Diese Veröffentlichung beschäftigt sich mit der Identifikation und Charakterisierung von Nichtlinearitäten im modalen Zustandsraum. Die derzeitige Identifikation von Nichtlinearitäten in Schwingungsuntersuchungen an großen Luft- und Raumfahrtstrukturen wurde in einem ersten Schritt erläutert. Anschließend wurde ein Verfahren zur modalen Identifikation im Zustandsraum ausgiebig diskutiert. Das Verfahren kann zur Identifikation von sämtlichen Nichtlinearitäten für vollständig entkoppelte aber auch für gekoppelte Bewegungsgleichungen verwendet werden. Für die Charakterisierung von Nichtlinearitäten werden im Bereich der Luft- und Raumfahrt sogenannte modale Charakterisierungsfunktionen verwendet, in denen die Resonanzfrequenzen und generalisierten Verschiebungsamplituden über dem Lastniveau aufgetragen werden. Da eine derartige Untersuchung einer Eigenschwingungsform sehr zeitaufwendig ist, die ESF muß ja für mehrere Lastniveaus mit Hilf des Phasenresonanzverfahrens isoliert werden, wird hier ein Verfahren zur analytischen Berechnung von modalen Charakterisierungsfunktionen vorgeschlagen. Das Verfahren wird an einfachen Beispielen erläutert. Die Effizienz des neuen Konzepts zur Charakterisierung von Nichtlinearitäten im Rahmen von Schwingungsuntersuchungen wird zum Abschluß an einer ESF eines großen Transportflugzeugs demonstriert. Die Ergebnisse sind überzeugend, weitere Verbesserungen werden allerdings angestrebt.
In this publication the principles for modal analysis of real aerospace structures with weak non-linearities are described. A separation of damping and stiffness non-linearities as well as a restriction on coupling of only a few modes has proved to be beneficial. By this means, nearly all practical phenomena can be sufficiently described. An appropriate and new concept for the identification of non-linearities in the framework of vibration testing is described in detail. The fundamentals of the used methods are initially elucidated on a analytical three degree of freedom system. Afterwards, an example from practice is used in order to demonstrate the usability of the approach. In the example the non-linear analysis during vibration testing of a large transport aircraft is shown.
Analyse von nichtlinearem Schwingungsverhalten bei großen Luft- und Raumfahrtstrukturen
Analysis of non-linear vibration behaviour of large aerospace structures
2004
33 Seiten, 15 Bilder, 9 Quellen
Conference paper
German
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