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Dynamische Dehnungssensoren für Strukturprüfungen
PCB Piezotronics hat ein neues White Paper veröffentlicht, in dem die Anwendung dynamischer Dehnungs- und Beschleunigungssensoren bei Strukturprüfungen, insbesondere bei Bodenvibrationstests (GVT) an einem F-16-Flugzeug und einer zivilen Konstruktion gegenübergestellt wird. Ziel dieser Tests ist es, experimentelle Daten zu sammeln, um die strukturellen dynamischen Modelle zu validieren und wichtige Verhaltensweisen wie Flattern vorherzusagen.
Traditionell werden für solche Messungen Beschleunigungssensoren eingesetzt, doch in letzter Zeit gewinnen Dehnungssensoren an Bedeutung, da sie Vorteile wie ihre geringe Größe und eine direkte Dehnungsmessung am Bauteil bieten. Die verwendeten Dehnungssensoren sind wiederverwendbar, kostengünstig und einfach zu montieren. Sie können mit ICP®-Technologie direkt an das Messsystem angeschlossen werden und verfügen über einen großen Frequenzbereich sowie hohe Empfindlichkeit.
Im Rahmen der Tests wurde das gesamte Flugzeug mit Beschleunigungssensoren instrumentiert, während ein Flügel zusätzlich mit piezoelektrischen Dehnungssensoren versehen wurde. Verschiedene Anregungssignale wurden genutzt, um die Moden des Flugzeugs zu identifizieren. Die gleichzeitige Verwendung von Beschleunigungs- und Dehnungssensoren ermöglichte es, sowohl Verschiebungs- als auch Dehnungsmoden sichtbar zu machen. Dies bietet den Vorteil, dass beide Sensortypen zusammen eine konsistente Modalidentifikation erlauben und ergänzende Informationen liefern: An Klemmstellen sind Dehnungen hoch, während die Beschleunigungen niedrig sind; an freien Enden ist es umgekehrt.
Die Ergebnisse zeigten typische Moden des Flugzeugs, darunter Biegemoden und Torsionsmoden. Die Dehnungsmuster lieferten zusätzliche Einblicke in Dehnungsverteilungen, z.B. hohe Dehnungen in der Flügelmitte oder an der Flügelspitze bei Belastung durch Befestigungen.
Abschließend ist zu betonen, dass die Verwendung von Dehnungssensoren sowohl in zivilen Bauprojekten als auch bei Flugzeugtests nützliche zusätzliche Informationen liefert. Sie ermöglichen eine detaillierte Analyse komplexer Strukturen und verbessern das Verständnis ihrer dynamischen Verhaltensweisen.