VIBRATION ANALYSIS OF A FLAT PLATE UNDER AERODYNAMIC LOADING

Farag, M; El-Badawy, A; Nasreldeen, T; Mohamed, R; Shawki, M

doi:10.21608/auej.2017.19256

VIBRATION ANALYSIS OF A FLAT PLATE UNDER AERODYNAMIC LOADING

Document Type : Original Article

Authors

¹ Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Al-Azhar University

² Department of Mechatronics Engineering, Higher Technological Institute

10.21608/auej.2017.19256

Abstract

Aeroelastic instabilities may occur in aircraft surfaces, leading to fatigue or structure failure. Flutter is an aeroelastic instability that results in a self-excited divergent oscillatory behavior of the structure. A classical two-degree-of-freedom flutter is a combination of bending and torsion vibration modes. A ﬂexible mount system has been developed for ﬂutter tests with rigid wings in wind tunnel. This ﬂexible mount has to provide a well-deﬁned two-degrees-of-freedom system on which rigid wings encounter ﬂutter. Experi-mental Modal Analysis (EMA) and Finite Element Model Analysis (FEM) were performed to verify the natural frequencies and modes prior to any wind tunnel flutter test. The equations of motion of the system were developed using Lagrange's equation. The critical flutter speed was determined by three different methods: the p-method for steady flow, the classical flutter analysis and the k-method for unsteady flow, and comparing with experimental results.
قد يحدث عدم الاستقرار في أجنحة الطائرات مما يؤدي إلى الکسر او انهيار الهيکل بالکامل. وتعتبر الرفرفة أکثر أنواع عدم الاستقرارالتى تنشأ من التداخل بين قوى الهواء، والمرونة، وقوى القصور الذاتي. ولدراسة هذه الظاهرة نحصل على درجتان من درجات الحرية وهما عزم الثنى وعزم الالتواء وذلک عن طريق وضع انظمة مرنة وأخرى جاسئة ، ويتم وضع هذا النظام فى نفق هواء وذلک للحصول على هذه الظاهرة .ويتم استنتاج معادلات الحرکة عن طريق معادلة لاجرانج. ويتم حساب سرعة الهواء التى تحدث عندها هذه الظاهرة باستخدام ثلاثة طرق مختلفة، واحدة فى تدفق منتظم للهواء، والاثنان الأخريان فى تدفق غير منتظم للهواء

Keywords