Was ist Aeroelasticity?

Aeroelasticity ist die Studie der Interaktion der aerodynamischen Drücke, der Schwungkraft und der elastischen Antworten in den körperlichen Strukturen. Solche Interaktionen können die statischen und dynamischen Resonanzen produzieren. Instabile dynamische Resonanzen in den Bestandteilen können zu strukturellen Ausfall unter bestimmten Bedingungen führen. Aeroelasticity betroffen gewöhnlich mit dem Entwerfen der Strukturen, um beständig zu sein, wenn es einem dynamischen Luftfluß unterworfen. Diese Strukturen sind häufig Flugzeuge, aber sie können Brücken, Windturbinen und andere auch umfassen terrestrisch-gegründete Elemente.

Die meisten Materialien, einschließlich Metalle, aufweisen elastisches Verhalten bei der Reaktion auf externe Drücke ne. Elastische Materialien zurückgehen zu ihrer ursprünglichen Größe und zu Form röße, wenn sie nicht über einer kritischen Menge hinaus verformt. Bei verformt werden, ausdehnen sie en oder schrumpfen entsprechend dem Niveau des Druckes angewendet. Ein Metallfrühling ausdehnt heraus nt, wenn er an den Rändern gezogen, aber, bleibt nicht dauerhaft verformt, nachdem er freigegeben. Tatsächlich sogar benehmen feste Stücke Metall auf diese Art.

In einem Flugzeug anwenden externe aerodynamische Kräfte mechanischen Druck an den Flügeln und am Hauptkörper -. In Aeroelasticity ausgedrückt ist dieser Druck einem Druck ähnlich, der direkt an Material-für Beispiel, von der Platzierung der Gewichte auf das Flugzeug angewendet. In der Antwort verformt die Struktur des Flugzeuges etwas Schuld. Dieses ändert etwas die Form der Fläche, die der Reihe nach den genauen aerodynamischen Druck beeinflußt. In einem statischen Drehbuch erreicht die strukturelle Antwort des Flugzeuges Gleichgewicht mit den neuen aerodynamischen Drücken.

Wenn eine Struktur anfängt, wegen der aerodynamischen Drücke zu verformen, gewinnt sie Schwungkraft oder Momentum, wie sie bewegt, um zu verformen. Sobald sie seine neue “equilibrium† Position erreicht, stoppt sie nicht sofort; eher übertreibt sie diese Position, weil sie Schwungkraft gewonnen. Aerodynamische Drücke können neigen, die Struktur zu einer Gleichgewichtsform wieder herzustellen, aber manchmal kann eine Pendelbewegung auftreten. Sie erfordert Friktion oder irgendeine Art Dämpfungkraft, diese Pendelbewegung zu verlangsamen. Das heißt, kann die Struktur eine Gleichgewichtsform haben, aber, wenn es zu viel Schwungkraft jedes Mal aufhebt, bewegt sie in Richtung zu dieser Form, es ist in einem instabilen Gleichgewicht.

Viele Leute zeugten diesen wichtigen Aspekt von Aeroelasticity am 7. November 1940, als die Tacoma-Enge-Brücke im US-Zustand von Washington anfing, wegen der starken Winde zu vibrieren. Die natürliche Frequenz der Brücke, die zusammenhängt mit, wie schnell die Brücke vibriert, geschah, der Rate ähnlich zu sein die Wind geänderten Richtungen. Wenn dieses geschieht, kann der Wind die Brücke veranlassen, immer mehr zu vibrieren. Im Falle der Tacoma-Enge-Brücke führte die strukturelle Erschütterung des Durchgehens zu den bridge’s die Zerstörung. Dieses Ereignis führte zu eine Zunahme des Aeroelasticityinteresses und -forschung.