Funktionskonforme Sensorintegration in hoch belasteten, adaptiven, umströmten Strukturen: 14 Tabellen
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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| Veröffentlicht: |
Köln
DLR
2015
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Forschungsbericht / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
2015,28 |
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Danksagung I
Kurzreferat II
Abstract III
Abbildungsverzeichnis VII
Tabellenverzeichnis XII
Formelzeichen liste XIII
Abkürzungen XVI
1 Einleitung 1
2 Thesen 4
3 Methodik einer funktionskonformen Sensorintegration 7
3 1 Technologiereifegrade und Modellvalidierung 7
3 2 Ablauf einer funktionskonformen Sensorintegration 9
3 3 Ablauf des Auslegungsprozesses 12
3 4 Ablauf des Erprobungsprozesses 14
4 Anforderungsanalyse und Messprinzipienselektion 16
4 1 Beschreibung des adaptiven Rotors 16
4 2 Definition der Messaufgabe 19
4 3 Analyse der Strukturfunktionen 21
4 4 Anforderungen an die Messtechnik 22
4 5 Stand der Wissenschaft und Technik 24
4 6 Bewertung der Messprinzipien 30
Inhaltsverzeichnis
V
5 Verteilte Dehnungssensorik 34
5 1 Konzepte für eine verteilte Dehnungssensorik 34
5 2 Auslegung einer verteilten Dehnungssensorik 37
5 3 Erprobung einer verteilten Dehnungssensorik 39
531 Beschreibung des Versuchsaufbaus 39
532 Versuchsauswertung mit einem Modell für passive Rotorblätter 41
533 Besonderheiten bei der Dehnungsmessung in aktiven Rotorblättern 43
534 Erweiterung des Auswertungsmodells für aktive Rotorblätter 45
535 Versuchsauswertung mit einem Modell für aktive Rotorblätter 50
5 4 Aspekte der Realisierung und Übertragbarkeit 60
5 5 Fazit - verteilte Dehnungssensorik 62
6 Diskrete Sensorik 65
6 1 Konzept einer Sensorik mit translatorischen Beschleunigungsaufnehmern 65
6 2 Auslegung einer Sensorik mit translatorischen Beschleunigungsaufnehmern 66
6 3 Erprobung einer Sensorik mit translatorischen Beschleunigungsaufnehmern 69
6 4 Sensorkonzept für eine angepasste, diskrete Blattspitzensensorik 71
641 Konzept für die flexible Sensorstruktur 71
642 Konzept für den Wandlungsmechanismus und die Auswertung 73
643 Geometrie der Inertialmasse und resultierendes Sensorprinzip 74
6 5 Auslegung einer angepassten, diskreten Blattspitzensensorik 76
651 Analytisches Modell der flexiblen Sensorstruktur 77
652 Analytische Modellierung mit Balkentheorie 2 Ordnung 92
653 Analytische Beschreibung von Inertialmasse und Lasten 111
654 Modellierung der Dynamik 116
655 Optimierung der Sensorstruktur 120
656 Virtuelle Experimente 126
657 Beschreibung des Prototyps des optimierten Blattspitzenwinkelsensors 132
6 6 Erprobung und Validierung einer angepassten, diskreten Blattspitzensensorik 135
661 Beschreibung des fundamentalen Auswertungsmodells 137
662 Statische Laborversuche 140
663 Dynamische Laborversuche 150
664 Schleuderversuche 171
6 7 Fazit - diskrete Sensorik 184
7 Zusammenfassung und Ausblick 188
7 1 Zusammenfassung 188
7 2 Ausblick 192
Anhang A Bewertung unterschiedlicher Sensoriken für adaptive Rotorblätter 196
Anhang B Begriffsklärung der Rotorblattbewegungen 199
Anhang C Hinweise zu Datenverarbeitung und Software 200
C l Verwendete Softwareumgebung 200
C 2 Aufbereitung von Messdaten 200
VI
Inhaltsverzeichnis
Anhang D Ergänzende Informationen zur verteilten Dehnungssensorik 201
D l Versuchsaufbau zur Dehnmessstreifenkalibrierung 201
D 2 Experimentelle Untersuchung der Torsionseigenmoden des aktiven Rotorblattes 202
D 3 Testmatrix zur Erprobung einer verteilten Dehnungssensorik 203
D 4 Weitere Ergebnisse der Versuchsauswertung einer verteilten Dehnungssensorik 204
D 5 Überprüfung der Profilgeometrie eines aktiv verwundenen Rotorblattes 207
D 6 Ergänzende Abbildungen zur Charakterisierung eines isolierten Aktuators 209
Anhang E Ergänzende Informationen zur diskreten Sensorik 210
E l Erprobung einer translatorischen Beschleunigungssensorik 210
E 2 Numerische Untersuchungen der angepassten Blattspitzensensorik 211
E 3 Auslegung der angepassten Blattspitzensensorik 214
E31 Vergleich iiumerisch und analytisch berechneter Dehnungsverteilungen 214
E32 Sensitivitätsanalyse zur Untersuchung der Optimierungsparameter 216
E33 Weitere Flugzustände für die Erprobung im virtuellen Experiment 218
E34 Ergänzende Angaben zu den Eigenschaften des Prototyps 220
E 4 Erprobung der angepassten Blattspitzensensorik 220
E41 Statische Untersuchungen 220
E42 Dynamische Untersuchungen 221
E43 Charakterisierung im Schleuderversuch 224
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