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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 14 / Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen  → Institut für Baustatik und Baudynamik (IBSD)  → Fachgebiet Baumechanik/Baudynamik  → Dissertationen 

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Title: Die aeroelastische Stabilitätsanalyse – ein praxisnaher Ansatz zur intervalltheoretischen Betrachtung von Modellierungsunsicherheiten am Flugzeug
Authors: Schwochow, Jan
???metadata.dc.subject.swd???: FlugzeugAeroelastizitätIntervallalgebra
???metadata.dc.subject.ddc???: 620 - Ingenieurwissenschaften (Engineering and allied operations)
Issue Date: 7-Feb-2013
Series/Report no.: DLRFB 2012-21
Abstract: Die Untersuchung des dynamischen aeroelastischen Stabilitätsverhaltens von Flugzeugen erfordert sehr komplexe Rechenmodelle, welche die wesentlichen elastomechanischen und instationären aerodynamischen Eigenschaften der Konstruktion wiedergeben sollen. Bei der Modellbildung müssen einerseits Vereinfachungen und Idealisierungen im Rahmen der Anwendung der Finite Elemente Methode und der aerodynamischen Theorie vorgenommen werden, deren Auswirkungen auf das Simulationsergebnis zu bewerten sind. Andererseits können die strukturdynamischen Kenngrößen durch den Standschwingungsversuch identifiziert werden, wobei die Ergebnisse Messungenauigkeiten enthalten. Für eine robuste Flatteruntersuchung müssen die identifizierten Unwägbarkeiten in allen Prozessschritten über die Festlegung von unteren und oberen Schranken konservativ ermittelt werden, um für alle Flugzustände eine ausreichende Flatterstabilität sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird in der vorliegenden Arbeit ein Rechenverfahren entwickelt, welches die klassische Flatteranalyse mit den Methoden der Fuzzy- und Intervallarithmetik verbindet. Dabei werden die Flatterbewegungsgleichungen als parameterabhängiges nichtlineares Eigenwertproblem formuliert. Die Änderung der komplexen Eigenlösung infolge eines veränderlichen Einflussparameters wird mit der Methode der numerischen Fortsetzung ausgehend von der nominalen Startlösung verfolgt. Ein modifizierter Newton-Iterations-Algorithmus kommt zur Anwendung. Als Ergebnis liegen die berechneten aeroelastischen Dämpfungs- und Frequenzverläufe in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit mit Unschärfebändern vor.Investigation of the dynamic aeroelastic stability of aircrafts requires very complex mathematical models, which must reflect the essential elastomechanical and unsteady aerodynamic characteristics of the design. In the modelling process, it is necessary to introduce simplifications and idealizations for the application of the finite element method and the aerodynamic theory. Their impact concerning the simulation results has to be evaluated. On the other hand, the structural dynamic parameters are identified in the ground vibration test, in which the experimental results include errors in measurement. For robust flutter analysis, the identified uncertainties are conservatively determined with lower and upper bounds in all process steps, to ensure sufficient flutter stability in all flight conditions. In this work, a computational method is developed, that combines the classical flutter analysis with the methods of fuzzy and interval arithmetic. The equations of motion for the aeroelastic system are formulated as a parameter dependant nonlinear eigenvalue problem. The perturbation of the complex eigen solution is analysed by a numerical continuation method using a modified Newton iteration algorithm. As a result, the calculated aeroelastic damping and frequency curves as function of airspeed are expanded with uncertainty bands.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2013020742498
ISSN: 1434-8454
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