Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)

9. szám - Dr. Haszpra Ottó: A hidroelasztikai modellezési elmélet kísérleti ellenőrzése

372 Hidrológiai Közlöny 1972. 9. sz. Dr. Haszpra 0.: A hidroelasztikai modellezési elmélet a iáé. Ennek oka, hogy a vékony acéllemez a rezgés során horpadó alakváltozásokat is szenvedett, különösen a befogás közelében, ahol a feszültségek nagyok voltak. Ezt igyekeztünk ellensúlyozni merevítő bordák felforrasztásával (11. kép), már a mérőbélyeg-nyúlás és a konzolvég kitérése közti lineáris kapcsolat biztosítása érdekében is, de nem bordázhattuk végig az egész törzset, mert ezzel a hajlítási rugalmasságot és a rezgésszámot is befolyásoltuk volna. A horpadási munka tehát jelentős energia-fogyasztónak bizonyult. A csillapítási mérték átlagértékei végül is egy mintegy 20% szélességű sávon belül maradnak. Ha feltesszük, hogy egy szokványos acélszerkezetet vizsgálunk, amelynek lemez vastagsága horpadó alakváltozást üzemi körülmények között nem tesz lehetővé, a csillapítási mérték 1,01-ig is lesüllyedhet. Ehhez képest minden modellanyag csillapítási mértéke nagyobb. Méréseink ezekre már határozottabb értékeket adnak. Tehát a csillapítási mérték lucite-, ill. plexi modelleknél 25... 30%-kai lehet nagyobb mint a főkivitelé. A kérdésnek sokféle aspektusa van, ezekre azonban itt nem térünk ki. A mozgó víz által keltett rezgéseknek ugyancsak két fő jellemzőjük van: Az áramlás-keltette n rezgésszám és áramlás-keltette. I kétszeres amplitúdó. Az áramlás-keltette rezgésszámok változása hasonló tendenciát követ, mint a sajátrezgéseké, azonban lényegesen kisebb szóródás jellemzi őket, vagyis a különböző modellekből kapott értékek igen kevéssé térnek el egymástól (4—10. ábra második részábrái). A töréspont magasabban van, mivel a doboz aljánál magasabb alvizek esetén is már rohanó mozgás áll elő és a konzolt érő hatások az alvíz süllyedésével már nem változnak. A rezgés nem szűnik meg soha, mert a nyíláson átömlő sugár még szabad kifolyás esetén is kismértékben beleütközik a konzol aljába. A konzol aljának helyzetét szerencsésebb lett volna kissé feljebb megállapítani, mivel akkor eljutottunk volna a hatásmentes állapotig. így is előállt azonban a levegőbeli sajátfrekvencia, amelyet a modellre tapadó több-kevesebb víz módosított és természetesen az adatok véletlen jellegű szóródása is. A változó rezgésszámú szakaszon megállapíthatjuk, hogy a különböző modellek rezgésszám-középértékei a közös középértékhez képest +5%-os eltérésen belül találhatók. A rezgésszámnak az alvíz növekedésével való csökkenése két különböző mértékben érvényesülő ok következménye lehet. 1. Az alvíz emelkedésével csökken a sajátrezgésszám. 2. Csökken az átfolyó vízhozam és a sugár sebessége, tehát a Kármán-féle örvénysor frekvenciája. Hozzávetőleges számítás is meggyőz, hogy a szerkezet rezgése nincs a Kármán frekvencia közelében, tehát ún. önvezérelt rezgéssel van dolgunk. Mivel azonban jelenlegi feladatunk a különböző modellek eredményeinek összehasonlítása, ennek elemzésére itt nem térünk ki. A Ajd kétszeres relatív amplitúdók tervezési szempontból különösen lényegesek, mivel ezekből számíthatók a szerkezetekben ébredő belső feszültségek szélső-értékei. Az amplitudóértékek természetesen zérus és valamilyen maximális érték között változnak többé-kevésbé normális eloszlás szerint. Ez utóbbi megállapítással eléggé összhangban van, hogy a tapasztalt maximális amplitúdóértékek a közepes amplitúdóértékek háromszorosa közelében vannak. Ez különösen jól ellenőrizhető a 4—9. ábrákon a relatív amplitúdógörbék csúcsértékeinek összehasonlításával. Ami a modell hasonlóság kérdését illeti, a 10. ábra összefoglaló ábrájából az állapítható meg, hogy nagyobb relatív kirezgései vannak a három nagyobb modellnek ós kisebbek a két kicsinek. Figyelemre méltó különbség a statikusan és a dinamikusan hasonló rugalmasságú 1: 10,2 modellek között nem mutatkozik (ez az áramláskeltette rezgésszámoknál is így volt). Tulajdonképpen ezért mellőztük az 1:4,06 és 1: 16,3 modellek statikus változatán is olyan részletes mérések elvégzését, mint amilyet az 1: 10,2-es modellel végeztünk. Az amplitúdóértékek összehasonlítása azt mutatja, hogy a különböző modellekben mért relatív amplitúdó-középértékek jelentékeny szélességű sávban helyezkednek el. A maximális relatív amplitúdóközépérték (csúcs) az 1,58:1 modellből mintegy kétszei'ese az ] : 10,2 modellből kapott értéknek. Az amplitúdó értékét a belső csillapítás kétségkívül csökkenti, bár az ábrából ez nem teljesen egyértelmű, mert a különböző modellek görbéi keverednek. Lehetséges, hogy nagyobb adathalmazra támaszkodva a tendencia egyértelművé válna. Jelenleg is például a legnagyobb amplitúdó középértéke tekintetében az ] : 4,06 lucite modell jóval nagyobb értéket mutat az 1: 1 famodellhez képest. Ha viszont a 7. és 8. ábrából a maximális értékeket hasonlítjuk össze, a két érték gyakorlatilag egyezik. A 11 — 14. ábrákon ugyancsak az „a" beépítésnél mért, de az „1" tengelyre merőleges rezgések jellemzőit kísérhetjük figyelemmel. Az l-re merőleges rezgések folyásirányúak. Ilyen rezgésekről az irodalom szinte egyáltalán nem szól. Laird egyik tanulmánya [13] említ ilyen jelenséget és a stockholmi szimópóziumon Sutton említett ilyen tapasztalatot a szerző által benyújtott tanulmánnyal [10] kapcsolatban. A jelenség oka véleményünk szerint a gravitációs hullámok kialakulása (amely az irodalomban inkább található cárt-szelvényű vizsgálatoknál nem állhat elő). A modellnek természetesen ezekre a rezgésekre vonatkozóan is helyes eredményt kell szolgáltatnia. Elvi újdonságot tartalmazó megállapításunk az előzőekben elmondottakhoz képest a saját- és a gerjesztett rezgésszámmal, valamint a csillapítási mértékkel kapcsolatban nincs. Az 1: 1 famodell sajátfrekvenciája a többinél jelentősen alacsonyabb, mivel az iowai laboratórium 1 Mp/m

2 teherbírású mennyezetének hatalmas (kb. 45 cm talpszélességű) I gerendái még kitámasztva sem adtak elég merev befogást. Az 1,58: 1 és az 1: 4,06 modell sajátrezgései gyakorlatilag egvbesenek. Kedvező a helyzet a gerjesztett