Experimentelle Modalanalyse an einem aeroelastisch optimierten Rotorblatt mit Biege-Torsions-Kopplung im Projekt SmartBlades2

Abstract

Im Rahmen des Verbundprojekts SmartBlades2 wurde in vorliegender Untersuchung ein aeroelastisch optimiertes Rotorblatt unmittelbar nach Fertigung je einem experimentellen Modaltest in elastischer Aufhängung (frei-frei) sowie in fester Einspannung am Blattprüfstand des Fraunhofer Instituts für Windenergiesysteme (IWES) in Bremerhaven unterzogen. Beide Testkonfigurationen zeichnen sich durch eine hohe Sensordichte aus und ermöglichen neben der Identifikation globaler Moden wie Schlag-, Schwenkbiegung und Torsion die Identifikation und räumliche Auflösung von höherfrequenten Eigenformen aufgrund eines entsprechend breit angeregten Frequenzbereichs. Die Eigenformen umfassen auch Moden, bei denen sich Blattquerschnitte wölben. Hierbei werden Methoden angewandt wie sie bei Ground Vibration Tests [1-4] an Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen. Die identifizierten modalen Modelle der beiden Testkonfigurationen bieten die Grundlage für die Validierung und Anpassung des Finite-Elemente (FE) Modells des Rotorblatts unter verschiedenen Randbedingungen. Das angepasste FE-Modell wird anschließend im Verbundprojekt weiterverwendet z.B. für gekoppelte Rechnungen zur Gesamtanlagensimulation.