• Wagner F. und Bautz B.:
    "Nichtlinear statische Berechnungen an Mini-TEDs für den Airbus A340"

    Deutscher Luft- und Raumfahrtkongreß Dresden, Germany, 20.-23. September 2004

    Innerhalb des von der Europäischen Gemeinschaft geförderten fünften Rahmenprogramms werden im Projekt AWIATOR neue Technologien entwickelt, um unter anderem das Auftriebsverhalten von Flugzeugen zu verbessern und die Geräuschentwicklung zu reduzieren. Dazu werden in mehreren Einzelprojekten unterschiedliche Methoden und Komponenten analysiert, die im Jahr 2005 im Flugexperiment an einem Airbus A340 unter Praxisbedingungen getestet werden sollen. Eine dieser neuen Komponenten sind die von Airbus Deutschland in Zusammenarbeit mit dem EADS Corporate Research Center Deutschland entwickelten Mini-TEDs ("Mini Trailing Edge Devices"). Dabei handelt es sich um zusätzliche Klappen, die in die Landeklappen integriert werden und die je nach Flugzustand bis zu 90 Grad angestellt werden können. Hierdurch wird das Auftriebs- und Widerstandsverhalten der Klappe günstig beeinflusst.

    (PDF-Datei 337 KB)

  • Schedlinski C. et al.:
    "Experimental Modal Analysis and Computational Model Updating of a Body in White"

    Proceedings of the Noise and Vibration Engineering Conference, ISMA 2004, Leuven, Belgium, 2004

    To validate Finite Element models, test data, e.g. from an experimental modal analysis, may be utilized. The modal data themselves must be highly accurate since they form the basis for all subsequent validation efforts. This implies that systematic test design accompanied by careful modal testing is mandatory.

    If the deviations between test and analysis are not acceptable (poor test/analysis correlation), the idealization of the investigated elastomechanical system must be reviewed. Because of the number of uncertain model parameters usually being very high for industrial applications, an appropriate 'manual' update based on engineering skills will most likely fail. Here, computational model updating techniques must be applied, which allow for a simultaneous update of multiple model parameters.

    In this paper an integrated validation strategy is presented that takes into account the complete process chain from model based test design, over modal testing, data evaluation, test/analysis correlation to computational model updating. By means of a real car body in white the single steps of the validation strategy will be highlighted, and it will be shown that very encouraging validation results can be obtained even for very complex systems.

    (PDF-Datei 282 KB)

  • Schedlinski C. und Staples B.:
    "Computational Model Updating of Axisymmetric Systems"

    Proceedings of the Noise and Vibration Engineering Conference, ISMA 2004, Leuven, Belgium, 2004

    This paper addresses the application of computational model updating to axis symmetric systems like aero engine components. These systems usually exhibit repeated (in reality nearly identical) eigenfrequencies. The corresponding eigenvectors have the same shape but are rotated against each other about the axis of symmetry by a certain angle. The absolute orientation of the analytical eigenvectors with respect to the axis of symmetry is arbitrary and depends on the employed computation method. Thus, an identical orientation of both the test eigenvectors and the analytical eigenvectors is usually not the case. This complicates especially the automatic correlation of the eigenvectors and the utilization of the important eigenvector information in the computational model updating process. For a real life problem different possibilities for treating eigenvectors in computational model updating of axis symmetric systems are presented.

    (PDF-Datei 274 KB)

  • Link M. et al.:
    "Parameter Identification and Validation of Large Order Finite Element Models for Industrial Type Structures"

    Proceedings of the Third European Conference on Structural Control, 3ECSC, Technische Universität, Wien, Austria, 12.-15. July 2004

    This lecture gives a brief overview of procedures for validating analytical models using experimental data including some exemplary results. The presentation is restricted to current procedures established by experience with large order industrial applications. The basic numerical techniques for updating the parameters of Finite Element (FE) models are described. Sources of modeling and test data uncertainties are addressed together with related requirements concerning the quality of the initial analytical model and the test data. Obstacles to ensure the prediction capability of the updated models to untested situations are discussed. The described applications include an automotive car body and a civil aircraft structure.

    (PDF-Datei 268 KB)

  • Füllekrug U. und Schedlinski C.:
    "Inertia Parameter Identification from Base Excitation Data"

    5th International Symposium on Environmental Testing for Space Programmes, Noordwijk, The Netherlands, 2004

    With the purpose to further investigate and improve a method for the identification of inertia parameters, tests with flexible test structures have been carried out. Reference data for the inertia parameters were obtained from a Finite Element model and from conventional weighing and pendulum measurements.

    For the realization of the base excitation a six-axis vibration simulator was utilized. The base forces were recorded with a special Force Measurement Device (FMD), and the base accelerations of the test structures were measured by accelerometers. Each of the 3 translational and 3 rotational axes of the multi-axial test facility was driven by a sine sweep signal with an appropriate base acceleration input.

    The application of the identification algorithm to the measured data showed that an acceptable identification of mass and mass moments of inertia is possible. However, a highly accurate identification of the center of gravity location could not be achieved. The results of the analyses are discussed and the advantages and limits of the present method are pointed out. Recommendations for the practical application and improved center of gravity identification are given.

    (PDF-Datei 950 KB)

  • Wagner F. et al.:
    "Experimentelle Modalanalyse und computerunterstützte Modellanpassung einer Rohkarosserie"

    Tagung Wiesloch bei Heidelberg, 25.-26. May 2004/VDI-Schwingungstagung 2004, VDI-Gesellschaft Entwicklung, Konstruktion, Vertrieb, VDI Verlag, Düsseldorf, Germany, 2004

    In dieser Veröffentlichung wird die Anwendung der computerunterstützten Modellanpassung (computational model updating) am Beispiel einer Rohkarosserie vorgestellt, welche im Rahmen des Arbeitskreises 6.1.19 "Strukturoptimierung Akustik" der deutschen Automobilindustrie analysiert wird. Nach einer kurzen Vorstellung der theoretischen Grundlagen wird insbesondere auf die experimentelle Untersuchung der Rohkarosserie eingegangen, welche die Datenbasis für die anschliessende Modellanpassung bildet.

    (PDF-Datei 914 KB)

  • Schedlinski C.:
    "Computerunterstützte Modellanpassung rotationssymmetrischer Systeme"

    Tagung Wiesloch bei Heidelberg, 25.-26. May 2004/VDI-Schwingungstagung 2004, VDI-Gesellschaft Entwicklung, Konstruktion, Vertrieb, VDI Verlag, Düsseldorf, Germany, 2004

    In dieser Veröffentlichung wird auf die Verwendung der computerunterstützten Modellanpassung (computational model updating) bei rotationssymmetrischen Systemen, wie sie etwa in der Luftfahrtindustrie bei Triebwerken auftreten, eingegangen. Bei diesen Systemen treten im allgemeinen doppelte (in Realität nahezu doppelte) Eigenfrequenzen auf. Die zugehörigen Eigenvektoren besitzen dabei visuell dieselbe Form - sie sind jedoch bezüglich der Symmetrieachse um einen bestimmten Winkel zueinander verdreht.

    Die absolute Orientierung der analytischen Eigenvektoren bezüglich der Symmetrieachse ist beliebig wählbar und wird durch das gewählte Berechnungsverfahren festgelegt. Aus diesem Grund tritt eine gleiche Orientierung der Eigenvektoren aus Versuch und Analyse nicht notwendigerweise auf, was insbesondere die automatische Zuordnung von Eigenvektoren und damit die Nutzung der wichtigen Eigenvektorinformation für die computerunterstützte Modellanpassung erschwert. An Hand eines realen Beispiels werden verschiedene Möglichkeiten zur Verwendung der Eigenvektoren bei der computerunterstützten Modellanpassung von rotationssymmetrischen Systemen vorgestellt.

    (PDF-Datei 556 KB)

  • Wagner F. et al.:
    "Computerunterstützte Modellanpassung einer Rohkarosserie mit Anbauteilen"

    Proceedings: MSC.Software Virtual Product Development Conference, Bad Neuenahr, Germany, 24.-26. June 2003

    In dieser Veröffentlichung wird die Validierung von strukturmechanischen FE-Modellen mittels der computerunterstützten Modellanpassung (computational model updating) vorgestellt. Hierzu wird ein von ICS und Professor Michael Link von der Universität Kassel entwickeltes Programmpaket eingesetzt, welches unter anderem die Analysekapazitäten von MSC.Nastran™ nutzt und damit die Anpassung von FE-Modellen industrieller Grössenordnung ermöglicht.

    Nach einer kurzen Vorstellung der theoretischen Grundlagen wird die Effektivität der Validierungsmethode am Beispiel einer Rohkarosserie mit Anbauteilen demonstriert, die im Rahmen des Arbeitskreises "Strukturoptimierung Akustik" der deutschen Automobilindustrie untersucht wird.

    (PDF-Datei 567 KB)

  • Schedlinski C. and Lüscher M.:
    "Application of Classical and Output-Only Modal Analysis to a Laser Cutting Machine"

    Proceedings of the 2002 International Conference on Modal Analysis, Noise and Vibration Engineering, ISMA2002, Leuven, Belgium, 2002

    This paper presents the application of classical modal analysis and output-only modal analysis techniques (Stochastic Subspace Identification and Frequency Domain Decomposition) to a laser cutting machine. It will be shown that the classical modal analysis gave fundamental insight into the structural dynamics of the laser cutting machine, while the output-only modal analysis from operational vibration data provided the modes of vibration directly influencing the cutting results. From the operational data an additional mode of vibration was identified that could not be extracted by the utilized classical modal analysis techniques. It was revealed that this mode of vibration was nonstructural and that it was caused by the drives and the control system of the laser cutting machine. Furthermore, this nonstructural mode could directly be linked to imperfections of the cutting results for specific machine movements. With this knowledge a cost effective and easy to implement solution was developed that significantly enhanced the quality of the cutting results.

    (PDF-Datei 437 KB)

  • Schedlinski C. and Link M.:
    "A Survey of Current Inertia Parameter Identification Methods"

    Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 15, No. 1, 2001, pages 189-211

    The knowledge of the 10 inertia parameters mass, center of gravity and inertia tensor (moments and products of inertia) of mechanical systems is of great interest whenever the dynamic behavior is significantly governed by these parameters. In this paper, a survey of currently available inertia parameter identification methods shall be given. At first, the governing equations of motion will be summarized. Then a classification of the identification methods will be presented that is based on the general equations of motion of a rigid body and their simplifications with respect to several linearization steps. In addition, the individual methods will be highlighted in detail while the requirements will be discussed and attainable accuracy limits are given where possible.

    (online verfügbar bei http://www.sciencedirect.com)

  • Schedlinski C.:
    "Kombinierte Verwendung von experimentellen Frequenzgängen und Modaldaten bei der computerunterstützten Modellanpassung"

    Experimentelle und rechnerische Modalanalyse sowie Identifikation dynamischer Systeme: Tagung Kassel, 14.-15. June 2000/VDI-Schwingungstagung 2000, VDI-Gesellschaft Entwicklung, Konstruktion, Vertrieb, VDI Verlag, Düsseldorf, Germany, 2000

    In dieser Veröffentlichung wird die kombinierte Verwendung von experimentellen Frequenzgängen und Modaldaten bei der computerunterstützten Modellanpassung (model updating) vorgestellt. Dabei werden für die Anpassung des unteren Frequenzbereiches die experimentellen Modaldaten eingesetzt. Um das Systemverhalten im höheren Frequenzbereich ebenfalls zu verbessern, werden zusätzlich experimentell bestimmte Frequenzgänge genutzt. Insgesamt ist das Ziel, den Gültigkeitsbereich eines derart angepassten Modells zu erweitern gegenüber dem eines Modells, das alleine über experimentelle Modaldaten angepasst wurde. Neben der Vorstellung der theoretischen Grundlagen wird der Nutzen des vorgeschlagenen Vorgehens an Hand eines analytischen Beispiels demonstriert.

    (PDF-Datei 243 KB)

  • Wagner F.:
    "Dynamics of Washing Machines"

    PHD thesis, VDI Fortschritt-Bericht, Reihe 11 (Schwingungstechnik) Nr. 287, VDI Verlag, Düsseldorf, Germany, 2000

    The purpose of this thesis is to improve the dynamic behavior of washing machines. Therefore, a simulation program is developed which enables the modeling of different washing machine configurations as elastic multibody systems. The elasticities of the distinct bodies are considered by means of modal parameters which are taken from a Finite Element analysis. Concurrently, acceleration measurements on a so called front loader machine are performed to investigate the dynamic coherences and to identify nonlinear influences such as the nonlinear transfer behavior of the friction damper or structural nonlinearities. Consecutively, the experiments are used to verify the simulation results.

  • Schedlinski C.:
    "Computational Model Updating of Large Scale Finite Element Models"

    Proceedings of the 18th International Modal Analysis Conference, IMAC, San Antonio, Texas, USA, 2000

    In this paper a model validation strategy is presented that integrates computational model updating techniques. A special in-house software package is utilized that makes use of a wide range of the analysis capabilities of a commercial Finite Element solver, especially the eigenvalue and the sensitivity module. The software package thus allows for efficient computational model updating of large scale Finite Element models.

    At first the basic theory is summarized. Then the model validation strategy is explained. Finally an application to an automotive transmission will underline the effectiveness of the procedure.

    (PDF-Datei 292 KB)

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