Identifikation nichtlinearer Strukturen - Vergleichbarkeit von Random- und Gleitsinus-Anregung

Kurzfassung

Reale Strukturen weisen oftmals ein nichtlineares Verhalten auf, das durch Reibung oder auch Spiel in Fügestellen verursacht wird. Gerade bei Leichtbaustrukturen können Nichtlinearitäten erheblichen Einfluss auf das dynamische Antwortverhalten nehmen. Die Charakterisierung von Nichtlinearitäten während eines Modaltests ist in der Luftfahrtindustrie von großem Interesse. Hier wird das tatsächliche Schwingungsverhalten in Form modaler Parameter, wie z.B. Eigenfrequenzen, Dämpfungsmaßen und Eigenschwingungsformen, experimentell ermittelt bzw. identifiziert. Mit Hilfe der am Boden identifizierten Modaldaten kann z.B. die Stabilität der Schwingungen eines Flugzeugs im Flug analysiert werden. In der aktuellen Identifikationsmethodik mit Gleitsinus-Anregungen ist eine Unsicherheit in den identifizierten Parametern enthalten, da die Annahme der Linearität verletzt wird. Es wird eine alternative Methode mit Random-Anregung vorgestellt, die es erlaubt, linearisierte Frequenzgänge aufzunehmen. Diese ermöglichen anschließend eine verbesserte linearisierte Identifikation. Das Verfahren wird zunächst theoretisch an einem Ein-Massen-Schwinger gezeigt und später an einer Laborstruktur in die Praxis übertragen. Die Ergebnisse werden so aufbereitet, dass diese mit den Ergebnissen aus den Gleitsinus-Anregungen verglichen werden können. Die abschließende Bewertung der Methode zeigt das Potenzial der hier vorgeschlagenen Methodik.