來源:漫步力學微信公眾號(ID:Walking-mechanics)作者:麻嶽敏 天津大學。
在分析葉片顫振的時候,發現就其空氣動力學方面發生的原因而言,顫振有經典顫振(耦合顫振)和失速顫振之分,它們之間有著一定的區別。
人們最早接觸到顫振現象是在航空領域,第一次世界大戰初期就有轟炸機因發生顫振而墜毀,這促使人們開始研究氣動彈性顫振問題。所謂顫振,是一種複雜的氣動彈性動力學不穩定現象,是流體誘發的一種自激振動,飛機顫振是作用在機翼、尾翼等結構上的非定常空氣動力、慣性力以及彈性力耦合引起的振幅不衰減的自激振動。
失速顫振是由於每個振蕩周期(至少一部分)內,氣流與翼形部分或完全分離而引起的一種物理現象,它與空氣動力特性的非線性有關。失速顫振是葉片與非定常分離流密切相關的、最常見的顫振問題,可能遭受失速顫振的結構有很多,如懸索橋、直升機旋翼、渦輪機葉片、活動百葉窗條板,以及汽車上的導流板和擾流器等。
經典顫振主要出現在飛機機翼上的氣動彈性不穩定性現象,是一種流動始終附體的顫振。發生經典顫振的系統多是由於系統多個自由度之間相互耦合而產生的,因此,工程上不會發生單自由度的經典顫振。
空氣動力方面的不同。經典顫振發生在勢流中,流動分離和邊界層效應對顫振過程無重要影響;失速顫振與流動分離和漩渦形成有直接的關係。
顫振形成原因不同。經典顫振是多個自由度之間耦合作用的結果;失速顫振的發生既不取決於慣性、彈性和氣動耦合,也不取決於運動和運動引起的氣動力間的相位差。
失速顫振原則上可以計算振動的最終平衡振幅;在經典顫振中,通常只確定穩定邊界。
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