Das NASA-Technische Bulletin TB 26-09 „Gemessene Hammeranregungen“ beschreibt, wie die Eignung instrumentierter Hammertests bewertet werden kann. Das Bulletin stellt fest, dass Welligkeiten am Scheitelpunkt und getrennte Kontakte einen Test nicht automatisch ungültig machen, wenn die vollständige Kraft und die strukturelle Antwort präzise gemessen werden.

Das Dokument erläutert, dass Hammertests in der Modalanalyse eingesetzt werden und auch Pyroschocktests vorausgehen können. Während eines kraftfreien Intervalls zwischen Kontakten kann eine Struktur weiter schwingen, während ein nachfolgender Kontakt auf diese bereits vorhandene Bewegung einwirkt. Die resultierende Antwort hängt daher vom gemessenen Kraftverlauf und den Testbedingungen ab.

Dem Bulletin zufolge erzeugen ein exaktes Modell und ein Testobjekt, die derselben begrenzten Kraftverlaufsgeschichte und denselben Anfangsbedingungen ausgesetzt sind, identische Antworten. Bei Näherungsmodellen können unterschiedliche Kraftformen jedoch zu unterschiedlichen Fehlern führen, da sie verschiedene Frequenzen, Amplituden oder nichtlineare Zustände anregen können.

TB 26-09 weist außerdem darauf hin, dass ein endlicher halbsinusförmiger Impuls breitbandig, jedoch spektral nicht gleichförmig ist. Er enthält spektrale Nullen bei ungeraden Vielfachen des Verhältnisses f/f₀, einschließlich 3, 5 und 7, wobei f₀ für einen Impuls mit der Dauer T als 1/(2T) definiert ist. Das sichtbare Erscheinungsbild eines Impulses allein kann daher nicht belegen, dass die Anregung ausreichend ist.

Das Bulletin erklärt, dass Welligkeiten in der Nähe des Scheitelpunkts zusätzliche spektrale Inhalte hinzufügen und einige Kerben des Halbsinus auffüllen können, während der zeitliche Abstand getrennter Kontakte eine deterministische Interferenz erzeugen kann. Bei Bewertungen sollten das nicht normalisierte gemessene Spektrum sowie das Signal-Rausch-Verhältnis der Antwort berücksichtigt werden.

Die NASA empfiehlt, die vollständig aufgebrachte Kraft mit geeigneter Bandbreite, Kalibrierung, Dynamikbereich und Zeitsynchronisation zu messen. Auch die Antwortmessungen sollten über ausreichende Bandbreite und ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis verfügen und weder abgeschnitten noch gesättigt sein. Die Eignung des Tests sollte anhand der für das angestrebte Ziel erforderlichen Frequenz-, Amplituden- und Bereiche der nichtlinearen Antwort beurteilt werden.

Das Bulletin empfiehlt, einen Test nur dann abzulehnen oder zu wiederholen, wenn ein konkreter Mangel bei der Messung, Anregung oder Abdeckung festgestellt wurde. Für weitere Informationen nennt es Joel W. Sills vom NASA Langley Research Center als Ansprechpartner.

Quellen: NASA Breaking News.