1、Oktober 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 34DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%:K$“2234001www.din.deDDIN EN 166
2、03-32Raumfahrttechnik Strukturen, allgemeine Anforderungen;Englische Fassung EN 16603-32:2014Space engineering Structural general requirements;English version EN 16603-32:2014Ingnierie spatiale Structure, exigences gnrales;Version anglaise EN 16603-32:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag
3、GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 14607-2:2006-12www.beuth.deGesamtumfang 145 SeitenDIN EN 16603-32:2014-10 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16603-32:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige
4、deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument ersetzt DIN EN 14607-2:2006-12. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrts
5、ystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. nderungen Gegenber DIN EN 14607-2:2006-12 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Norm-Nummer gendert; b) Norm
6、 redaktionell gendert. Frhere Ausgaben DIN EN 14607-2: 2006-12 DIN EN 16603-32:2014-10 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe und Abkrzungen 3 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ECSS-S-ST-00-01. 3.1 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 zu
7、lssiges A-basiertes Design A-Wert Wert einer mechanischen Eigenschaft, bei dessen berschreiten mindestens 99 % der Grundgesamtheit der Werte mit einem Vertrauensintervall von 95 % voraussichtlich fallen werden 3.2.2 zulssiges B-basiertes Design B-Wert Wert einer mechanischen Eigenschaft, bei dessen
8、berschreiten mindestens 90 % der Grundgesamtheit der Werte mit einem Vertrauensintervall von 95 % voraussichtlich fallen werden 3.2.3 Knicken kein stabiles Gleichgewicht einer Struktur unter statisch oder dynamisch aufgebrachten Lasten ANMERKUNG Zum Knicken gehren Bruch schmaler Trger, Beulen flache
9、r Platten, Beulen zylindrischer Platten, dreidimensional gekrmmte Schalen, Knicken von Lngsversteifungen und Knicken der Auenhlle einer Sandwich-struktur. 3.2.4 Verbundwerkstoff Kompositwerkstoff Kombination aus Werkstoffen verschiedener Zusammensetzung oder Form auf Makroebene ANMERKUNG 1 Verbundwe
10、rkstoffe bieten verbesserte Eigenschaften, die von keinem der Ausgangskomponenten allein erreichbar sind. ANMERKUNG 2 Die Bestandteile behalten ihre Eigenschaften in dem Verbundwerkstoff. ANMERKUNG 3 Normalerweise knnen die Bestandteile physikalisch identifiziert werden; zwischen ihnen gibt es eine
11、Grenzflche. ANMERKUNG 4 Zu den Verbundwerkstoffen gehren: Faserverbundwerkstoffe (aus Fasern zusammengesetzt, die in einer Matrix eingebettet sind); und Laminate (Schichten von Werkstoffen); und Hybride (Kombinationen der zuvor genannten Verbundwerkstoffe). ANMERKUNG 5 Verbundwerkstoffe knnen metall
12、isch, nichtmetallisch oder eine Kombination aus metallisch und nichtmetallisch sein. DIN EN 16603-32:2014-10 4 3.2.5 Verbundstruktur Kompositstruktur Struktur, die vollstndig oder teilweise aus Verbundwerkstoffen besteht 3.2.6 beitragende Lasten Lasten, die den Sicherheitsspielraum reduzieren 3.2.7
13、Beschdigungstoleranz Fhigkeit einer Struktur, fr einen festgelegten Nutzungszeitraum dem Versagen aufgrund vorhandener Fehler, Risse oder anderer Beschdigungen ohne Untersuchung oder Reparatur standzuhalten 3.2.8 zulssige Bemessung auf die Versagensart bezogene statistisch basierte Fhigkeit, einer B
14、eanspruchung standzuhalten ANMERKUNG Zum Beispiel bei Lastwiderstand, Spannungswiderstand oder Dehnungsgrenze im Hinblick auf Bruch, Zusammenbruch, nachteilige Verformung. 3.2.9 Bemessungsfaktor Faktor zur Bestimmung der DLL unter Bercksichtigung von Unsicherheiten ANMERKUNG Der Bemessungsfaktor ber
15、cksichtigt Unsicherheiten in Bezug auf Lasten, Modelle und projektbezogene Aspekte (d. h. Protoflug-Ansatz, Unsicherheit in der Umgebung des Raketenstarters, technische Ausgereiftheit des Designs, Wachstumspotenzial und andere Designaspekte). 3.2.10 Bemessungsgrenzlast DLL mit einem Bemessungsfaktor
16、 multiplizierte Grenzlast ANMERKUNG Bemessungsfaktoren sind in ECSS-E-ST-32-10 definiert. 3.2.11 Bemessungslast (DL) Bemessungsgrenzlast oder Bemessungsflielast oder Bemessungsbruchlast 3.2.12 Bemessungsparameter Designparameter physikalische Eigenschaften, die die Leistungsfhigkeit des Designs beei
17、nflussen ANMERKUNG Je nach Art der Designvariablen knnen unterschiedliche Designprobleme identifiziert werden, z. B.: strukturelle Auslegung fr die Dimensionierung von Trgern und Schalen; Formoptimierung; Werkstoffauswahl; strukturelle Topologie. 3.2.13 Bemessungsbruchlast DUL mit einem Sicherheitsf
18、aktor fr Bruchlast multiplizierte Bemessungsgrenzlast DIN EN 16603-32:2014-10 5 3.2.14 Bemessungsbruchspannung durch die Bemessungsbruchlast verursachte Spannung ANMERKUNG Nach dieser Definition existiert kein Zusammenhang mit der Bruchfestigkeit. 3.2.15 Bemessungsflielast DYL mit einem Sicherheitsf
19、aktor fr Flielast multiplizierte Bemessungsgrenzlast 3.2.16 Bemessungsfliespannung durch die Bemessungsflielast verursachte Spannung ANMERKUNG Nach dieser Definition existiert kein Zusammenhang mit der Streckgrenze. 3.2.17 nachteilige Verformung strukturelle Verformung, Durchbiegung oder Verschiebun
20、g, die verhindert, dass Teile der Struktur ihre vorgesehene Funktion erfllen, oder die die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Beendigung der Mission verringert 3.2.18 dynamische Last zeitlich sich ndernde Last mit determistischer oder stochastischer Verteilung 3.2.19 effektive Masse Ma fr den Ma
21、ssenanteil, der mit der Modeform in Bezug auf einen Referenz-Sttzpunkt zusammenhngt 3.2.20 Sicherheitsfaktor FOS Faktor, mit dem die Bemessungsgrenzlasten multipliziert werden, um Unsicherheiten der Verifikations-verfahren und Unsicherheiten beim Fertigungsprozess sowie Unsicherheiten von Werkstoffe
22、igenschaften zu bercksichtigen ANMERKUNG 1 Die Begriffe Sicherheitsfaktor und Faktor der Sicherheit werden synonym verwendet. ANMERKUNG 2 Fr den Begriff Sicherheitsfaktor sind FS und SF auch anerkannte Abkrzungen. ANMERKUNG 3 Der Sicherheitsfaktor ist eine Kombination aus Faktoren verschiedener Quel
23、len von Unsicherheiten. Seine Gre basiert auf nachgewiesenen Prozessen und Verifikationsverfahren fr Analysen, Tests und fr die Fertigung. Zur Bercksichtigung von Unsicherheiten bei der Analyse werden bei der Verifikation durch ausschlieliche Analyse normalerweise hhere Werte fr den Sicherheitsfakto
24、r verwendet. Ein hherer Wert fr den Sicherheitsfaktor wird auch verwendet, wenn eine hhere als bei der Bestimmung der Grenzlast angenommene Zuverlssigkeit gefordert ist. 3.2.21 Versagen Ausfall Bruch, Zusammenbruch, Degradation, vorzeitige Abnutzung oder jedes andere Phnomen, das dazu fhrt, dass den
25、 Bemessungsgrenzlasten, Drcken (z. B. MDP) und Umgebungen nicht standgehalten werden kann 3.2.22 Faile-safe Struktur ausfallsichere Struktur Struktur, die durch ausreichende Redundanz sicherstellt, dass ein Ausfall eines Strukturelements keinen Ausfall der gesamten Struktur verursacht ANMERKUNG Bei
26、der Versagensanalyse wird auf die Bemessungsgrenzlasten kein Sicherheitsfaktor angewendet. DIN EN 16603-32:2014-10 6 3.2.23 Fehler lokale Inhomogenitt in einem Strukturwerkstoff ANMERKUNG Zum Beispiel bei metallischen und homogenen nichtmetallischen Werkstoffen: Kratzer, Kerbe, Riss, Hohlraum oder P
27、oren; bei Verbundwerkstoffen: Delamination oder Porositt. 3.2.24 generalisierte Masse Masse, die durch die Modeformen in den modalen Raum transformiert wird (d. h. modale Koordinaten) 3.2.25 Bauteil mit begrenzter Lebensdauer Bauteil, das regelmige berprfung oder Ersatz erfordert 3.2.26 Grenzlast LL
28、 grte Last, die eine Struktur whrend der Durchfhrung festgelegter Missionen in festgelegten Umgebungen mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit erwartungsgem erfahren wird 3.2.27 grter Bemessungsdruck MDP Druck, der dem MEOP (Km, Kp) entspricht ANMERKUNG 1 Der MDP entspricht den Bemessungsgrenzlasten.
29、 ANMERKUNG 2 Der MDP ist gleich oder grer als der MEOP. ANMERKUNG 3 Kmist ein Faktor, der die Reprsentativitt der mathematischen Modelle bercksichtigt, die den MEOP vorhersagen; er ist durch die den MEOP definierende Funktionseinheit festgelegt (Definition von Kmsiehe ECSS-E-ST-32-10 Sicherheitsfakt
30、oren“). ANMERKUNG 4 Kpist der Projektfaktor (Definition von Kpsiehe ECSS-E-ST-32-10 Sicherheitsfaktoren“) 3.2.28 grter erwarteter Betriebsdruck MEOP grter Druck, dem ein System oder ein Bauteil in seiner geeigneten Umgebung erwartungsgem whrend seiner Einsatzdauer ausgesetzt wird ANMERKUNG 1 Fr Eins
31、atzdauer siehe Definition in 3.2.29. ANMERKUNG 2 Der MEOP entspricht den Grenzlasten. ANMERKUNG 3 Der MEOP bercksichtigt die Auswirkungen von Temperatur und Beschleunigung auf Druck, grten Entlastungsdruck, grten Reglerdruck und Auswirkungen von Fehlern innerhalb des Systems oder der Systemkomponent
32、en. Die Auswirkung der Drucktransiente wird fr jede Komponente des Systems beurteilt und zur Festlegung des MEOP verwendet. ANMERKUNG 4 Der MEOP bercksichtigt Auswirkungen von Fehlern eines externen Systems (z. B. Raumschiff), wie vom Kunden festgelegt, auf Systeme (z. B. Antrieb) oder Komponenten.
33、ANMERKUNG 5 Der MEOP bercksichtigt keine Testfaktoren, die in ECSS-E-ST-32-02 Strukturdesign und -verifikation von druckbeaufschlagten Teilen“ und ECSS-E-ST-10-03 Verifikation“ enthalten sind. 3.2.29 Einsatzdauer Missionsdauer Lebenszyklus von der Lieferung bis zur Entsorgung DIN EN 16603-32:2014-10
34、 7 3.2.30 Primrstruktur Teil der Struktur, der die Haupfluglasten trgt und die allgemeine Steifigkeit festlegt 3.2.31 Prflast Testlast Last, die whrend eines Abnahmetests aufgebracht wird 3.2.32 Abnahmetest Test der Flug-Hardware unter Prflast oder druck zum Nachweis der zufriedenstellenden Verarbei
35、tung und Werkstoffqualitt oder um Anfangsrisslngen im Bauteil festzustellen 3.2.33 zufllige Last Vibrationslast, deren momentane Magnituden nur durch die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen festgelegt sind, die den wahrscheinlichen Anteil der Gesamtzeit angeben, dass die momentane Magnitude inn
36、erhalb eines festgelegten Bereichs liegt ANMERKUNG Die zufllige Last enthlt keine periodischen oder quasiperiodischen Anteile. 3.2.34 Entlastungslasten Lasten, die den Sicherheitsspielraum vergrern 3.2.35 Eigenspannung Spannung, die nach Verarbeitung, Fertigung, Montage, Test oder Betrieb in einer S
37、truktur erhalten bleibt 3.2.36 Safe life sichere Lebensdauer Designprinzip bei der berwachung des Rissfortschritts, bei dem der grte unerkannte Riss in einem Bauteil nicht zum Versagen (Ausfall) fhren darf, wenn das Teil einer Wechsel- oder Dauerbelastung in der whrend der Einsatzdauer vorliegenden
38、Umgebung ausgesetzt wird 3.2.37 Safe-life-Struktur Struktur fr sichere Lebensdauer Struktur, die nach dem Safe-life-Designprinzip konstruiert wurde 3.2.38 Streufaktor Faktor, mit dem die Zyklenanzahl oder die Lebensdauer bei der Ermdungsanalyse, Bruchanalyse, Temperaturwechselbeanspruchungsanalyse u
39、nd beim Test multipliziert wird, um die Unsicherheiten in der statistischen Verteilung der Lasten und Zyklen zu bercksichtigen 3.2.39 Lebensdauer Intervall, das im Anschluss an die Fertigung mit der Untersuchung des letzten Teils oder mit dem Fehlerscreening beim Abnahmetest beginnt und mit der Been
40、digung der festgelegten Lebenserwartung endet 3.2.40 Sekundrstruktur an der Primrstruktur befestigte Struktur, die geringfgig zur Hauptlastbertragung und Gesamtsteifigkeit beitrgt DIN EN 16603-32:2014-10 8 3.2.41 Schocklast besondere Art der transienten Last, bei der die Last signifikante Spitzen au
41、fweist und die Dauer der Last weit unter der typischen Ansprechzeit der Struktur liegt 3.2.42 (quasi) statische Lasten Lasten, die zeitunabhngig sind oder sich langsam verndern, so dass das dynamische Ansprechverhalten der Struktur nicht signifikant ist 3.2.43 Steifigkeit Verhltnis zwischen einer au
42、fgebrachten Kraft und der resultierenden Verschiebung oder zwischen einem aufgebrachten Moment und der entsprechenden Drehung 3.2.44 Strukturdesign Vielzahl von Informationen, die die Struktur festlegen, oder der Prozess, der zur Generierung der Struktur angewendet wird ANMERKUNG Strukturdesign ist
43、ein iterativer Prozess. Der Prozess beginnt mit dem konzeptuellen Design von mglichen Alternativen, die die allgemeinen Leistungsanforderungen erfllen knnen und wahrscheinlich die wesentlichen Vorgaben der Mission (z. B. Masse, Schnittstellen, Betrieb, Kosten) einhalten. Die unterschiedlichen Konzep
44、te werden anschlieend nach einer Vielzahl von bestimmten Kriterien bewertet, um die Designs auszuwhlen, die detaillierter weiterentwickelt werden. Das Hauptziel der Bewertung besteht darin, die wichtigsten Anforderungen der Mission zu identifizieren und festzustellen, ob die ausgewhlten Konzepte die
45、 Anforderungen erfllen. Die ausgewhlten Konzepte werden anhand einer Vielzahl von mechanischen Anforderungen und Schnittstellenvorgaben, die von den wesentlichen Missions- und Funktionsanforderungen abgeleitet wurden (flow down“), weiterentwickelt und detaillierter bewertet. 3.2.45 Struktur Anzahl v
46、on mechanischen Komponenten oder Baugruppen, die Lasten oder Drcken standhalten, Steifigkeit oder Stabilitt bieten oder als Sttze oder Behlter dienen sollen ANMERKUNG Die Struktur ist gewhnlich in Primr- und Sekundrstrukturen unterteilt. 3.2.46 transiente Last deterministische Last, bei der Magnitud
47、e oder Richtung mit der Zeit variiert, und fr die das dynamische Ansprechverhalten der Struktur signifikant ist 3.2.47 Bruchfestigkeit Bruchgrenze grte Last oder Spannung, der eine Struktur oder ein Werkstoff ohne Bruch oder Zusammenbruch standhalten kann ANMERKUNG Es wird davon ausgegangen, dass de
48、r Spannungszustand eine uniaxiale Zug-, uniaxiale Druck- oder reine Scherbeanspruchung darstellt. 3.2.48 Streckgrenze Dehngrenze grte Last oder Spannung, der eine Struktur oder ein Werkstoff ohne eine festgelegte dauerhafte Verformung oder Flieen standhalten kann ANMERKUNG Das Flieen wird blicherwei
49、se bestimmt, indem die Abweichung des tatschlichen Spannungs-Dehnungs-Diagramms von einer Dehnungsbeanspruchung vom anfnglich geraden Verlauf gemessen wird. Der festgelegte Wert wird hufig als ein Dehnungswert bei 0,002 verwendet. DIN EN 16603-32:2014-10 9 3.2 Abkrzungen Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Abkrzungen nach ECSS-S-ST-00-01 und die folgenden Abkrzungen. Abkrzung Bedeutung AIT
