顫振性質

彈性結構在均勻氣(或液)流中受到空氣(或液體)動力、彈性力和慣性力的耦合作用而發生的大幅度振動。

作用

它可使飛行器結構破壞,建築物和橋樑倒塌。發生顫振的必要條件是:結構上的瞬時流體動力與彈性位移之間有相位差,因而使振動的結構有可能從氣(或液)流中吸取能量而擴大振幅。

套用

最常見的顫振發生在機翼上。當機翼受擾動向上偏離平衡位置後,彈性恢復力使它向下方平衡位置運動,同時產生作用於機翼重心的向上慣性力,因機翼重心在扭心之後,慣性力產生對扭心的力矩而使機翼迎角減小,引起向下的附加氣動力,加快機翼向下運動;當機翼運動到下方極限位置而返回向上運動後,出現相反的情況。整個過程中,空氣動力是激振力,與飛行速度的二次方成正比;同時還有空氣對機翼的阻尼力,與飛行速度成正比。低速時,阻尼力占優勢,擾動後的振動逐漸消失,平衡位置是穩定的。當飛行速度超過顫振臨界速度後,激振力占優勢,平衡位置失穩,產生大幅度振動,導致機翼在很短時間內破壞。防止機翼顫振的最有效方法是使機翼重心前移以減小慣性力矩。設計飛機時,要在風洞中進行模型試驗以確定顫振臨界速度。飛機研製成功後,還需進行飛行顫振試驗。

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