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颤动效应

(2020-03-16 05:26:38) 百科综合

颤动效应

颤动效应是弹性结构在流体流动中的动态不稳定性,其由身体的偏转和由流体流动施加的力之间的正反馈引起。 线上性系统中,“颤振点”是结构正在进行简单谐波运动 - 零净阻尼的点 - 因此净阻尼的任何进一步减小将导致自振荡和最终故障。 “净阻尼”可以理解为结构的自然正阻尼和空气动力的负阻尼之和。

基本介绍

  • 中文名:颤动效应
  • 外文名:flutter effect
  • 领域:流体动力学
  • 分类:硬颤振、软颤振
  • 非线性系统:极限循环振荡
  • 其他影响:桥樑倒塌

分类

颤振可以分为两种类型:硬颤动,其中净阻尼非常突然地下降,非常接近颤振点;软颤动,其中净阻尼逐渐减小。线性结构中预测颤振的方法包括p法,k法和p-k法在水中,箔的间距惯量与流体的外接圆柱体的质量比通常太低,以致发生二次颤动,如最简单的俯仰和起伏颤振稳定性决定因素的显式解决所示。

非线性系统中的颤振效应

对于非线性系统,颤振通常被解释为极限循环振荡(LCO),并且可以使用来自动力系统研究的方法来确定颤动发生的速度。
暴露于空气动力的结构 - 包括机翼和翼型,以及烟囱和桥樑 - 在已知参数内仔细设计,以避免颤动。在结构的空气动力学和机械性能都不完全了解的複杂结构中,只能通过详细的测试,才能打消颤振。即使改变飞行器的质量分布或一个部件的刚度也可能引起明显无关的空气动力学部件中的颤动。在最轻微的情况下,这可能在飞机结构中显示为“嗡嗡声”,但是在最暴力的情况下,它可以以非常快的速度开发出不受控制的攻击,并造成对飞机的破坏或导致飞机的破坏,如“班夫”号542。
在某些情况下,已经证明自动控制系统有助于防止或限制颤振相关的结构振动。

其他套用

颤振也可能发生在飞机以外的结构上。颤振现象的一个有名的例子就是原来的塔科马狭窄桥的倒塌。
作为受控的气动不稳定现象的颤动被有意和积极地用于发电的风车中,并且在其他作品中使用,例如在地面安装的装置以及音乐风筝上製作乐音。颤抖不总是一个破坏力;最近在开发中国家服务不足的社区的风车方面取得了进展,专门用于利用这一效应。摆动运动允许可变行程吸水匹配风中的可变功率。半自动二次振荡也可以具有停止的上临界空速,提供自动高风保护。所得到的Wing'd泵已设计用于安装在井上,泵送或浮在其抽取的池塘上。在大规模情况下,颤动通过静态重力不平衡以及动态不平衡来耦合。此外,重力摆动实际上实现了大振幅弹性翼型长度等于多叶旋转风泵的直径,在一半的风速条件下,可以实现相同的年产量。夏普和J. Hare展示了一个玩具线性发电机,由两个颤振翼组成。
这个词颤动通常与上面讨论的空气动力学不稳定的形式相关联。已经发现了简单机械系统中的乾摩擦和颤动不稳定之间的联繫。

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