Aeroelasticity คืออะไร?

aeroelasticity เป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของความเครียดทางอากาศพลศาสตร์ความเฉื่อยและการตอบสนองแบบยืดหยุ่นในโครงสร้างทางกายภาพการโต้ตอบดังกล่าวสามารถสร้างการตอบสนองแบบคงที่และแบบไดนามิกการตอบสนองแบบไดนามิกที่ไม่เสถียรในส่วนประกอบสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของโครงสร้างภายใต้เงื่อนไขบางประการโดยทั่วไปแล้ว Aeroelasticity เกี่ยวข้องกับการออกแบบโครงสร้างให้มีเสถียรภาพเมื่ออยู่ภายใต้การไหลของอากาศแบบไดนามิกโครงสร้างเหล่านี้มักจะเป็นเครื่องบิน แต่ยังสามารถรวมถึงสะพานกังหันลมและองค์ประกอบอื่น ๆ บนบก

วัสดุส่วนใหญ่รวมถึงโลหะแสดงพฤติกรรมที่ยืดหยุ่นเมื่อตอบสนองต่อความเครียดภายนอกวัสดุที่ยืดหยุ่นจะกลับมามีขนาดและรูปร่างเดิมหากไม่ได้ผิดรูปเกินกว่าจำนวนวิกฤตในขณะที่ผิดรูปพวกเขาจะยืดหรือหดตัวตามระดับความเครียดที่ใช้สปริงโลหะทอดยาวออกไปเมื่อดึงที่ขอบ แต่ไม่ได้เปลี่ยนรูปอย่างถาวรหลังจากปล่อยออกมาในความเป็นจริงแม้แต่ชิ้นส่วนโลหะที่เป็นของแข็งในลักษณะนี้

ในเครื่องบินกองกำลังอากาศพลศาสตร์ภายนอกใช้ความเครียดเชิงกลกับปีกและร่างกายหลักในแง่ของการ aeroelasticity ความเครียดนี้คล้ายกับความเครียดที่ใช้โดยตรงกับวัสดุ mdash; ตัวอย่างเช่นจากการวางน้ำหนักบนเครื่องบินในการตอบสนองโครงสร้างของเครื่องบินจะเปลี่ยนรูปเล็กน้อยสิ่งนี้จะเปลี่ยนรูปร่างของระนาบเล็กน้อยซึ่งจะส่งผลกระทบต่อความเครียดทางอากาศพลศาสตร์ที่แน่นอนในสถานการณ์คงที่การตอบสนองเชิงโครงสร้างของเครื่องบินจะถึงสมดุลด้วยความเครียดทางอากาศพลศาสตร์ใหม่

เมื่อโครงสร้างเริ่มเปลี่ยนรูปเนื่องจากความเครียดทางอากาศพลศาสตร์มันจะได้รับความเฉื่อยหรือโมเมนตัมในขณะที่มันเคลื่อนไปเพื่อเปลี่ยนรูปร่างเมื่อถึงตำแหน่ง“ สมดุล” ใหม่มันจะไม่หยุดทันทีค่อนข้างจะเกินตำแหน่งนี้เพราะมันได้รับความเฉื่อยความเครียดทางอากาศพลศาสตร์อาจมีแนวโน้มที่จะคืนโครงสร้างให้เป็นรูปร่างสมดุล แต่บางครั้งการแกว่งสามารถเกิดขึ้นได้มันต้องใช้แรงเสียดทานหรือแรงหน่วงบางชนิดเพื่อชะลอการแกว่งนี้กล่าวอีกนัยหนึ่งโครงสร้างอาจมีรูปร่างสมดุล แต่ถ้ามันหยิบความเฉื่อยมากเกินไปในแต่ละครั้งที่มันเคลื่อนไปสู่รูปร่างนั้นมันจะอยู่ในความสมดุลที่ไม่แน่นอน

หลายคนได้เห็นแง่มุมที่สำคัญของ Aeroelasticity เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 1940 เมื่อ Tacoma Narrows สะพานในรัฐวอชิงตันของสหรัฐอเมริกาเริ่มสั่นเพราะลมแรงความถี่ธรรมชาติของสะพานซึ่งเกี่ยวข้องกับความรวดเร็วของสะพานจะสั่นสะเทือนเกิดขึ้นคล้ายกับอัตราที่ลมเปลี่ยนทิศทางเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นลมอาจทำให้สะพานสั่นมากขึ้นเรื่อย ๆในกรณีของ Bridge Tacoma Narrows การสั่นสะเทือนของโครงสร้างที่หลบหนีนำไปสู่การทำลายของสะพานเหตุการณ์นี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความสนใจและการวิจัยของ aeroelasticity