Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Исследование динамической потери устойчивости модели крыла в потоке воздуха

https://doi.org/10.24108/0319.0001468

Полный текст:

Аннотация

Работа посвящена исследованию динамической устойчивости модели крыла в потоке набегающего воздуха. Как известно,  при некоторой скорости потока, называемой критической, возникает явление самовозбуждающийся незатухающих изгибно - крутильных автоколебаний, называемых флаттером. В работе рассматривается двухстепенная модель крыла, как это принято в литературе, посвящённой данной проблеме. Работа продолжает и развивает исследования в данной области многих известных учёных, таких как В.Л. Бидерман, С.П. Стрелков, Я.Г. Пановко, И.И. Губанова, Е.П. Гроссман, Я.Ц. Фын и многих других. Во многих работах этих и других ученых, посвящённых данной проблематике, всё ограничивается только постановкой задачи и выводом уравнений, причём, зачастую,  в достаточно упрощенной форме и не приводятся решения этих уравнений для конкретных числовых параметров модели крыла, и не исследуется влияние этих параметров на скорость наступления флаттера.

В данной работе подробно излагаются вывод линейных дифференциальных уравнений малых колебаний модели крыла в потоке, определяются собственные частоты и формы изгибно - крутильных колебаний, проверяется их ортогональность, исследуются вынужденные колебания под действием аэродинамических силы и момента, определяется критическая скорость потока для ряда параметров системы, делается вывод о влиянии этих параметров на критическую скорость. В частности, исследуется влияние такого параметра, как расстояние между центром тяжести и центром жёсткости на критическую скорость, а также влияние жёсткости пружин подвеса модели, имитирующих жесткостные характеристики крыла на изгиб и скручивание. На основе результатов расчётов можно сделать вывод о методах борьбы с этим явлением. Одним из перспективных направлений может оказаться, помимо варьирования геометрических и жескостных параметров системы, введение дополнительной массы, служащей аналогом гасителя колебаний. Представленная работа может оказаться интересной как для студентов технических специальностей, изучающих теорию механических колебаний, так и для инженеров – специалистов в вопросах аэроупругости и динамической устойчивости элементов механических  систем.

Об авторах

А. М. Наумов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Наумов Андрей Михайлович

SPIN-код: 1604-4910



И. К. Мочилин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Мочилин Иван Константинович

SPIN-код: 9030-8750



Список литературы

1. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний: учебник. М.: Высш. шк., 1980. 408 с.

2. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний: учебник. 2-е изд. М.: Наука,1964. 437 c.

3. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. 4-е изд. М.: Наука, 1987. 352 с.

4. Машиностроение: энцикл.: в 40 т. / гл. ред. К.В. Фролов. Раздел I: Инженерные методы расчетов. Т. I-3: Кн. 1: Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1994. 533 с.

5. Гроссман Е.П. Флаттер . М.: Изд-во ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, 1937. 247 с.

6. Вибрации в технике: Справочник: В 6-ти т. / Э.Л. Айрапетов и др. Т. 3: Колебания машин, конструкций и их элементов / Под ред. Ф.М. Диментберга и К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. 544 с.

7. Фын Я.Ц. Введение в теорию аэроупругости: пер. с англ. М.: Физматгиз, 1959. 523 с. [Fung Y.C. An introduction to the theory of aeroelasticity. N.Y.: Wiley, [1955]. 490 p.].

8. Wagner H.A. Uber die Entstehung des dynamischen Auftriebes von Tragflugeln // Z. fur angewandte Mathematik und Mechanik. 1925. Bd 5. H. 1. S. 17-35. DOI: 10.1002/zamm.19250050103

9. Theodorsen Th. General theory of aerodynamic instability and the mechanism of flutter // U.S. National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). 1949. Report no. 496. Pp. 413-433.


Для цитирования:


Наумов А.М., Мочилин И.К. Исследование динамической потери устойчивости модели крыла в потоке воздуха. Машиностроение и компьютерные технологии. 2019;(3):15-27. https://doi.org/10.24108/0319.0001468

For citation:


Naumov A.M., Mochilin I.K. Investigation of Dynamic Buckling of a Wing Model in Air Flow. Mechanical Engineering and Computer Science. 2019;(3):15-27. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/0319.0001468

Просмотров: 34


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)