Validation eines skalierten Flugzeugrumpfmodells mittels experimenteller und numerischer Modalanalyse

Abstract

Der Geräuschpegel im Flugzeuginnenraum ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal bei der Bewertung einer Flugzeugkabine. Das Ziel jeder akustischen Kabinenauslegung ist deshalb eine Optimierung der Lärmbelastung und eine Minderung von auftretenden Schwingungen. Eine Entwicklung auf Basis von experimentellen Verfahren ist in der Regel zeit- und kostenintensiv. Um diesen Aufwand zu reduzieren kommen vermehrt computergestützte Simulationen zum Einsatz. Vor allem im Bereich von tiefen und mittleren Frequenzen basieren viele Vorhersagemethoden auf der Finite-Elemente-Methode. Mit Blick auf Antriebskonzepte die sich im hinteren Bereich des Flugzeuges befinden und dort im tiefen Frequenzbereich Strukturschwingungen auslösen, stellt sich die Frage, in wie weit die Ausbreitung der Schwingungen vorhersagbar ist. Um dies zu Überprüfen müssen die FE-Modelle mittels experimenteller Untersuchungen validiert werden. In dieser Arbeit wird ein vereinfachtes skaliertes Flugzeugrumpfmodell betrachtet, welches aus einer konischen und einer zylindrischen Sektion besteht. Für weitere Untersuchungen kann dieses Modell um immer mehr Details ergänzt werden, sodass es einem echten Flugzeug immer näher kommt. Um jedoch FE-Modelle für echte Flugzeuge zu validieren, sollten die experimentellen Untersuchungen an Testobjekten in Orginalgröÿe mit einem möglichst hohen Detaillierungsgrad durchgeführt werden. Für erste Untersuchungen des Schwingungsverhaltens sowie zur Überprü- fung der generellen Vorhersagemöglichkeiten durch FE-Modelle, ist es sinnvoll mit dem vereinfachten Modell zu beginnen.