Rumpfhaut systematisch variiert, ...Fatigue of airframe structures is a critical concern for the safety of aircraft. Serious accidents due to the accumulation of fatigue damages in airframes are by no means rare cases in history. Nowadays to ensure the structural integrity of the aircraft periodic inspections are performed on the airframe structure to detect and repair fatigue cracks timely. The prescribed inspection frequency is determined by the speed of fatigue crack growth from an initial detectable length to a maximum allowable length. Therefore, there is a constant driving force in the aerospace industry to improve the fatigue crack resistance of airframe structures by different techniques to reduce the inspection frequency and thus the maintenance cost yet without any compromise on the safety issue. Crenellation is such a promising fatigue crack retardation concept developed in recent years, in which the thickness of the fuselage skin is systematically varied ..