Катастрофа Такомского моста 

Решетки для выравнивания давления над и под полотном

Просто лучший канал по физике, что я видел. Много внимания уделяется корректности изложения и принципам работы. Правильно и исчерпывающе (в рамках научпопа) объясняется физика процесса. Спасибо!

Кстати, в формуле для частоты срыва вихрей f = 0,2*v/H 0,2 - это число Струхаля St. Вообще говоря, оно зависит от числа Рейнольдса Re , но примерно постоянно в широком диапазоне Re и равно 0,2. Сам иногда использую эту формулу для расчёта вибростойкости и вибропрочности конструкций😊 Если обобщить, то это явление когда в нелинейной системе колебания происходят не на собственной частоте называется "синхронизация колебаний". И флаттер - это лишь частный случай. Интересная тема. Спасибо за ролик:-)

Надо же! Всю жизнь думал, что тут ответ это резонанс! Спасибо вам за разъяснения! А вот еще вспомнился случай Волгоградского моста, который также танцевал как и Такомский. Это видео очень легко найти в интернете.

Первый раз я об этой катастрофе узнал из журнала "Техника-Молодёжи" (конец 70-х - начало 80-х). Очень сильное на меня впечатление произвела статья с описанием катастрофы и её причин... Детский ум не мог поверить, что вот такое нечто огромное, крепкое и тяжёлое может быть разрушено вот ТАК ветром... Хотя, я, к тому возрасту, уже был свидетелем летящих камешков, "подхваченных ветерком", "дувшим" из Джунграских Ворот...

Ох... Всегда с уважением отношусь к проектировщикам. Надо столько всего учесть, что зачастую от обычного человека скрыто....

Физика физикой, но такие колебания - аж затошнило. Никогда не думала, что полотно моста может так шатать

Решётки были сделаны для уравнивания давления сверху и снизу полотна моста.

Спасибо создателям за видео. Дополнительные примеры автоколебательных систем: движения флага на ветру, работа сердца человека или животного. С уважением из Литвы.

Эти решетки, как щели в закрылках, сдувают вихри и помогают потоку оставаться ламинарным... На сколько это возможно

Я думаю, что решетки действуют как волнорезы на море - разрушают флатер или меняют его конфигурацию так, что вихри становятся безопасными

как пример - колебания длинных мачт-столбов на ветру и борятся с этим - созданием винтового ребра вдоль всей длины труб

Да, первое, что пришло на ум - это резонанс, но потом и про флаттер сообразил. С флаттером в 1940-ых годах столкнулись многие сферы. Знал про самолёты и ракеты. При мост не знал 🙂

Кармана знал только по линии. Спасибо.

Для выравнивания давления над и под. Тем самым широкий мост внезапно становится узким с точки зрения вихрей.

Решётки делают полотно моста прозрачным для движения воздуха, соответственно, давление сверху и снизу полотна остаётся одинаковым, соответственно не возникает разрежения и условий возникновения крутильных колебаний.

Добрый день всем! Быть может решетки сделаны для выравнивания давлений сверху и снизу моста и, соответственно, устранить или, по крайней мере, минимизировать разность давлений, что является одной из причин крутильных колебаний.

Возможно, решётки были сделаны, что бы разбивать вихревые потоки, выравнивая давление раньше, чем они создадут по мере прохождения хоть какую то подьемную силу и, соответственно, крутящий момент.

На модели в ансисе не правильно смоделированы колебания ,а именно их синхронность с правого и левого берегов ! Упругие колебания вызывали скручивание моста что за счет демпфирующих сил увеличивало частоту колебаний что в свою очередь усиливало разность аэродинамических сил по длине моста! Ветер все ж был порывистый что не позволяло нарастать колебаниям лавинообразно и разрушиться мосту в течении короткого периода времени ! Видосик как всегда отличный ,спасибо ...

Спасибо за интересный урок!

Спасибо. Отличный пример автоколебательной системы. Тело начинает колебаться само, без резонанса с источником энергии.

Хороший разбор! С причиной начала возникновения колебания полностью согласен, но у меня есть чувство что ещё одной немаловажной компонентой (а возможно и определяющей) будет являться упругость моста, которая стремится вернуть его в нейтральное положение. Сила упругости будет действовать пока мост не проскочит нейтральное положение. Постоянная сила от ветра в таком случае будет работать как положительная обратная связь, раскачивая мост всё сильнее. Это та же причина, по которой в носовую часть крыла скоростных самолётов помещают балласт для смещения центра массы сечения крыла (чтобы уменьшить крутящий момент от набегающего потока), и та же причина, по которой конструкторы добавили ферму под мостом - чтобы увеличить жёсткость конструкции.

...травинка тоже входит в резонанс. Не с потоком воздуха а по своим массо аэро распределённым характеристиком. С мостом похоже, но он был сильно удельно слабже травинки :) На единицу веса. В случае с мостом силы столь слабого ветра просто бы не хватило для его такой амплитудной раскачки... Удивительно что не всем это видно...

Решетки частично компенсировали разность давлений при образовании вихря. Полностью выровнять не могли, но изменяли частоту автоколебаний.

ставлю на то что решётки нужны для "разбивания" образующихся вихрей

Решётки, видимо, позволяют избежать разности давления над и под полотном моста, если допустить условия возникновения флаттера, как в вашем ролике.

Спасибо, очень доступное и захватывающее объяснение. Стоит только лишь добавить, что система подвеса моста - сама по себе упругая система. Т.е. помимо перемещения вихрей вдоль поверхности моста еще играют свою роль восстанавливающие упругие силы в троссах. Срыв вихрей происходит всегда, но раскачка происходит, когда период появления вихрей совпадает с периодом собственных колебаний этой упругой системы.

Волгорадский мост тоже скакал, по тем же причинам.

Помню, Сергей Анатольевич Бахтин подробно рассказывал нам про этот случай. Но даже сейчас, спустя четверть века, я не знаю, как можно было спасти мост. Разве что продырявить полотно... Ну или как вариант, навешивать какие-то обтекатели.

Решетки нужны чтоб воздух перемещался из областей с повышенным давлением, например снизу полотна, наверх где в этот момент давление повышенное

Решётки - понятно зачем, для выравнивания давления и сдувания вихря. На некоторых крыльях на задней кромке специально делают такие перепускные щели, чтобы сгладить срыв потока на больших углах атаки.

То есть я понял, что флаттер возникает, когда частота срыва вихрей совпадает с частотой механических колебаний конструкции. Это тоже определённого рода резонанс, необходимый для возникновения автоколебаний. И как долго конструкция выдержит эти автоколебания не известно. А вот когда эти (авто)колебания входят в резонанс с собственной частотой конструкции, то тут уж результат очевиден.

Удивляет еще такой момент: привычные вещи и вещества кажутся нам совсем знакомыми по свойствам, но вот дорожное покрытие - асфальт или традиционный для Америки бетон - на видео оказывается очень упругим и пластичным, потому что не трескается и не лопается от колебаний. И кстати говоря - металл… тот еще «пластилин». О, сколько нам открытий чудных готовит… Get a class’а дух!

Не это ли так называемый "голландский шаг", головная боль дельтапланеристов и проектантов вертолёта Ми-24?

Возможно, выражаясь технически, эти решетки снижают эффективную площадь лобового сечения моста до такого значения, при котором флаттер не возникнет, сколь сильно бы ветер ни дул. То, что красиво выглядит, хорошо работает - как и с самолетами, из которых хорошо летают только красивые)

Спасибо за интересный (для меня технаря на пенсии) выпуск! Подписка +👍

Для перетекания зоны повышенного давления над полотном и под полотном и уменьшения подьемной силы на кромках полотна

Решётки служат для выравнивания давления под и над мостом. Чем ниже разница давлений, тем меньше сила скручивающая мост.

Решетки для того чтобы избежать выровнять перепады давления и погасить вихревые потоки

А когда на скрипке играешь, совпадает ли частота собственных колебаний струны с частотой извлекаемого звука.

решётки нужны для того чтобы пропускать через себя избыток потока воздуха, которые в итоге уравновесят систему

Решетки для выравнивания давлений над и под дорогой. Для уменьшения "подъемной силы", так с казать.

Решётки нужны для уравнивания давлений над и под полотном.

Убрать парусность полотна моста ,желательно по всей длине ,в местах опор усилить запас прочности на коэффициент линейного расширения .Заложить металл согласно металловедения , СНиП , конструкци на кручение ОК!

Для торможения воздушного потока вдоль полотна?

Раньше ходил слэклайн. Когда тянули линию метров на 30, на ветру возникали такие же крутильные колебания, которые практически не зависели от положения человека на стропе. Так что на резонанс это не похоже.

Наш мост в Волгограде тоже был во флаттере.

Таки автоколебания это подвид резонанса. Просто связь между внешним воздействием более сложная. ЗЫ Воздействие может быть периодическим, например вибрации, и при этом в системе будут возникать автоколебания. 😉

Видимо решетки позволяют проходить воздуху напрямую с поверхности, где давление выше на противоположную. Тем самым заставляя вихри "отлипать" от обтекаемой поверхности. Стало быть так снижаем и постоянную "подъемную силу" и знакопеременную от влияния вихрей.

У нас в Новосибирске любят вантовые мосты. Было бы интересно посмотреть на Центральный мост (тот, который никак не могут достроить) в сильный ветер, но очень не хотелось бы на нем в этот момент находиться.

Где то я похожий мост совсем недавно видел. По новостям. Свежепостроенный. PS: Волгоградский. 2010 год.

Ссылки на ролики бы активными сделать

Интересно что в авиации с решетками на рулях далеко не улетишь. Но там понятно с какой стороны будут вихри. По этому на рулях стоят компенсаторы, такие каплеобразные. Видимо для того что бы изменить собственную частоту колебания руля?

Решетки сделаны для уменьшения парусного сопротивления ветру как с верху так и с низу .

решётка рассеивает поток

О, это же как Волгоградский танцующий мост

только ветер гудит в проводах и это давно замечено . горшки и бутылки тоже. муз.инструменты орган например.

чтоб воздух продувал сквозь полотно дороги и было меньше крутильных колебаний.

Решётки перепускают воздух с полотна под него и не дают образоваться вихрю

Возникающие упругие колебания пролета за счет жесткомти ферм гасятся в концевых заделках балки

Лучше расскажите почему так же плясал мост в Волграде... правда не развалися...

Ну, видимо, решетки предназначены для перетекания воздуха из зоны высокого давления в зону низкого, и, соответственно, снижению действия вредного фактора

А дорожка Кармана является причиной автоколебаний фабричных труб и лодочных перископов. В обоих этих случаях мы не имеем дело с несущими поверхностями, как в случае любого флвттера.

Чем больше дырок в крыле тем меньше подъёмная сила или отклоняющая в случае с мостом. Поэтому полотно моста сделали решетчатым.

У моста есть своя резонансная частота. Без резонанса мост не сдуло бы.

Полотно моста начинает работать, как лопасть вертолета.

Решетки :Установлены для поглощения круцильных колебаний.

Объяснение очень запутанное. На самом деле причиной разрушительных автоколебаний был срывной флаттер (не путать с линейным флаттером крыла самолета!), причиной которого является феномен аэродинамического гистерезиса. Кроме мостов, он наблюдается на лопастях несущих винтов вертолетов.

Федот, да не тот. Здесь мы имеем дело не с резонансом. Автоколебания с изменяющеюся амплитудой называются неустойчивыми. Природа неустойчивых автоколебаний с возрастающей амплитудой близка к природе резонанса. И тут и там амплитуда колебаний возрастает из-за синхронности колебаний и возмущающей силы. Но в отличии от резонанса эта синхронность обеспечивается при автоколебаниях особенностями колебательной системы, а не совпадением частот. Несовпадение частоты колебаний пластинки в воздушном потоке с ее собственной частотой наверное объясняется присоединенной массой. Воздух двигается вместе с пластинкой и изменяет частоту колебаний системы. Воздух двигается довольно-таки интенсивно, поэтому его масса играет существенную роль.

Кавитация несущих винтов под водой тоже из этой области?

Но все равно это же резонансное явление. :)

7:40 вы тут сами поясняете что все же резонанс.

Мост во Владике на о. Русский похоже болтало на ветру. Интересно причины схожи?

В качестве акустического короткого замыкания

автор говорит что вихрь сверху сносится ветром назад, в результате чего давление над полотном моста растёт и он возвращается в исходное, проскакивает его, и так по нарастающей. Прекрасно. так я не понял, а почему на месте вихря, который сносится ветром назад, тут же не возникает новый, на том же месте? И мост не замирает в повёрнутом положении. И да, ясен пень что решётки снизу для выравнивания давления и всё такое. Не знаю уж что там куда перетекает, но выравнивание происходит потому что решётки способствуют вихреобразованию снизу, так что этот вихревой эффект образуется и сверху и снизу, так что раскачивания не происходит. вернее происходит но слишком мизерное. ну так по моему

Почему нет ответов на домашнее задание (вопросы напоследок) ?

Так у нас в РФ новый мост тоже волнами пошёл не так давно

Конструкция моста слишком мягкая. Тряпочка, проще говоря. Нет элементов жёсткости.

Решетки чтобы как губная гармошка мост гудел на ветру

що до вихрів все вірно, але ви зовсім не врахували реакцію пружних деформацій самого підвісного мосту .

волгоградский танцевал 😅😅😅😅

Ммм, флаттер

Мне все "ученые" доказывали, что это резонанс. А я с этим не соглашался. И вот думал, что в этом видео тоже будут говорить про то, что это резонанс. Даже хотел дизлайк сразу ставить😄

Автоколебания

А чем этот мост такой особенный был? Почему другие мосты не рушатся?

Эффект Дженибекова....ищем баланс....

Вопрос к тому, кто способен ответить: зачем Вы это нам рассказываете? Пожелание ко всем Ютуберам прежде чем о чем то рассказывать обоснуйте как повлияет знание этой информации на жизнь слушающих Вас людей.

Тросы выдержали. На видео видно, что полотно оторвалось от боковин, а боковины разрушились после того, как оторвавшееся полотно перестало препятствовать складыванию боковин. А т.к. они были изготовлены из железобетона, то при складывании бетон раскрошился и осыпался.