Автоколебания (флаттер)

В этом случае положение равновесия неустойчиво даже при малых скоростях потока, возникают автоколебания (флаттер). [c.48]

На границе области устойчивости возникает пара чисто мнимых корней. Такая форма потери устойчивости сопровождается развитием автоколебаний (флаттер). [c.48]

Из сказанного следует, что автоколебания отличны от собственных колебаний, поскольку последние являются затухающими, в то время как автоколебания не затухают. С другой стороны, автоколебания отличаются от вынужденных и от параметрических колебаний, так как и те и другие так или иначе вызываются внешними силами, характер действия которых задан. В этом смысле автоколебания могут быть названы также самовозбуждающимися, так как процесс колебаний здесь управляется самими колебаниями. Источник дополнительной энергии, поддерживающей колебания системы, находится вне упругой системы. Например, энергия воздушного потока, набегающего на вибрирующие части самолета, вызывает особый вид автоколебаний, называемый флаттером. [c.530]

Автоколебания возникают в системе, находящейся под действием сил, не обладающих колебательными свойствами. Энергия, вызывающая колебания, передается от источника постоянного действия (с постоянным моментом, силой и т. п.), через специальное клапанное устройство, управляющее колебаниями за счет дозирования энергии. В свою очередь в системах с автоколебаниями имеется обратная связь, через которую колебательная система управляет этим устройством. Во многих случаях в механизмах и сооружениях, находящихся в автоколебательном движении, трудно четко выделить источник энергии, клапанное устройство, колебательную систему и обратную связь. В колебательной системе часов они видны четко источник энергии — пружинный или гиревой двигатель, клапанное устройство — якорь (анкер), связанный с маятником, являющимся колебательной системой, посредством которого маятник получает энергию для колебания и одновременно (за счет обратной связи) дозирует величину и время подачи импульсов энергии. В колебательной системе железнодорожного вагона, совершающего интенсивное раскачивание, крыла самолета, находящегося в изгибно-крутильных колебаниях с двумя степенями свободы (флаттер) они четко не видны. [c.97]

Характерной особенностью флаттера является изгибно-кру-тильная форма колебаний. Отмечено, что в лопатках с проволочной связью или с бандажом автоколебания не возникают. [c.111]

Флаттером называются интенсивные колебания лопаток, возникающие в потоке жидкости или саза в результате самовозбуждения или автоколебаний. [c.11]

Автоколебания — общее свойство нелинейных систем с положительной О. с. Колебания в газовом разряде, вызывающие мерцание неоновой рекламы, и самопроизвольное завывание водопроводной трубы при открывании крана, флаттер самолётов и звучание духовых и смычковых музыкальных инструментов с позиций теории отличают лишь физ. механизмы формирования О. с. между разл. степенями свободы соответствующих систем и конкретные виды нелинейности. [c.386]

Важность характеристики сопротивления эрозии и повреждению посторонними предметами уже упоминалась. Кроме того, профили лопаток вентилятора и компрессорных лопаток должны быть рассчитаны так, чтобы они могли противостоять комбинированному воздействию центробежных, изгибных и скручивающих напряжений, а также случайных напряжений, возникающих при вибрации. Еще более важным требованием расчета профилей лопаток является обеспечение несовпадения собственной частоты их колебаний с частотами, создаваемыми двигателем в рабочем режиме, а также исключение автоколебаний или флаттера. Обычно критическими для вентиляторных лопаток служат значения жесткости при изгибе и скручивании, а также связанные с ними частоты, а не напряжение. Это обстоятельство очень важно, так как анализ показывает, что ряд композиционных материалов с титановой матрицей можно эффективно использовать для данного назначения даже в том случае, когда их прочность не достигает величины, предсказанной правилом смеси, если только жесткость их полностью отвечает предсказанному значению. [c.291]

К основным задачам аэроупругости относятся исследования аэродинамических нагрузок на объект о учетом упругости конструкции, определение критической скорости флаттера и дивергенции несущих поверхностей летательных аппаратов, изучение реверса элеронов и других видов автоколебаний. Перечисленные задачи имеют много общего с точки зрения механического содержания, поэтому основные особенности моделирования явлений аэроупругости могут быть установлены при рассмотрении отдельных типичных примеров. [c.194]

Критические значения частот автоколебаний при наступлении панельного флаттера определяются уравнением, связывающим между собой критерии подобия [c.199]

Эксперименты с моделями плоских квадратных элементов обшивки показывают что при испытаниях в сверхзвуковой трубе задолго до того, как пластина войдет в интенсивный автоколебательный режим, происходит изменение спектра собственных частот. В результате основная собственная частота пластины к мо-менту возникновения автоколебаний возрастает примерно в 1,6 раза по сравнению с частотой в неподвижном воздухе. При этом изменяются также формы поперечных движений, профиль которых теряет симметрию, свойственную свободным колебаниям, а его вершина непосредственно перед наступлением флаттера смещается к задней кромке пластины. [c.200]

В процессе испытаний в аэродинамической трубе, описанных в книге [65], пластина вводилась в режим автоколебаний путем плавного изменения давления в потоке при постоянном значении числа М. При такой постановке эксперимента для анализа условий моделирования з число основных параметров явления панельного флаттера необходимо дополнительно включить перепад давления на лицевых поверхностях пластины, представленный в левой части уравнения (8.41) группой слагаемых [c.201]

Основное значение имеют специальные случаи возникновения автоколебаний в авиационных конструкциях и инженерных сооружениях, вызываемые наличием аэродинамических и гидродинамических сил (флаттер и т. д.). [c.249]

Знание частот собственных колебаний позволяет конструктору избежать условий работы конструкции на длительных эксплуатационных режимах при частотах, близких к резонансным. Если известны собственные частоты конструкции и частоты сил, возбуждающих колебания, конструктор может определить коэффициенты динамичности при расчете напряжений. Кроме того, знание спектра частот и форм собственных колебаний конструкции необходимо и при расчетах различного вида автоколебаний, например колебаний типа флаттер , свойственных летательным аппаратам. Наиболее рациональное размещение различного приборного оборудования с точки зрения сохранения его работоспособности в условиях вибраций возможно также в том случае, если известны частоты и формы колебаний в различных узлах конструкции. [c.3]

Исследование панельного флаттера в нелинейной постановке представляет интерес в двух отношениях. Во-первых, оно позволяет оценить амплитуды перемещений и напряжений при повышении критической скорости флаттера и ответить на вопрос, в какой мере это превышение является опасным. Во-вторых, исследование нелинейных задач необходимо для того, чтобы изучить поведение упругой системы на границе области неустойчивости и судить о возможности возбуждения автоколебаний конечной амплитуды при докритических скоростях. Теория панельного флаттера в нелинейной постановке разрабатывалась В. В. Болотиным (1958— [c.356]

В подавляющем большинстве случаев автоколебания являются нежелательными нарушениями заданного закона движения, борьба с которыми сопряжена с большими. трудностями. К числу таких явлений можно отнести автоколебания резца при резании, вибрации тормозных систем, явления флаттера, шимми и др. [c.49]

Динамические задачи аэрогидроупругости. Важнейшим примером динамических задач служит флаттер крыльев самолета — автоколебания, поддерживаемые за счет энергии движения самолета (или энергии потока). Другим примером являются автоколебания пластин и оболочек, обтекаемых потоком — так называемый панельный флаттер. Как флаттер крыльев, так и панельный флаттер могут быть объяснены взаимодействием аэродинамических сил, сил инерции и упругих сил важную роль при этом взаимодействии играет связь между различными формами колебаний. Для описания классического флаттера достаточно привлечь линеаризированную теорию потенциального течения. [c.469]

Предварительные замечания. Решение задач об устойчивости пластинок и оболочек в потоке газа в линейной постановке дает возможность определить лишь критические скорости, а также минимальные толщины панелей, необходимые для предотвращения флаттера или дивергенции. Вопросы об определении амплитуд флаттера (амплитуд предельного цикла автоколебаний), амплитуд выпучивания, о поведении панели при установлении предельного цикла автоколебаний остаются открытыми. На эти вопросы ответ может дать только решение соответствующей нелинейной задачи. Следует отметить, что критические скорости [c.501]

Большое практическое значение имеют автоколебания, возникающие при натекании газовой струи на упругие системы определенной формы (флаттер крыла самолета, флаттер турбинных лопаток, галопирование линий электропередач). [c.206]

Задачей проектировщика является определение частот собственных колебаний лопатки и выбор такой ее конструкции, чтобы исключить возможность резонанса. Следует отметить, что иногда имеют место опасные вибрации лопаток, связанные не с резонансом, а с автоколебаниями их в потоке газа — так называемым флаттером. Условия возникновения флаттера турбинных лопаток рассматриваются в специальной литературе [26], [46]. [c.452]

Введение. Очень многие явления и многочисленные практически важные устройства целесообразна объединить в отдельный класс — класс автоколебательных систем. Общей чертой этих систем является их способность совершать автоколебания , т. е. такие колебания, период и амплитуда которых в течение долгого времени могут оставаться постоянными и пе зависят от начальных значений (если не для всей плоскости, то во всяком случае для целой области начальных значений), а определяются свойствами самой системы. К числу классических автоколебательных систем относятся, например ламповый генератор, часы, паровая машина, звонок, духовые и смычковые инструменты и т. д. Автоколебания возникают в передней подвеске автомобиля ( шимми ), у самолета при полете ( флаттер ) и т. д. В различных реальных автоколебательных системах автоколебания играют разную роль. В одних системах автоколебания являются основой этого устройства (ламповый генератор, транзистор, часы, смычковые и духовые инструменты и т. д.), и поэтому реальные параметры подбираются так, чтобы автоколебания имели место, в других — они вредны (шимми, флаттер, колебания в различных регулирующих устройствах), и поэтому реальные параметры, если это возможно, нужно брать такими, чтобы автоколебания отсутствовали. Кроме того, в автоколебательных системах может существовать не один, а несколько стационарных режимов — равновесных (состояний равновесия) и автоколебательных с различными периодами и амплитудами,— которые устанавливаются в зависимости от того, из какой области фазового пространства берутся начальные значения и каковы значения параметров, входящих в систему. Однако всегда один и тот же режим устанавливается для целой области начальных значений. Типичной чертой автоколебательных систем является то, что незатухающие колебания — автоколебания — возникают в них аа счет непериодического источника энергии (напряжение, которое создает анодная батарея в ламповом гене- [c.217]

Предельный цикл В технической литературе периодическое движение, возникающее в самовозбуждающейся или автономной системе (например, аэроупругий флаттер или электрические автоколебания). В литературе по динамическим системам предельный цикл относится и к вынужденным периодическим движениям. [c.272]

Рис. 8-2. Схема расположения границ автоколебаний <флаттера) различных типов у рабочих колес оселых компрессоров, вентиляторов ( др — приведенная частота вращения)

Автоколебания имеют большое значение для многих практических задач и ставят в ряде случаев серьезные проблемы перед конструкторами при создании новых машин. Примером таких сравнительно сложных задач, связанных с автоколебаниями, является, в частности, флаттер, представляющий собой изгибнокрутильные автоколебания крыла самолета в аэродинамическом потоке. В качестве другой весьма ответственной задачи может быть названа проблема автоколебаний управляемых колес автомобиля на большой скорости движения. [c.499]

Резонансные колебания конструкций и их деталей, звуковые колебания аппаратов, автоколебания типа флаттера требуют использования различных способов понижения уровней колебаний. Демпфирующая способность материала, его свойство при повторном деформировании поглощать энергию за счет необратимых процессов в нем самом была использована для разработки вибропоглощающих покрытий и вибропоглощающих конструкционных материалов. Задача таких покрытий состоит в понижении уровня резонансных колебаний, в уменьшении уровня звука, передаваемого от ее источника. Использование подобных материалов целесообразно лищь при больших значениях коэффициента потерь (не менее 0,1. .. 0,2) и динамического модуля упругости (не менее 10 . .. 10 Н/м ). Ныне используются конструкционные однослойные мягкие и жесткие, двуслойные жесткие, одно- и многослойные армированные покрытия, каждое из которых имеет свои достоинства и недостатки. Однослойные мягкие покрытия обладают заметной толщиной и массой, двуслойные жесткие покрытия и армированные покрытия обеспечивают малую его массу. Такого рода покрытия созданы в ряде стран и используются в различных областях инженерного дела — в авиации, в строительном деле, в судо- [c.6]

И. д. часто встречается в технике. Важнейшими примерами являются автоколебания в воздухозаборниках и компрессорах (гюмпаж), колебания несжимаемой жидкости в трубопроводах и топливных магистралях, топкостенных элементов конструкции, явления, возникающие при взлёте, посадке и изменении скорости полёта легат, аппаратов, флаттер, процессы в ударных Трубах, переходные процессы при запуске и остановке двигателей и др. [c.338]

Важнейший класс теории П. составляют динамич. задачи изучение собственных, вынужденных, парамет-рич. колебаний, а также автоколебаний разл. типа, еапр. при флаттере. Расс.мотрение осн. типов колебаний ведётся о позиций линейной теории для жёстких П. и нелинейных зависимостей, относящихся к гибким и абсолютно гибким П. Большое значение для совр, техники имеет исследование поведения П. при быстром (динамич.) нагружении и при действии ударных нагрузок. Несущая способность П. при динамич. приложении усилий сжатия и сдвига в срединной поверхности оказывается выше, чем при статич. нагружении. При изучении динамич. устойчивости должны учитываться форма прикладываемых к П. импульсов и их последовательность. При исследовании динамич. задач для П. в ряде случаев должны приниматься во внимание волновые процессы в материале П., связанные с деформациями в срединной поверхности, и силы инерции, отвечающие деформациям сдвига (но модели Тимошенко), Соответствующие ур-ния движения являются гиперболическими. [c.627]

В настоящем разделе вопросы подобия и моделирования аэро-упругих колебаний рассматриваются применительно к задачам флаттера крыла и автоколебаний обишвки панелей несущих поверхностей в потоке газа. С физической картиной автоколебаний типа флаттера можно ознакомиться на примере дискретной механической модели с двумя степенями свободы [9]. [c.194]

Критерии подобия (8.38) получены в предположении, что начальные прогибы конструкции под действием сил тяжести невелики, а влияние вязкости и сжимаемости потока на критическую скорость флаттера несущественно. Эти критерии обычно используют при моделировании автоколебаний в нескоростных аэродинамических трубах. [c.197]

Рис.. 8.18. Форма автоколебаний с одной подуполной для смежных участков обшивки при панельном флаттере

Динамическая неустойчивость обшивки несущих поверхностей летательных аппаратов в потоке газа, называемая также панельным флаттером, отличается от флаттера крыла двумя существенными признаками. Если классический изгибно-крутильный флаттер может наблюдаться как при дозвуковом, таки при сверхзвуковом обтекании крыла, то панельный флаттер является типичным лишь для сверхзвукового потока. Кроме того, в силу конструктивных особенностей панелей каркаса, амплитуда автоколебаний обшивки в режиме флаттера оказывается ограниченной. Поэтому повреждения конструкции при флаттере панели имеют усталостную природу, в отличие от взрывоподобного, спонтанного разрушения, наблюдаемого при расходящихся автоколебаниях типа флаттера крыла. [c.198]

Специальные случаи возникновения автоколебаний связаны с наличием аэродинамических и гидродина.мических сил (флаттер и т. д. [18]). [c.346]

Авпюколебания лопаток возникают сравнительно редко, но являются очень опасными из-за резкого возрастания напряжений при небольшом изменении режима. Механизм автоколебаний может быть различным. Для лопаток компрессора возможны автоколебания при закритических углах атаки ( срывной флаттер ). Если в неко.торый момент Бремени скорость движения лопатки (рис. 46) при колебаниях и=ь совр1, [c.324]

В последние годы решение эддачи о панельном флаттере развивалось по пути учета нелинейных фак юров, в первую очередь геометрической нелинейности, связанной с относительно большой гибкостью панели и возникновением цепных усилий. При этом для условий флаттера удается найти устойчивый предельный цикл, т. е. амплитуды стационарных автоколебаний. Существенные результаты в этом плане получены В. В. Болотиным (1956 и сл.) отметим также работы Р. Д. Степанова (1957) и Ю. Н. Новичкова (1962 и сл.). [c.104]

Имеются автоколебательные аэроупругие явления, происхождение которых носит другой характер. Таков, например, срывной флаттер лопаток и винтов, возникающий в случае обтекания с большими углами атаки, автоколебания проводов, дымовых труб, балок жесткости висячих мостов и других плохо обтекаемых тел в потоке воздуха. Перечисленные явления сопровождаются срьшами на обтекаемой поверхности, образованием вихревой дорожки Кармана в следу за телом и другими неклассическими особенностями. [c.469]

Однако, автоколебания могут играть и негативную роль, начиная от безобидных колебаний деталей кранов водопроводных систем, ревущих при достаточном напоре воды, до опасных колебаний крыльев самолетов, получивших название флаттер . В ноябре 1940 г подвесной мост через реку Такома в США разрушился из-за крутильных автоколебаний, возникших под действием дувшего вдоль реки ветра. [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...