Belebegési derivatívumok vumok meghatároz rozása szélcsatorna kísérlettel Hunyadi MátyM tyás tanárseg rsegéd Témavezető: Dr. Hegedűs s István egyetemi

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Belebegési derivatívumok vumok meghatároz rozása szélcsatorna kísérlettel Hunyadi MátyM tyás tanárseg rsegéd Témavezető: Dr. Hegedűs s István egyetemi"

Gergely Király
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 Belebegési derivatívumok vumok meghatároz rozása szélcsatorna kísérlettel Hunyadi MátyM tyás tanárseg rsegéd Témavezető: Dr. Hegedűs s István egyetemi tanár

2 Célkitűzés Mérés s bemutatása Következtetések analizálása Új j mérés m s konfiguráci ció megtervezése

3 Szélhat lhatások Kvázi zi-statikus állapot erőtényez nyező Dinamikus vizsgálat átviteli függvf ggvény aeroelasztikus hatások (öngerjesztett erők) derivatívumok vumok

4 A belebegés, flutter mh& + c h& + k h S&& α + c & α + k α = M α h h = α L Instabilitás s bekövetkeztekor: ω crit mozg h α mozgásfrekvencia crit kritikus szélsebess lsebesség h Jelenség g közelk zelítése: Egy keresztmetszet Merev keresztmetszet Két t szabadságfok = h 0 e α 0 h: függf ggőleges mozgás α: : csavarási si elfordulás L h : függf ggőleges aeroelasztikus erő M α : csavarási si aeroelasztikus nyomaték iω = α e crit iω t crit t

5 Aeroelasztikus erők Theodorsen: linearitás, additivitás,, vékony v sík s k lemezre Scanlan: alkalmazható egyéb b geometriára ra is H, A : aeroelasztikus derivatívumok vumok szélcsatorna vizsgálattal (Scanlan derivatívumok vumok) Egyszerűsítés: s: h = h e 0 iωt = α e α 0 iωt L h M = ρ α = ρ B KH B KA h& ( K ) + KH ( K ) + K H ( K ) h& B & α B & α α + K h B h ( K ) + KA ( K ) + K A ( K ) + K A B 3 α 4 3 H 4 aerodinamikus csillapítás aerodinamikus merevség

6 Scanlan derivatívumok vumok, Theodorsen megoldása Theodorsen: H derivatívumok Theodorsen: A derivatívumok A A A 3 A H H H 3 H red red Theodorsen: : elméleti leti megoldás s vékony, v sima lemezre Más s esetben: szélcsatorna vizsgálat

7 Szélcsatorna vizsgálat :00 léptl pték Erőltetett szf-ú mozgás Végtelen és félvégtelen kialakítás (közbens zbenső km, konzolvég) -6,, 0, 0, +6 megfújás Közel lamináris áramlás s (T( u 0,5%) Tehetetlenségi erők széler lerők k szétv tválasztásasa

8 Erőtényez nyezők

9 Derivatívumok vumok mérése erőltetett mozgás, szf szerint szétv tválasztva erőmérők, nyomatékm kmérők mozgásm smérők mintavételez telezés s 00 Hz h = h 0 e iωt = α e α 0 iωt

10 Szélcsatorna vizsgálat oszcilláló mozgás s frekvenciája f=,0;,5;,0;,5; 3,0 Hz szélsebess lsebesség =5; 0; 5; 0 m/s modell alaprajzi széless lessége: B=95 mm (:00 modell) erős mozgású állapot kvázi-állandó állapot red = f B

11 M z α=0 f= Hz f=,0 Hz f=,5 Hz =5 m/s =0 m/s M z -M z0 [Nm] elmozdulás s [mm] =0 m/s t [ms[ ms] t [ms[ ms]

12 Mz -M z0 [Nm] elmozdulás s [mm] =5 m/s =0 m/s M z α=0 f= Hz f=,5 Hz t [ms [ ms] t [ms [ ms]

13 Ff -F f0 [N] elmozdulás s [mm] =5 m/s =0 m/s F f α=0 f= Hz f=,5 Hz t [ms [ ms] t [ms [ ms]

14 M z α=0 f= Hz f=3 Hz =5 m/s M z -M z0 [Nm] alfa [fok] =0 m/s t [ms[ ms] t [ms[ ms]

15 F f α=0 f= Hz f=3 Hz =5 m/s F f -F f0 [N] alfa [fok] =0 m/s t [ms[ ms] t [ms[ ms]

16 α=0 f= Hz =0 m/s alfa [fok] t [ms [ ms] t [ms [ ms] Ff-Ff0f0 [N] F f M z Mz-Mz0z0 [Nm] alfa [fok] elmozdulás s [mm] elmozdulás s [mm]

17 Szélcsatorna vizsgálat javaslat Több mérés m s az értékesebb tartományban oszcilláló mozgás s frekvenciája f= 0,5;,;,0;,5; 3,0; 3,5; 4,0 Hz szélsebess lsebesség =4; 6; 9; 5 m/s modell alaprajzi széless lessége: :00-nál l nagyobb erős mozgású állapot kvázi-állandó állapot (korlát: méret, m tömeg/merevst meg/merevség) g) red = f B

18 Hiba lehetőségek Tervezési hiba szélsebess lsebesség, frekvencia, léptl pték, tömeg, t merevség Mérési hiba jel / zaj arány (tehetetlenség, din. nyomás) mechanikai, elektronikai zaj megfogás s kialakítása Feldolgozási hiba fáziskésés (időben állandó terheltségt gtől l függf ggően változv ltozó) erők értelmezése mért erők inerciális erők mért erők szélcsendben mért m erők

19 Hiba hatása Közelítő ellenőrz rzések szf-ú rendszeren. α=0, csak függf ggőleges eltolódás mh&& + c h h& + k h h = ρ B KH h& B & α h ( K ) + KH ( K ) + K H ( K ) + K H B 3 α 4 instabilitás s = látszólagos csillapítás s eltűnése aerodinamikus csillapítás aerodinamikus merevség δ s 4m π ρb ( ) =, 0 = H red ~0% a=0, 0-ból indított simítás 3,00,00,00 0,00 -,00 -,00-3,00-4,00-5,00-6,00-7,00-8,00 6,00 7,00 8,00 9,00 0,00,00,00 3,00 4,00 H H4 A A4 f =0,55 Hz ~0% red red = 7,07 = fb = crit red 5 m s

20 Derivatívumok vumok a=0, eredeti mérés 0.00 red a=0, eredeti mérés red = f B H H4 A A4 Hs H4s As A4s H H3 A A3 Hs H3s As A3s L h M = ρ α 3. fokú polinomos közelítés = ρ red = f B B KH B KA h& ( K ) + KH ( K ) + K H ( K ) h& B & α B & α α + K H h B h ( K ) + KA ( K ) + K A ( K ) + K A B 3 α 4 πf B π K = = red 4. fokú polinomos közelítés 3 4

21 Összefüggések Összefüggések derivatívumok vumok között ellenőrizhet rizhetőség mérési sorozat csökkent kkentésének nek lehetősége szerzőnk cd H = KH3 K H 4 = KH A = KA 3 A4 = KA nként nt változv ltozó összefüggések π πfb K = = red

22 Összefüggések a= Sim ított értékekből K H 4 = KH H4s -K H Sim ított értékekből H K = KH 3 Hs cd K K H3-Cd/K K = π red Sim ított értékekből A4 = KA Sim ított értékekből A = KA K A4s -K A K As K A3

23 Erőtényez nyező - derivatívum vum a=0 Végérték ellenőrzés K K H -.00 K^ A dcl/da dcm/da dc KH K L 0 dα K dcm K A 0 3 dα

24 Derivatívumok vumok a=-6, eredeti mérés red a=-6, eredeti mérés red H H4 A A4 Hs H4s As A4s H H3 A A3 Hs H3s As A3s L h M = ρ α 3. fokú polinomos közelítés = ρ red = f B B KH B KA h& ( K ) + KH ( K ) + K H ( K ) h& B & α B & α α + K H h B h ( K ) + KA ( K ) + K A ( K ) + K A B 3 α 4 πf B π K = = red 4. fokú polinomos közelítés 3 4

25 Összefüggések a=-6 Simított értékekből K H4s -K H H 4 = KH Simított értékekből K Hs K H3-Cd/K H = KH 3 cd K Simított értékekből A4 = KA Simított értékekből A = KA K A4s -K A K As K A3 π K = red Eltérések lehetséges oka: nemlineáris kapcsolat a szerkezet mozgása és s az aeroelasztikus erők k között k

26 Erőtényez nyező - derivatívum vum a=-6 Végérték ellenőrzés K K H K^ A3 dcl/da dcm/da K KH A 3 K dcl 0 dα K dcm 0 dα

27 Erőtényez nyezők

28 Összefoglaló Értékes, új j mérési m tartomány kijelölése Mérési hiba minimalizálása (méréstechnika) Feldolgozási hiba csökkent kkentése Linearitás, additivitás ellenőrz rzése többlett bblet-kísérlettel Eredmények összevetése se meglévő összefüggésekkel (esetleg: mérések m számának csökkent kkentése) Modell megfogási/mozgat si/mozgatási helyeinek széthúzása

Hasonló dokumentumok

A belebegés hatása hidak merevítőtartójának elmozdulásaira turbulens szélben

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar Hidak és Szerkezetek Tanszék A belebegés hatása hidak merevítőtartójának elmozdulásaira turbulens szélben PhD értekezés tézisfüzete Hunyadi