BÀI GIẢNG ĐÀN HỒI KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM LTTN NỘI DUNG Giới thiệu tượng khí động đàn hồi tĩnh Hiện tượng xoắn phá hủy “tiết diện mô hình” Hiện tượng đảo chiều cánh liệng mô hình mô hình tiết diện Hiện tượng xoắn phá hủy cánh thẳng có sải cánh Kết luận NỘI DUNG Giới thiệu tượng khí động đàn hồi tĩnh Hiện tượng xoắn phá hủy “tiết diện mô hình” 2.1 Phương trình cân moment trục Cy 2.2 Độ cứng khí động 2.3 Vận tốc áp suất động xảy tượng xoắn phá hủy cánh 2.4 Nhận xét 2.5 Sự biến thiên góc xoắn theo áp suất động 2.6 Khai thác kết 2.7 Số Mach xảy tượng phá hủy cánh I Giới thiệu tượng khí động đàn hồi tĩnh -Hiện tượng khí động đàn hồi có tham gia lực khí động, lực đàn hồi -Không có tham gia lực quán tính -Đặc trưng biến dạng chiều Gồm tượng đặc trưng: • Thay đổi phân bố lực nậng biến dạng kết cấu, lực khác cánh không giống với kết cấu cứng tuyệt đối • Xoắn phá hủy cánh: cánh không đủ độ cứng tác dụng lực khí động làm kết cấu biến dạng góc tăng, lực khí động tăng + V Vtới hạn , độ bền, cứng kết cấu không ổn định kèm theo phân bố lại lực khí động cánh làm cánh biến dạng, méo mó + V > Vtới hạn , không chống tượng xoắn , kết cấu cánh bị phá hủy • Giảm khả điều khiển • Đảo chiều tác dụng cánh lái + V Vtới hạn , hiệu suất làm việc cánh lái giảm dần, + V > Vtới hạn , cánh lái lúc có tác dụng ngược lại II Mô hình hóa cấu trúc tải khí động thông qua tiết diện mô hình Nghiên cứu toán khí động đàn hồi thông qua phương trình đơn giản K: độ cứng Tải khí động: + Z: lực nâng + M0: moment xoắn tiêu điểm F (tâm khí động) Phương trình cân moment với trục Cy: M0 + eZ - Kθ = (moment lực cản 0) q.S [ c.Cmo + eCz ] = Kθ q = ρV2/2 Trong đó: • q áp suất động • Hệ số lực nâng hàm bậc góc tới α = θ +α0, ta có phương trình moment : • Góc xoắn θ • Với độ cứng khí động cho trước 2.4) Nhận xét: • Vd độc lập với Cm0 α0 • Khi độ cao tăng, khối lượng riêng giảm vận tốc xảy ổn định tăng khả xảy ổn định giảm • Khi theta lớn, không xác định giả thuyết học khí động tuyến tính không Biểu thức (5) đưa gần mà xuất ổn định tĩnh, thay đổi theta theo hàm vận tốc lân cận ổn định theo biểu thức (2) không xác Đây hạn chế phương pháp • Các biện pháp hạn chế ổn định: + Tăng độ cứng kết cấu K (ví dụ: tầng cánh, Nhưng điều dẫn tới khối lượng chi phí tăng) + Giảm e = FC cách di chuyển nhiều trục đàn hồi phía trước Nếu tâm xoắn trước tiêu điểm (e =FC < 0), không xuất hiện tượng ổn định 2.5) Sự biến thiên góc xoắn theo áp suất động p: Khi bỏ qua Cm0 theo công thức (4), phương trình (2) trở thành: (6) Tại giá trị góc xoắn ⇒ 0.7 , gần góc tới ban đầu αo góc tới α = αo + có giá trị lớn gấp lần so với cánh coi có độ cứng lý tưởng α0 góc tới ban đầu 2.6) Khai thác kết quả: Xét trường hợp Cm0 = Phương trình (1) trở thành: a) Xét αo = 0: Ta có suy b) Xét αo ≠ ≪ : Ta có: ≃ ⇒ ≃ ! Xấp xỉ cho phương trình (6) Với " " ≪ thì: $ $" % $ &$ " Vậy cách xa điều kiện để xảy xoắn phá hủy là: ≃ " ≃ " ≪ ⇒ 2.7) Số Mach vận tốc bất ổn định divergence: a) Nhắc lại : vận tốc âm Vận tốc lan truyền nhiễu động nhỏ áp suất • Fluid Incompressible: Vận tốc âm không xác định • Fluid compressible: Quá trình đẳng nhiệt P = P0 ( ρ ρ0 )γ a= dP d a = γrT 2.7) Số Mach vận tốc bất ổn định divergence: M =V / a Incompressible M