Erweiterung eines Programmpakets zur Identifizierung struktureller Nichtlinearitäten mit Hilfe verbesserter und automatischer Algorithmen

Die vorliegende Bachelorarbeit setzt sich zum Ziel, die Softwareunterstützung zur Identifikation von Reibungsnichtlinearitäten zu verbessern. Bisherige Software und Auswertealgorithmen setzen häufig ein lineares System voraus. Komplexe Strukturen weisen jedoch oft ein nichtlineares Verhalten auf, dessen Auswertung softwareseitig vergleichsweise schlecht unterstützt wird. Zur Lösung der Problemstellung wird ein nichtlineares System simuliert, um Testdaten zu generieren, die anschließend durch die Software ausgewertet werden. Die entstehenden Hysteresen werden in Teilbereiche unterteilt und von Geraden angenähert. Anschließend erfolgt die grafische Identifikation der Parameter anhand mathematischer Beziehungen. Im Verlauf der Arbeit wird ein vorhandenes Softwarepaket um einen weitestgehend automatischen Auswerteprozess erweitert. Weiterhin zeigt sich, dass die Signalaufbereitung und Wahl des Datensatzes von großer Bedeutung für den Identifikationsprozess ist. Als Resultat aus dieser Arbeit gehen verschiedene Erweiterungen der Signalaufbereitung und ein Identifikationsprozess heraus, der korrekte Ereignisse anhand der simulierten Testdaten liefert

Automatische Schwingungsüberwachung von aeroelastischen Systemen

Aufgrund des extremen Leichtbaus sind Konstruktionen der Luftfahrttechnik, insbesondere auch Flugzeuge, anfällig für Schwingungen. Diese treten auf, wenn ein Flugzeug einer dynamischen Belastung ausgesetzt wird, beim Einfliegen in eine Böe, bei abrupt eingeleiteten Flugmanövern des Piloten oder für den Fall des Landestoßes beim Aufsetzen der Fahrwerke. Unter besonderen Umständen kann das aeroelastische System instabil werden, was als sogenanntes „Flattern“ bekannt ist. In der Flugerprobung von Flugzeugprototypen oder in aeroelastischen Windanalversuchen ist eine Analyse der strukturdynamischen Eigenschaften erforderlich zur Beurteilung des Stabilitätsverhaltens. Anhand einer permanenten und automatisierten Modalanalyse werden Eigenfrequenzen, Eigenformen und Dämpfungsparameter des Flugzeugs oder Windkanalmodells durch eine „quasi echtzeitfähige“ MATLAB-Software analysiert und bereitgestellt. Die Stabilität des Systems kann dadurch online beurteilt werden. Die MATLAB-Software nutzt Messhardware von DEWEtron oder National Instruments und greift Zeitdaten gemessener Beschleunigungen aus dem Speicher ab. Anschließend werden modale Parametern identifiziert und einer Datenbank zugeführt. Die Implementierung dieser Software bedarf effiziente und schnelle Algorithmen. Weiterhin ist es notwendig die verschiedenen Darstellungen der Daten miteinander zu vernetzen um eine Interaktion des Nutzers zu ermöglichen. Besonderheiten der Implementierung, Ansätze der parallelen Verarbeitung und die generelle Architektur werden präsentiert

Inflight-Measurements of Aircraft Undercarriage Vibration during Deployment

Within the EU funded Project AFLoNext (http://www.aflonext.eu/) flow-induced vibrations of aircraft components are under investigation. Aerodynamic or structural devices are designed to mitigate the vibration response levels especially of the deployed landing gear doors. The nose landing gear is emitting vorticity which impacts the downstream located main landing doors. To verify the results of unsteady complex flow simulations of the undercarriage conducted by different project partners, flight tests shall provide a database for calibration of numerical investigations and verify the results. Different types of sensors were installed on the undercarriage of the Advanced Technology Research Aircraft operated by the German Aerospace Center DLR, comprising accelerometers, strain gauges, travel and pressure sensors. To get detailed knowledge of the dynamic interaction of pressure loads and structural response on the nose and main landing gear doors, the simultaneous data acquisition of all signals at high sample rates up to 2 kHz was mandatory during deployment. In addition, monitoring of critical response levels was essential to stay in defined limits during flight. The presentation will give an overview of the selected Flight Test Instrumentation and the preparation of the test aircraft including the documentation and substantiation to get the flight approval

Umsetzung effizienter plattformunabhängiger App-Entwicklung in einer bestehenden Forschungssoftware-Landschaft

Zur Durchführung von Standschwingungsversuchen wird im Institut für Aeroelastik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt eine Sammlung verschiedener Softwaretools entwickelt. Diese dienen der effizienten Durchführung dieser Versuche und ermöglichen eine hohe Daten- und Ergebnisqualität. Die Nutzung mobiler Endgeräte ermöglicht es die Versuchsprozesse effizienter zu gestalten, da direkt am Versuchsobjekt ein Zugriff auf Daten realisiert werden kann. Daher wird eine neue App in die bestehende Softwarelandschaft integriert. Bei der Entwicklung stehen Plattformunabhängigkeit und eine effiziente Nutzung des bestehenden Codes im Vordergrund. Durch Nutzung von Xamarin konnte dieses Ziel und über 90% gemeinsamer Code erreicht werden

Datenbankgestützte Korrelation von Modaldaten - Das DLR Correlation Tool

Das vorliegende Paper beschreibt die vom DLR-Institut für Aeroelastik entwickelte Software Correlation Tool, die zur Korrelation von Modaldaten aus Standschwingungsversuchen und Modaltests verwendet wird. In einem Modaltest an realen Strukturen wie z.B. einem Transportflugzeug werden bis zu 30 unterschiedliche Erregerorte genutzt und bis zu 300 unterschiedliche Datensätze mit Frequenzgängen im Verlaufe eines Tests erzeugt. Die Motivation zur Entwicklung des Tools ist folglich die Notwendigkeit viele experimentelle Modaldaten großer Testobjekte effizient zu korrelieren, mit der Zielsetzung, ein repräsentatives und genaues modales Ersatzmodell aufzubauen. Dabei wird die Datenbank als Basis für das Correlation Tool vorgestellt und auf deren Besonderheiten eingegangen, die eine effiziente und aussagekräftige Korrelation ermöglichen. Anschließend erfolgt eine Beschreibung der Nutzerführung, um die Korrelation übersichtlich und schnell zu gestalten. Weiterhin werden Möglichkeiten gezeigt, wie mit Datenbank basierter Korrelation Informationen bzgl. statistischer Streuungen und nichtlinearer Trends aus den verfügbaren Messdaten gewonnen werden können

Online monitoring of flutter stability during wind tunnel testing of an elastic wing with pylon and engine nacelle within the HMAE1 project

Flutter testing in high speed wind tunnels is very challenging and costly. In order to enhance safety levels and to increase the amount of scientific output, real time identification methods are indispensable. This paper addresses a technique for fast and reliable identification of eigenfrequencies and damping ratios using operational modal analysis methods. The procedure has been developed by the Institute of Aeroelasticity of the German Aerospace Center (DLR) in Goettingen, Germany. It uses acceleration signals from turbulence excitation during wind tunnel testing for output-only modal identification. The evolution of eigenfrequencies and damping ratios in the range of interest is tracked over time and wind tunnel parameters. In more detail, the paper focuses on a wind tunnel test campaign conducted by the aircraft manufacturer Embraer, the German Aerospace Center, the Netherlands Aerospace Centre (NLR) and German–Dutch Wind Tunnels (DNW) on a highly elastic fiberglass wing body pylon nacelle configuration

SARchaeology—Detecting Palaeochannels Based on High Resolution Radar Data and Their Impact of Changes in the Settlement Pattern in Cilicia (Turkey)

The fertile alluvial plain of Cilicia is bordered by the Taurus and Amanus mountain ranges to the west, north and east and the Mediterranean Sea to the south. Since the Neolithic Period, Plain Cilicia was an important interface between Anatolia and the Levant. The alluvial plain is dominated by three rivers: Tarsus, Seyhan and Ceyhan. The avulsion history of the lower course of the rivers Seyhan and Ceyhan during the Holocene remains an unresolved issue. The knowledge about how former river courses have changed is essential for the identification of ancient toponyms with archaeological sites. The analysis of silted up riverbeds based on high-resolution digital elevation models (TanDEM-X) and historic satellite imagery (CORONA) in this paper provide the first indications for the reconstruction of former river channels. Further evidence is given by the evaluation of the settlement patterns from 3rd to 1st millennium BC

Evaluating the Quality and Accuracy of TanDEM-X Digital Elevation Models at Archaeological Sites in the Cilician Plain, Turkey

Satellite remote sensing provides a powerful instrument for mapping and monitoring traces of historical settlements and infrastructure, not only in distant areas and crisis regions. It helps archaeologists to embed their findings from field surveys into the broader context of the landscape. With the start of the TanDEM-X mission, spatially explicit 3D-information is available to researchers at an unprecedented resolution worldwide. We examined different experimental TanDEM-X digital elevation models (DEM) that were processed from two different imaging modes (Stripmap/High Resolution Spotlight) using the operational alternating bistatic acquisition mode. The quality and accuracy of the experimental DEM products was compared to other available DEM products and a high precision archaeological field survey. The results indicate the potential of TanDEM-X Stripmap (SM) data for mapping surface elements at regional scale. For the alluvial plain of Cilicia, a suspected palaeochannel could be reconstructed. At the local scale, DEM products from TanDEM-X High Resolution Spotlight (HS) mode were processed at 2 m spatial resolution using a merge of two monostatic/bistatic interferograms. The absolute and relative vertical accuracy of the outcome meet the specification of high resolution elevation data (HRE) standards from the National System for Geospatial Intelligence (NSG) at the HRE20 level

Aufbau einer verteilten CompactDAQ-Messanlage zur Echtzeit-Modalanalyse im Flugtest

Für die Durchführung von instrumentierten Flugschwingungsversuchen mit dem Forschungsflugzeug HALO des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt wird eine widerstandsfähige Messanlage zur Erfassung von Beschleunigungs- und Dehnungssignalen benötigt, die auch unter den atmosphärischen Bedingungen in großen Flughöhen bei sehr niedrigen Außentemperaturen zuverlässig arbeitet. Die kompakten und robusten Compact- DAQ-Chassis ermöglichen eine verteilte Installation der Anlagenbausteine sowohl innerhalb als auch außerhalb der Druckkabine in Behältern, die unter den Tragflügeln angebracht sind. Diese Konfiguration erlaubt eine kurze analoge Signalführung, weil die A/D Wandlung außerhalb nah an den Sensoren erfolgen kann. Weiterhin müssen nur wenige Verbindungen in die bedruckte Kabine geführt werden. Die Erfassung und Verteilung der Messdaten auf mehrere Analyse-PCs ist durch eine LabVIEW-Software realisiert worden. Die nahezu Echtzeitfähigkeit des kompletten Messsystems wird durch Kontrollmechanismen in der Datenerfassungssoftware gewährleistet

Online Monitoring of Aircraft Modal Parameters during Flight Test based on permanent Output-only Modal Analysis

The process adopted for continuous monitoring of eigenfrequencies and damping ratios during the test flight of a research aircraft is presented. This comprises measurement hardware, distributed data acquisition system and software architecture in order to stream, store, and simultaneously analyze data with the methods of Operational Modal Analysis. The algorithms utilize only measured output time histories to identify modal parameters at different flight conditions. The autonomous implementations of the Stochastic Subspace Identification (SSI) and the Least-Square Complex Frequency domain (LSCF) algorithms provide estimations of the aeroelastic damping within a few seconds