Apa itu aeroelastisitas?

Aeroelastisitas adalah studi tentang interaksi tekanan aerodinamik, inersia, dan respons elastis dalam struktur fisik.Interaksi semacam itu dapat menghasilkan respons statis dan dinamis.Respons dinamis yang tidak stabil dalam komponen dapat menyebabkan kegagalan struktural dalam kondisi tertentu.Aeroelastisitas biasanya berkaitan dengan perancangan struktur menjadi stabil ketika mengalami aliran udara yang dinamis.Struktur ini sering merupakan pesawat terbang, tetapi mereka juga dapat mencakup jembatan, turbin angin dan elemen berbasis terestrial lainnya.

Sebagian besar bahan, termasuk logam, menunjukkan perilaku elastis saat menanggapi tekanan eksternal.Bahan elastis akan kembali ke ukuran dan bentuk aslinya jika mereka tidak berubah bentuk melampaui jumlah kritis.Saat dideformasi, mereka akan meregangkan atau menyusut sesuai dengan tingkat tegangan yang diterapkan.Pegas logam membentang ketika ditarik di tepi, tetapi tidak tetap berubah bentuk secara permanen setelah dilepaskan.Bahkan, bahkan potongan -potongan logam yang solid berperilaku dengan cara ini.

Dalam pesawat, gaya aerodinamik eksternal menerapkan tekanan mekanis pada sayap dan tubuh utama.Dalam hal aeroelastisitas, tegangan ini mirip dengan tegangan yang diterapkan langsung ke material mdash; misalnya, dari menempatkan bobot pada pesawat.Sebagai tanggapan, struktur pesawat akan berubah sedikit karena.Ini akan sedikit mengubah bentuk bidang, yang pada gilirannya akan mempengaruhi tegangan aerodinamik yang tepat.Dalam skenario statis, respons struktural pesawat akan mencapai keseimbangan dengan tekanan aerodinamik baru.

Ketika suatu struktur mulai berubah bentuk karena tekanan aerodinamik, ia akan mendapatkan inersia, atau momentum, karena bergerak untuk mengubah bentuk.Setelah mencapai posisi "keseimbangan" baru, ia tidak segera berhenti;Sebaliknya, ia melampaui posisi ini karena telah mendapatkan inersia.Tegangan aerodinamik mungkin cenderung mengembalikan struktur ke bentuk keseimbangan, tetapi kadang -kadang osilasi dapat terjadi.Dibutuhkan gesekan atau semacam kekuatan redaman untuk memperlambat osilasi ini.Dengan kata lain, struktur mungkin memiliki bentuk keseimbangan, tetapi jika ia mengambil terlalu banyak inersia setiap kali bergerak menuju bentuk itu, ia akan berada dalam keseimbangan yang tidak stabil.

Banyak orang menyaksikan aspek penting aeroelastisitas ini pada 7 November 1940, ketika Jembatan Tacoma menyempit di negara bagian Washington AS mulai bergetar karena angin kencang.Frekuensi alami jembatan, yang terkait dengan seberapa cepat jembatan akan bergetar, kebetulan mirip dengan laju angin berubah arah.Ketika ini terjadi, angin dapat menyebabkan jembatan lebih bergetar.Dalam kasus Tacoma Narrows Bridge, getaran struktural yang melarikan diri menyebabkan kehancuran jembatan.Acara ini menyebabkan peningkatan minat dan penelitian aeroelastisitas.