Warum wirkt die Zentripetalkraft der Ablenkung einer Klinge nicht entgegen?

Zu diesem Thema wurde zuvor eine ähnliche Frage gestellt, in der vereinbart wurde, dass die Durchbiegung einer rotierenden Klinge verringert wird, sobald die Klinge aufgrund der Zentrifugalkraft zu rotieren beginnt. Aber ich sehe nicht ein, warum die Zentripetalkraft nicht auch der Blattauslenkung entgegenwirken kann.

Wenn wir eine Klinge haben, die an einem Gelenk / Scharnier am Rotationszentrum befestigt ist, wird die Klinge im Stillstand aufgrund der Masse der Klinge natürlich nach unten ausgelenkt. Der Einfachheit halber habe ich angenommen, dass die Belastung durch die Masse des Blattes ganz am Ende des Blattes nach unten wirkt. Aufgrund dieser Durchbiegung gibt es eine gewisse Spannung in der Klinge. Die vertikale Komponente der Spannung wäre gleich dem Gewicht der Klinge, während die horizontale Komponente der Spannung die Zentripetalkraft wäre. Wenn nun die Winkelgeschwindigkeit der Klinge zunimmt, nimmt auch die Zentripetalkraft (horizontale Komponente) zu, die vertikale Komponente der Spannung bleibt jedoch konstant. Dadurch nimmt der Winkel, in dem die Zugkraft relativ zur Horizontalen wirkt, ab.

Antworten (1)

Sicher, Sie können immer zwischen Zentrifugalkraft in einem rotierenden Bezugssystem und Zentripetalkraft in einem nicht rotierenden Bezugssystem umrechnen. Sie müssen nur alle Beschleunigungseffekte berücksichtigen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich Ihrer Erklärung gefolgt bin, aber es scheint die Spannung aufgrund der Beschleunigung nach innen zu fehlen.

So würde ich es mir vorstellen: Es gibt ein herunterhängendes Hubschrauberblatt, das durch die Zentripetalkraft gerade nach innen (in Richtung des Drehpunkts) beschleunigt wird. Stellen Sie sich zwei finite Elemente vor, die auf der Klinge nebeneinander liegen. Zwischen ihnen besteht Spannung, so dass das innere finite Element das äußere finite Element nach innen zieht. Aber wegen des Abfalls zieht es ihn tatsächlich sowohl nach innen als auch nach oben . Wenn die Zentripetalbeschleunigung ansteigt, neigt die Durchbiegung daher dazu, sich zu begradigen. Genauso wie ein gebogenes Seil dazu neigt, sich zu begradigen, wenn Sie ein Ende schnell zu sich ziehen.