Theoretische und praktische Aspekte der Optimierung von Messfreiheitsgraden fur Modaltests

摘要

Die Reduktion der Anzahl von Messfreiheitsgraden auf ein erforderliches Minimum ist eine Moglichkeit zur Steigerung der Effektivitat von Modaltests grosser Strukturen. Dazu wurden in den letzten 20 Jahren Verfahren entwickelt, welche die raumliche Verteilung von Messfreiheitsgraden fur einen Modaltest optimieren. Die Anwendung solcher Verfahren ist Gegenstand vieler Publikationen. Die Validierung dieser Verfahren ist jedoch meist auf einfache Strukturen begrenzt, wird nur anhand analytischer Beispiele gezeigt, oder man beschrankt sich auf die Bewertung der linearen Unabhangigkeit identifizierter Eigenformen. Dieser Beitrag widmet sich der Validierung eines solchen Verfahrens fur den Einsatz in Modaltests grosser Luftfahrtstrukturen. Es wird hier ein praxisorientierter Ansatz gewahlt, indem die Ergebnisse verschiedener experimenteller Modalanalysen miteinander verglichen werden. Dabei wurden Datensatze mit unterschiedlichen Sets von Messfreiheitsgraden verwendet, die in einem Standschwingungsversuch an einem grossen Transportflugzeug aufgezeichnet wurden und ca. 600 Beschleunigungssensoren umfassen. Als Vergleichsreferenz dienen die Ergebnisse der experimentellen Modalanalyse des vollstandigen Datensatzes, der alle Messfreiheitsgrade beinhaltet. Die experimentelle Modalanalyse wurde anschliessend wiederholt, wobei nur noch eine Untermenge von ca. 100 optimierten Messfreiheitsgraden verwendet wurde. Anhand des Vergleichs der Ergebnisse dieser Modalanalysen wird eine Aussage zur Validierung eines Verfahrens zur Optimierung von Messfreiheitsgraden getroffen. Dabei wird der Einfluss der Optimierung von Messfreiheitsgraden auf die Genauigkeit der Identifikation von Eigenwerten und Eigenvektoren getrennt voneinander diskutiert. Anschliessend werden praktische Aspekte der Optimierung von Messfreiheitsgraden besprochen.