Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)
9. szám - Dr. Haszpra Ottó: A hidroelasztikai modellezési elmélet kísérleti ellenőrzése
Dr. Haszpra O.: A hidroelasztikai modellezési elmélet Hid i ológiai Közlöny 1972. 9. sz. 367 A statikusan hasonló rugalmasságú modellek tehát (rövid idő alatt) modellhelyes lehajlást szenvedtek, azonban a mérések tanúsága szerint levegőben mért saját rezgésszámuk kissé eltért a számítottól. Éspedig, ha az 1: 1 modellt tekintjük vonatkoztatási alapnak, akkor az összes lucite modellek levegőben mért saját rezgésszámai 10 —20%-kal nagyobbra adódtak. Ez nyilvánvalóan az alkalmazott anyagok belső csillapításának magasabb értékével kapcsolatos.(A lucite modellek sokkal kevesebb rezgés után jönnek nyugalomba, mint a famodell.) Az áramlásba helyezett modell mozgását azonban nemcsak a belső csillapítás, hanem a vízcsillapítás is gátolja, s ez utóbbi értéke az irodalomban található utalás szerint jelentősebb az előbbinél, így a mellett döntöttünk, hogy kísérletsorozatunkat „statikusan hasonló rugalmasságú" modellekkel kezdjük. A későbbiekben azonban a lucite modellek törzsét kissé meggyengítettük, s ezzel elértük, hogy levegőben mért sajátrezgéseik modelhelyesek lettek. Természetesen ez a lehajlások relatív növekedését eredményezte, ha nem is sokkal, hiszen nem sok módosításra volt szükség (6. kép). A későbbiek során ezekkel a modellekkel is végeztünk vízben méréseket. Ezeket a modelleket ,,dinamikusan hasonló rugalmasságú" modelleknek nevezzük. A mérések során először a modellek levegőben mért sajátrezgését vizsgáltuk megpendítéssel, azaz a konzol végének kimozdításával és eleresztésével. Ennek eredménye a levegőben mért f sajátrezgésszám és a csillapodási mérték. Az utóbbi jellemezhető a logaritmikus dekrementummal, vagy modellezési célokra különösen kielégítően, két egymásutáni amplitúdó C hányadosával (az ún. lineáris csillapítási mértékkel), amidőn, mint a tapasztalat szerint esetünkben is, a kirezgések burkológörbéje exponenciális függvény. A mérési hibák hatásának csökkentése érdekében ez esetben távolabb eső amplitúdók hányadosa is vehető a megfelelő gyök alatt, azaz ha e/i-vel jelöljük az í-edik kétszeres amplitúdót a nulladik után, n c = qo = qi-1 = i/go q\ qi f qn ' Méréseink során a feldolgozást mindig 10 tagú rezgéscsoportokra végeztük, csillapodásjellemzőnk tehát a lineáris csillapítási mérték. A logaritmikus dekrementum (L) ennek természetes logaritmusa: L=\n C. Tekintettel a lineáris csillapítási mérték nagy szórására és általában 1... 1,5 közötti értékére, a logaritmikus dekrementum jól becsülhető a csillapítási mérték 1-gyel való csökkentésével: L=C-1. A levegőben végzett mérések után állóvízbe érő konzolvéggel végzett mérések következtek különböző szintig emelt vízfelszínnél. A rezgések csillapodása itt már egyáltalán nem követ egyszerű törvényt. Jellemző rezgésszám jól meghatározható, de a csillapodás meghatározása, különösen jobban bemerült konzol esetében, már csak úgy lehetséges, ha a rezgésgörbe csúcsaira kiegyenlítő görbét fektetünk és a nulladik és a tizedik kirezgésnél a görbék metszékét olvassuk le. A szórás nagyobb, az eljárás egyébként azonos az előbbivel. A vizsgálatok harmadik része a mozgó víz keltette rezgések mérésére vonatkozik. Itt az n gerjesztett átlagos rezgésszám és a konzol alján mért A (gerjesztett átlagos kétszeres amplitúdó a legjellemzőbb és aránylag legegyszerűbben meghatározható mennyiségek. Ezeket is általában 10 tagú rezgéscsoportokra határoztuk meg, A-ra vonatkozóan azonban az egyes mérési állapotokban rögzített abszolút maximumot is megkerestük. Mindezeket a méréseket általában kétféle beépítési helyzetben, mindegyiknél kétféle rezgésirányra vonatkoztatva végeztük el. A kétféle beépítési helyzetet a konzoltörzsnek a két főirányban különböző inerciája indokolta. (Ezzel az ellenőrző mérési változatok számát növeltük.) a jelű beépítésről beszélünk, ha a konzoltörzs szélesebbik oldala párhuzamos az áramlás irányával (1. ábra). Az erre merőleges beépítés jele: b. A konzoltörzs keresztmetszetének azt a tengelyét, amely párhuzamos a szélesebbik oldalakkal (amely tengelyre tehát a keresztmetszet inercianyomatéka kisebb), ,,0" tengelynek nevezzük. Az erre merőleges tengely az ,,1" tengely. Mindkét beépítési állapotban beszélünk tehát a „0" tengelyre merőleges rezgésről és az ,,l" tengelyre merőleges rezgésről. Levegőben végzett méréseknél csak a rezgésirány, vízben végzett méréseknél a rezgésirány ós a beépítés is lényeges. 5. A mérések feldolgozása Az adatok, illetve az ezekkel jellemzett és ezekből szármáz tatható változók közti összefüggések elemzését most mellőzzük, mivel célunk csupán a modellkísérleti adatok összehasonlítása, vagyis a modellezési elmélet ellenőrzése. Az adatok feldolgozását az általánosíthatóság kedvéért dimenziónélküli formában végeztük. Dimenzió nélküli változóinkat az egymáshoz geometriailag hasonló modellek egyik talán legjellemzőbb méretére, a doboz d alapélhosszára vonatkoztatva építjük fel. Az 1. ábra dimenzió nélküli kottázású rajzán tehát ez az élhossz egységnyi. A mérések során a felvízszintet konstans értéken tartottuk. A felvízszintet a fenéktől mért h/ vízmélység adja meg. Ennek a doboz éléhez való viszonya h> 1 — r= 3,ol d volt. A beépítési geometria és a felvízszint konstans voltából következik, hogy az áramlási viszonyokat, sebességeket, vízhozamot, magukat a rezgéseket
