汽车尾翼和虎门大桥涡振?

时间 • 2020-05-15 16:46:31
在封闭交通10天后,虎门大桥5月15日上午恢复通车。5月5日下午,虎门大桥上的车辆发现桥面有明显的上下起伏现象,原来是整个桥在振动,此次振动原因到底是什么?后续仍有震动又是为何?桥梁安全吗?让我们再次回顾下本次的事件。并且聊一聊大桥振动的原因以及空气动力学的重要性事件回顾5月5日下午,虎门大桥悬索桥发生明显竖向弯曲振动现象,大桥管理方迅速启动应急预案,联合交警部门及时采取了双向交通管制措施。5月6日上午,交通运输部专家工作组及时赴虎门大桥现场指导。广东省交通运输厅、省交通集团先后多次邀请国内知名专家对悬索桥全面检查、检测和安全评估报告进行审查,分析研判振动原因,研讨抑振方案。事实上,桥梁工程作为一门近代学科,是非常关乎人生财产安全的学科,也依旧处于不断进步中。一般来讲,桥梁振动、晃动的主要动力来自风、地震、车震等,并非一些网友言传的神秘波动武器所致。经典案例事实上,桥梁振动最早可以追溯到1940年。1940年7月1日,美国华盛顿州的塔科马海峡大桥通车。1940年的11月,大桥突然开始左右疯狂摇晃,随着30分钟后第一块路面开始坠入水中,接着近200米长的桥面断开落水,所幸没有造成任何人员上的伤亡。这戏剧性的一幕正好被一支摄影队拍摄了下来,并引发了桥梁学家们对风力致使桥梁振动问题的广泛研究,其中冯·卡门在《空气动力学的发展》一书中分析:塔科玛海峡大桥的毁坏,是桥上竖直方向的挡风结构板引起了周期性漩涡,并引发共振所致。所以桥梁的涡振可能是会致命的,从那以后,人们开始广泛地投入研究桥梁工程学。事实证明,这种振动是可以被抑制到极小的。桥梁的空气动力学事实上,桥梁除了最基础的承重结构,空气动力学设计也是很重要的。虎门大桥初步勘测的原因就是上面半人高的水马改变了气动结构,最终导致桥梁振动。所以我们在设计桥梁的时候经常会制作桥梁的模型,通过风洞来考虑桥身是否会受风力影响产生形变。桥梁的气动模型如果在风洞实验时,发现了某些部位有极大的形变,就需要进行优化设计。专家分析过,为什么桥上这么多车都没能改变桥梁的气动结构,一排排的水马却导致了桥身大幅晃动?原因是多方面的,但是总结来看,原因有以下几点:车辆是在流动的,难以形成周期性的涡振水马的高度,差不多等于我们桥梁结构上常用的导风板,一定程度上与导风板产生的涡流频率一致所以很多人发现没?我们提及涡振用的都是“振”,而非震动的震?为何呢?桥梁设计上肯定是留有冗余的,所以桥的主体结构可以面对小幅地震都不受影响。但是工业设计上最可怕的是什么?共振!此振非彼振。我们不怕桥震塌,但是怕共振带来的桥梁解体。最坚固的堡垒都是从内部被攻陷的。汽车空气动力学看完了桥梁我们来看看汽车的空气动力学。事实上汽车的空气动力学大大晚于桥梁等其他事物。严格来说,民用车从2000年开始才有初步完善的空气动力学意识。就像我们上文提到的,空气动力学是很微妙的,可能一个小小的改变就能产生意想不到的影响。911 GT3的尾翼汽车空气动力学最广为人知的部分就是尾翼了。若干年前尾翼还只用于赛车,用途只有一个,增加车身稳定性。不开玩笑,速度快了,汽车是要起飞的(其实是翻车)。而后慢慢有了可以调节角度的尾翼。进化到现在,大部分超跑使用的是电脑控制的尾翼,根据情况自动调节尾翼高度,还可以辅助刹车。迈凯轮、布加迪都使用了这种设计。据研究表明,这种设计起码可以缩短1/6的刹车距离。那么,你还知道哪些汽车空气动力学设计呢?