Pomiary drgań izolowanych fragmentów konstrukcji płatowcowych z zastosowaniem analizatora modalnego LMS SCADAS Lab

Przed wydaniem świadectwa typu dla wprowadzanego do eksploatacji samolotu nadzór lotniczy w myśl obowiązujących przepisów określa wymogi dotyczące min. testów wibracyjnych. Na etapie uzyskiwania zgody na próby w locie należy wykazać brak zagrożeń konstrukcji ze strony zjawisk dynamicznych poprzez analizy i symulacje drgań oraz wykonanie naziemnych prób rezonansowych GVT (Ground Vibration Testing). W toku pomiarów typu GVT określa się krytyczne częstotliwości i postacie drgań. W niniejszym artykule opisano proces identyfikacji drgań rezonansowych izolowanego skrzydła zastrzałowego przy użyciu aparatury do pomiarów modalnych z analizatorem widma drgań LMS SCADAS Lab. Wykorzystując wskazaną aparaturę w odniesieniu do rzeczywistej konstrukcji płatowcowej, właściwie przygotowanej pod względem rozkładu masy, sztywności, swobody ruchu sterów i klap oraz warunków mocowania, można wyznaczyć kluczowe charakterystyki drganiowe odpowiadające punktom rezonansowym. Opisano tok procesu pomiarowego obejmującego takie etapy, jak: przygotowanie obiektu, konfiguracja aparatury, przygotowanie modelu symulacyjnego, orientacyjna identyfikacja punktów modalnych w trybie przemiatania zakresowego oraz dostrajanie częstotliwości rezonansowych przy różnych konfiguracjach wzbudzania. Wyniki testów doświadczalnych porównano z częstotliwościami analogicznych postaci własnych wyznaczonych dla modelu dyskretnego MES. Zademonstrowano też sposób wyznaczania postaci lokalnych w toku wymuszania drgań całego płatowca (samolot Flaris).

Prior to the issue of a type-certificate for an airplane put into service, aeronautical surveillance, in accordance with the applicable regulations, the requirements concerning, among other things, vibration tests. At the stage of approval for flight tests, no structural hazards from dynamic phenomena shall be demonstrated by vibration analysis and simulations and ground vibration tests (GVT). In the course of GVT measurements, critical frequencies and vibration mods are defined. This article describes the process of identifying resonant vibrations of an isolated strut-braced wing using modal measurement instruments with LMS SCADAS Lab vibration spectrum analyser. Using the indicated apparatus with respect to the actual fuselage structure, properly prepared in terms of mass distribution, stiffness, freedom of movement of the rudder and flap and mounting conditions, key vibration characteristics corresponding to the resonance points can be determined. The process of measuring process has been described including the preparation of the object, the configuration of the apparatus, the preparation of the simulation model, the indicative identification of the modal points in the sweeping mode and the tuning of the resonant frequencies with different excitation configurations. The results of the experimental tests were compared with the frequencies of analogous self-defined characters for the discrete MES model. Also demonstrated is the way of locating the local characters in the course of enforcing the vibration of the entire airplane (Flaris aircraft).