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<!DOCTYPE html>

<title>Aeroelastizität</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Aeroelastizität</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Aeroelastizität</b> beschreibt in der <a href="Aerodynamik" title="Aerodynamik">Aerodynamik</a> die <a href="Elastizit%C3%A4t_(Physik)" title="Elastizität (Physik)">Elastizität</a> von Strukturen, die von <a href="Gas" title="Gas">Gasen</a> wie <a href="Luft" title="Luft">Luft</a> umströmt werden. Die <a href="Str%C3%B6mungsmechanik" title="Strömungsmechanik">Strömung</a> wird von der Struktur unter <a href="Turbulente_Str%C3%B6mung" title="Turbulente Strömung">Turbulenzen</a> umgelenkt und übt dabei einen <a href="Druck_(Physik)" title="Druck (Physik)">Druck</a> auf sie aus. Die ausgeübten <a href="Kraft" title="Kraft">Kräfte</a> können <a href="Festk%C3%B6rper" title="Festkörper">Festkörper</a> elastisch <a href="Verformung" title="Verformung">verformen</a> und zum <a href="Schwingung" title="Schwingung">Schwingen</a> anregen.<sup id="cite_ref-:1_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-:1-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Diese Vorgänge sind zu beobachten an:

</p>

<ul><li>der Struktur des <a href="Leitwerk" title="Leitwerk">Leit-</a> und <a href="Tragwerk_(Flugzeug)" title="Tragwerk (Flugzeug)">Tragwerks</a> bei <a href="Flugzeug" title="Flugzeug">Flugzeugen</a></li>

<li><a href="Windkraftanlage#Rotorblätter" title="Windkraftanlage">Rotorblättern von Windenergieanlagen</a></li>

<li><a href="Baum" title="Baum">Bäumen</a> und <a href="S%C3%BC%C3%9Fgr%C3%A4ser#Halme_und_Blätter" title="Süßgräser">Grashalmen</a> im Wind</li>

<li>angeblasenen <a href="Zungenpfeife" title="Zungenpfeife">Zungenpfeifen</a> der <a href="%C3%84olsharfe" title="Äolsharfe">Äolsharfe</a></li>

<li>den <a href="Lippe" title="Lippe">Lippen</a> eines <a href="Trompete" title="Trompete">Trompetenspielers</a></li>

<li>den <a href="Stimmb%C3%A4nder" class="mw-redirect" title="Stimmbänder">Stimmbändern</a>.</li></ul>

<p><i>Die Aeroelastik</i> umfasst die physikalischen Vorgänge, die an umströmten Strukturen entstehen, wenn die aerodynamischen <a href="Belastung_(Physik)" title="Belastung (Physik)">Lasten</a> mit den elastomechanischen Kräften und Verformungen der Strukturen wechselwirken.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Luftfahrt">Luftfahrt</h2></div>

<p>In der <a href="Aeronautik" class="mw-redirect" title="Aeronautik">Aeronautik</a> wird im Wesentlichen unterschieden zwischen <a href="Buffeting" title="Buffeting">Buffeting</a>, <a href="Flattern_(Luftfahrt)" title="Flattern (Luftfahrt)">Flattern</a>, <a href="Umkehr_der_Ruderwirkung" title="Umkehr der Ruderwirkung">Umkehr der Ruderwirkung</a> und <a href="Aerodynamische_Divergenz" title="Aerodynamische Divergenz">Aerodynamischer Divergenz</a>.

</p><p>Trotz der Komplexität der physikalischen Vorgänge werden einhergehende Probleme mittlerweile in der Regel sicher beherrscht. In der <a href="Geschichte_der_Luftfahrt" title="Geschichte der Luftfahrt">Geschichte der Luftfahrt</a> kam es jedoch mit steigender <a href="Fluggeschwindigkeit" title="Fluggeschwindigkeit">Fluggeschwindigkeit</a> immer wieder zu Problemen mit Auswirkungen der Aeroelastizität, bis hin zum plötzlichen <a href="Flugzeugabsturz" title="Flugzeugabsturz">Absturz</a>. Problematisch ist vor allem die <a href="Nichtlinear" class="mw-redirect" title="Nichtlinear">nichtlineare</a> Kopplung der durch die Strömung verursachten Kräfte mit den Strukturkräften.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Windkraft">Windkraft</h2></div>

<p>Erst die aeroelastische <a href="Simulation" title="Simulation">Simulation</a> ermöglichte den Bau wirtschaftlicher, moderner <a href="Windkraftanlage" title="Windkraftanlage">Windkraftanlagen</a> mit mehreren <a href="Megawatt" title="Megawatt">Megawatt</a> <a href="Leistung_(Physik)" title="Leistung (Physik)">Leistung</a>. Insbesondere die Rotorblätter sind starken aerodynamischen Kräften ausgesetzt und müssen entsprechend geformt werden.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Das Thema Aeroelastische <a href="Modellierung" class="mw-redirect" title="Modellierung">Modellierung</a> kommt aus der <a href="Windenergie" title="Windenergie">Windkraft</a>, wo die Norm IEC 61400 (VDE 0127) dieses Verfahren als bevorzugte Methode für den <a href="Festigkeitsnachweis" title="Festigkeitsnachweis">Festigkeitsnachweis</a> vorsieht.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Brückenbau"><span id="Br.C3.BCckenbau"></span>Brückenbau</h2></div>

<p>Diese Vorgänge treten auch bei <a href="Br%C3%BCcke" title="Brücke">Brücken</a> auf, deren <a href="Br%C3%BCcke#Überbau" title="Brücke">Überbau</a> nicht aerodynamisch gebaut ist. Grund dafür können <a href="K%C3%A1rm%C3%A1nsche_Wirbelstra%C3%9Fe" title="Kármánsche Wirbelstraße">Kármán-Wirbel</a> sein; das sind gegenläufige <a href="Wirbel_(Str%C3%B6mungslehre)" title="Wirbel (Strömungslehre)">Wirbel</a>, die sich hinter dem umströmten Objekt abwechselnd <a href="Str%C3%B6mungsabriss" title="Strömungsabriss">ablösen</a>. Die <a href="Frequenz" title="Frequenz">Frequenz</a> dieses Vorgangs hängt von der <a href="Windgeschwindigkeit" title="Windgeschwindigkeit">Windgeschwindigkeit</a> ab. Fällt die Ablösefrequenz mit der <a href="Eigenfrequenz" class="mw-redirect" title="Eigenfrequenz">Eigenfrequenz</a> des Objektes zusammen, so gerät es in Schwingung.<sup id="cite_ref-:0_5-0" class="reference"><a href="#cite_note-:0-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Bei der <a href="Tacoma-Narrows-Br%C3%BCcke" title="Tacoma-Narrows-Brücke">Tacoma-Narrows-Brücke</a> von 1940 führte Flattern zum Einsturz.<sup id="cite_ref-:0_5-1" class="reference"><a href="#cite_note-:0-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

Grund dafür war die extrem schlanke und verwindungsweiche Fahrbahn<a href="Platte_(Technische_Mechanik)" title="Platte (Technische Mechanik)">platte</a>. Bei höheren Windgeschwindigkeiten wurde sie zu <a href="Torsionsschwingung" class="mw-redirect" title="Torsionsschwingung">Torsionsschwingungen</a> angeregt, wodurch die Halteseile überlastet wurden und rissen.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-:1_1-1" class="reference"><a href="#cite_note-:1-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li><a href="Hans_F%C3%B6rsching" title="Hans Försching">Hans Försching</a>: <i>Grundlagen der Aeroelastik.</i> 1974.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-:1-1"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-:1_1-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-:1_1-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Maynard Horace Tweed: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://lib.dr.iastate.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=18258&context=rtd"><i>A summary and analysis of bridge failures.</i></a> Iowa State University, 1969,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. September 2021</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=A+summary+and+analysis+of+bridge+failures&rft.description=A+summary+and+analysis+of+bridge+failures&rft.identifier=https%3A%2F%2Flib.dr.iastate.edu%2Fcgi%2Fviewcontent.cgi%3Farticle%3D18258%26context%3Drtd&rft.creator=Maynard+Horace+Tweed&rft.publisher=Iowa+State+University&rft.date=1969&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Tobias Wunderlich: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://elib.dlr.de/88002/"><i>Multidisziplinäre Optimierung von Flügeln für Verkehrsflugzeuge mit Berücksichtigung der statischen Aeroelastizität.</i></a> DLR, 2013,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. September 2021</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=Multidisziplin%C3%A4re+Optimierung+von+Fl%C3%BCgeln+f%C3%BCr+Verkehrsflugzeuge+mit+Ber%C3%BCcksichtigung+der+statischen+Aeroelastizit%C3%A4t&rft.description=Multidisziplin%C3%A4re+Optimierung+von+Fl%C3%BCgeln+f%C3%BCr+Verkehrsflugzeuge+mit+Ber%C3%BCcksichtigung+der+statischen+Aeroelastizit%C3%A4t&rft.identifier=https%3A%2F%2Felib.dlr.de%2F88002%2F&rft.creator=Tobias+Wunderlich&rft.publisher=DLR&rft.date=2013"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.dlr.de/ae/desktopdefault.aspx/tabid-9738/16705_read-40654/"><i>Windenergieanlagen.</i></a> DLR - Institut für Aeroelastik,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. September 2021</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=Windenergieanlagen&rft.description=Windenergieanlagen&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.dlr.de%2Fae%2Fdesktopdefault.aspx%2Ftabid-9738%2F16705_read-40654%2F&rft.publisher=DLR+-+Institut+f%C3%BCr+Aeroelastik"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Martin O. L. Hansen: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TMEC053/Martin%20O.%20L.%20Hansen%20-%20Aerodynamics%20of%20Wind%20Turbines%20(2008,%20Earthscan).pdf"><i>Aerodynamics of Wind Turbines.</i></a> Earthscan, 2008,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. September 2021</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=Aerodynamics+of+Wind+Turbines&rft.description=Aerodynamics+of+Wind+Turbines&rft.identifier=http%3A%2F%2Fftp.demec.ufpr.br%2Fdisciplinas%2FTMEC053%2FMartin%2520O.%2520L.%2520Hansen%2520-%2520Aerodynamics%2520of%2520Wind%2520Turbines%2520%282008%2C%2520Earthscan%29.pdf&rft.creator=Martin+O.+L.+Hansen&rft.publisher=Earthscan&rft.date=2008&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-:0-5"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-:0_5-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-:0_5-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Bernard J. Feldman: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20131002044638/http://math.arizona.edu/~hhmi/Chris250AB/250B/250notes/042610Feldman2003.pdf"><i>What to Say About the Tacoma Narrows Bridge to Your Introductory Physics Class.</i></a> University of Missouri-St, Louis, St. Louis, MO, Februar 2003, archiviert vom <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r250917974">

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</style><span class="dewiki-iconexternal"><a class="external text" href="https://redirecter.toolforge.org/?url=http%3A%2F%2Fmath.arizona.edu%2F%7Ehhmi%2FChris250AB%2F250B%2F250notes%2F042610Feldman2003.pdf">Original</a></span> (nicht mehr online verfügbar) am <span style="white-space:nowrap;">2. Oktober 2013</span><span>;</span><span class="Abrufdatum"> abgerufen am 13. Oktober 2016</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=What+to+Say+About+the+Tacoma+Narrows+Bridge+to+Your+Introductory+Physics+Class&rft.description=What+to+Say+About+the+Tacoma+Narrows+Bridge+to+Your+Introductory+Physics+Class&rft.identifier=https%3A%2F%2Fweb.archive.org%2Fweb%2F20131002044638%2Fhttp%3A%2F%2Fmath.arizona.edu%2F%7Ehhmi%2FChris250AB%2F250B%2F250notes%2F042610Feldman2003.pdf&rft.creator=Bernard+J.+Feldman&rft.publisher=University+of+Missouri-St%2C+Louis%2C+St.+Louis%2C+MO&rft.source=http://math.arizona.edu/~hhmi/Chris250AB/250B/250notes/042610Feldman2003.pdf&rft.language=Englisch"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Masayuki Nakao: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.shippai.org/fkd/en/hfen/HA1000632.pdf"><i>Collapse of Tacoma Narrows Bridge.</i></a> 1940,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. September 2021</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=Collapse+of+Tacoma+Narrows+Bridge&rft.description=Collapse+of+Tacoma+Narrows+Bridge&rft.identifier=http%3A%2F%2Fwww.shippai.org%2Ffkd%2Fen%2Fhfen%2FHA1000632.pdf&rft.creator=Masayuki+Nakao&rft.date=1940&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ketchum.org/billah/Billah-Scanlan.pdf"><i>Resonance Tocoma-Narrows bridge.</i></a> 1990,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. September 2021</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AAeroelastizit%C3%A4t&rft.title=Resonance+Tocoma-Narrows+bridge&rft.description=Resonance+Tocoma-Narrows+bridge&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.ketchum.org%2Fbillah%2FBillah-Scanlan.pdf&rft.date=1990&rft.language=en"> </span></span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

Dieser Artikel wurde von <a class="external text" title="Zuletzt bearbeitet am 2024-08-15" href="https://de.wikipedia.org/wiki/?title=Aeroelastizit%C3%A4t&oldid=247742015">Wikipedia</a> herausgegeben. Der Text ist unter <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a> verfügbar, sofern nicht anders angegeben. Für die Mediendateien können zusätzliche Bedingungen gelten.

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