Standschwingungsversuche (Ground Vibration Testing)

m+p international hat kürzlich ein Komplettsystem für Standschwingungsversuche an einen namhaften Kunden geliefert, der das System für mobile Applikationen an Flugzeugen einsetzen wird.

Der Auftrag umfasste den m+p SO Analyzer Schwingungsanalysator mit dem Paket „Normal ModeTuning“ (NMT), m+p VibRunner Hardware mit 56 Eingangskänalen und 8 Ausgangskanälen sowie vier Modalshaker (200 N Sinuskraft) der Firma Tira. Insgesamt wird der Kunde bis zu 8 Modalshaker für Standschwingversuche an Flugzeugen verwenden.

m+p VibRunner für mobile Standschwingungsversuche
Testdefinition „Normal Mode Tuning“ mit zwei Modalshakern

Im Rahmen des Abnahmestests wurden Standschwingungsversuche an einem Flugzeugmodell (GARTEUR Struktur) beim DLR in Göttingen durchgeführt.

Das Verfahren „Normal Mode Tuning“ basiert auf der Mehrpunkt-Sinusanregung an strategisch gewählten Anregungspunkten, wobei die Kräfte so angepasst werden, dass die Struktur in einer „reinen, normalen Mode“ schwingt. Das bedeutet, die Anregung wird so eingestellt, dass nur eine Eigenform angeregt und alle Schwingungsformen benachbarter oder sogar doppelter Eigenfrequenzen von ihr nicht angeregt werden. Diese Methode stellt eine höchst genaue Schätzung der Eigenfrequenz und der zugehörigen Dämpfungswerte sicher und ist nicht durch die FFT-Auflösung eingeschränkt.

Die Echtzeit-Darstellung der gemessenen Signale zeigt den Fortschritt hin zur optimalen Einstellung der Anregung. Anhand von Mode-Indicator-Function, Lissajous-Diagrammen, Echtzeitanimation der Schwingungsform und Nyquist-Diagrammen wird der Bediener bei der Feinjustierung der Anregung von der Software unterstützt. Sobald die optimale Abstimmung der Anregung gefunden ist, wird ein hochaufgelöster Schrittsinuslauf um die eingestellte Frequenz gestartet.

Aus diesen Ergebnisdaten können anschließend mit einem geeigneten Werkzeug, z. B. dem „Circle Fit“ Verfahren, die Eigenfrequenz und die zugehörige Dämpfung identifiziert werden.

Normal Mode Tuning bietet so die Möglichkeit, weitreichende Untersuchungen mit Schwingungsamplituden durchzuführen, die deutlich größer sind als bei herkömmlichen Rauschanregungen.

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