Изгибно-крутильный флаттер как причина возникновения гидродинамической неустойчивости подъемно-мачтовых устройств

Сухоруков А. Л.

В работе рассматриваются причины возникновения гидродинамической неустойчивости подъемно-мачтовых устройств, связанные с взаимодействием изгибных и крутильных колебаний конструкции в потоке жидкости. Подъемно-мачтовое устройство, нагруженное гидродинамическими силами, является неконсервативной (автоколебательной) системой. Для таких систем при определенных сочетаниях параметров системы и скорости внешнего потока (критической скорости) возможны неустойчивые режимы движения. Естественно, возникает вопрос о возможности возникновения такого явления в пределах эксплуатационных скоростей реальных конструкций и разработке соответствующих расчетных методов. Приведены уравнения изгибно-крутильных колебаний подъемно-мачтовых устройств как стержня переменного поперечного сечения, работающего на изгиб и кручение в потоке жидкости. На основе метода комплексных амплитуд предложен алгоритм расчета критической скорости изгибно-крутильного флаттера подъемно-мачтовых устройств, широко использующий возможности современных вычислительных средств. С использованием данного алгоритма на примере реальной конструкции определены комплексные собственные числа, позволяющие судить об устойчивости подъемно-мачтового устройства в потоке жидкости при заданной скорости движения подводного объекта и определять собственные частоты колебаний. Приведены рекомендации, использование которых позволяет повысить порог устойчивости конструкции к изгибно-крутильному флаттеру.

Скачать