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Synthese dynamischer stochastischer Lasten an Flugzeugstrukturen (de)
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Abstract:
Die Synthese von dynamischen stochastischen Lasten bildet die Grundlage für die Untersuchung des Einflusses der turbulenten Grenzschicht (TBL) auf die Akustik in der Flugzeugkabine. Der daraus resultierende breitbandige Lärm führt zu einer Beeinträchtigung der Gesundheits- und Komfortbedingungen. Insbesondere Frequenzen unter 500 Hz werden aufgrund der geringen Masse der Rumpfstruktur kaum gedämmt und daher besonders stark in die Kabine transmittiert, weswegen leichtbaukompatible Lärmschutzlösungen notwendig sind.Experimentelle Untersuchungen von Rumpfstrukturen unter realen Triebwerks- oder Strömungslasten sind jedoch oft kaum möglich oder extrem kostenintensiv. Daher wird in diesem Beitrag ein Ansatz zur vereinfachten experimentellen TBL-Synthese mit Hilfe von punktuellen Kraftanregungen vorgestellt. Anhand exemplarischer Simulationsdaten eines elektrischen Propeller-Kurzstreckenflugzeugs im Reiseflug und einer Plattengeometrie als vereinfachte Flugzeugstruktur werden die TBL-Drucklasten auf Basis semi-empirischer Modelle von Goody und Corcos ermittelt. Mit Hilfe dieser Lasten wird die experimentell abzubildende Strukturantwort numerisch bestimmt und anschließend durch die Anregung der Platten mit Shakern für verschiedene Konfigurationen experimentell untersucht. Im Rahmen der Untersuchungen wird die Eignung des Verfahrens zur Synthese stochastischer dynamischer Lasten nachgewiesen. Weiterhin werden Einflussfaktoren auf die Abbildungsgüte diskutiert und gezeigt, dass diese durch eine Anpassung der Anregungspositionen sowie eine Erhöhung der Anzahl der Schwingerreger verbessert werden kann.