Experimentelle Ergebnisse aus der Modalkraftsimulation dynamischer Lasten.

Abstract

Moderne Raumfahrtsysteme erfordern auf Grund der steigenden Tendenz zum extremen Leichtbau sowie wachsender Groesse neue Verfahren zur experimentellen Ueberpruefung der Konstruktion und Auslegung. Insbesondere in der strukturdynamischen Qualifikation wird nach neuen Verfahren als Alternative zu den bisher ueblichen einachsigen Gleitsinustests, die die dynamischen Lasten nur unzureichend simulieren, gesucht. Mit der Modalkraftsimulation dynamischer Lasten wird ein neues Konzept vorgestellt, mit dem die durch Fusspunkterregung verursachten dynamischen Belastungen an einer Nutzlast durch eine Anordnung von Einzelkraeften simuliert werden. Die Kraefte, die die an der Struktur wirkenden Traegheitskraefte infolge einer Fusspunktbeschleunigung ersetzen, werden so bestimmt, dass sie moeglichst gleiche Strukturantworten verursachen. Dies ist moeglich durch Kombination von sogenannten Modalkraeften, womit Kraftverteilungen fuer die gezielte Anregung von Eigenschwingungsformen bezeichnet werden. Zwei unterschiedliche Versionen werden vorgestellt, eine auf der Forderung nach Gleichheit der Erregungsenergie sowie eine auf der Forderung nach Gleichheit der Strukturantworten in den Erregerpunkten basierende Variante. Experimentelle Ergebnisse aus der Anwendung der Modalkraftsimulation an einer komplexen dreidimensionalen Teststruktur werden mit Messungen aus Mehrachsen-Vibrationstests verglichen. Aus der Diskussion der erzielten Ergebnisse werden die Fragen fuer weitere Untersuchungen aufgeworfen.