Pseudodynamischer-Echtzeit-Substruktur-Test: Algorithmus, numerische und experimentelle Ergebnisse

Kurzfassung

Der real-time pseudo-dynamic sub-structure (SubPSD) Test ist eine neue dynamische Testmethode. Das eigentliche Versuchsobjekt ist hier Teil eines größeren, komplexen Systems, d.h. eine Substruktur. Das übergeordnete Hauptsystem wird auf einem Computer simuliert, der in Interaktion mit dem Versuchsstand steht. Ein Anwendungsbeispiel ist der Qualifikationstest der Nutzlast (als Substruktur) auf einer Trägerrakete (Hauptsystem). Die Berücksichtigung der Interaktion zwischen Haupt- und Subsystem ergibt realistischere Daten als der konventionelle shaking table - Test. Solche Daten wären eine gute Grundlage für effizientere, leichtere Konstruktionen der Nutzlasten. Der im vorliegenden Artikel vorgestellte Algorithmus basiert auf der Lösung der Bewegungsgleichung im Zeitbereich Newmark. Sogenanntes sub-stepping wird anstelle einer Gleichgewichtsiteration innerhalb des Zeitschritts verwendet. Dieser Algorithmus und ein geeigneter Versuchsaufbau erlauben wirkliche Echtzeitanwendung des SubPSD - Tests, auch mit schwingenden Substrukturen. Mit Hilfe von numerischen Studien werden die Genauigkeit, Möglichkeiten und Grenzen dieser Methode demonstriert. Experimentelle Ergebnisse eines Vier-Freiheitsgrad-Modells werden den numerischen Ergebnissen gegenübergestellt.