Какова Аэроупругость?
Аэроупругость - исследование взаимодействия аэродинамических усилий, инерции, и эластичных ответов в физических структурах. Такие взаимодействия могут произвести и статические и динамические ответы. Непостоянные динамические ответы в изделиях могут привести к структурному отказу при определенных условиях. Аэроупругость обычно касается проектирования структур, чтобы быть устойчивой когда подвергнуто динамическому воздушному потоку. Эти структуры часто - самолет, но они могут также включать мосты, ветряные двигатели и другие земным образом на основе элементы.
Большинство материалов, включая металлы, упругость выставки, отвечая на внешние напряжения. Эластичные материалы возвратятся к их первоначальному размеру и сформируют, если они не будут деформированы вне критического количества. Будучи деформированным, они будут простираться или сокращаться согласно уровню примененного напряжения. Металлическая весна вытягивает когда тянущийся края, но не остается надолго деформированной после того, как она выпущена. Фактически, даже твердые части металла ведут себя таким образом.
В самолете внешние аэродинамические силы применяют механическое напряжение к крыльям и основной части. С точки зрения аэроупругости это напряжение подобно напряжению, примененному непосредственно к material—for пример, от размещения весов на самолете. В ответе структура самолета деформирует немного должный. Это немного изменит форму самолета, который будет в свою очередь воздействовать на точное аэродинамическое напряжение. В статическом сценарии структурный ответ самолета достигнет равновесия с новыми аэродинамическими усилиями.
Когда структура начнет деформировать из-за аэродинамических усилий, она получит инерцию, или импульс, поскольку она перемещается, чтобы изменить форму. Как только это достигает своего нового equilibrium І положение, это немедленно не останавливается; скорее это промахивается по этому положению, потому что это получило инерцию. Аэродинамические усилия могут иметь тенденцию вернуть структуру форме равновесия, но иногда колебание может произойти. Это требует, чтобы фрикция или некоторая демпфирующая сила замедлили это колебание. Другими словами, у структуры может быть форма равновесия, но если она поднимает слишком много инерции каждый раз, когда она перемещается к той форме, это будет в неустойчивом равновесии.
Много людей засвидетельствовали этот важный аспект аэроупругости 7 ноября 1940, когда Такома Сужается, Мост в штате США Вашингтона начал вибрировать из-за сильных ветров. Естественная частота моста, который связан с тем, как быстро мост будет вибрировать, оказалось, была подобна уровню, ветер изменил направления. Когда это происходит, ветер может заставить мост вибрировать все больше. В случае Такомы Сужает Мост, выход из-под контроля, структурная вибрация привела к bridge деструкция с. Этот случай привел к увеличению интереса аэроупругости и исследования.