Environmental Engineering Reference
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Das aerodynamische Zentrum ist der Punkt, in dem die aerodynamischen Kräfte Auftrieb
und Widerstand des Profils wirken. Da dieser Punkt mit der Anströmung des Profils verän-
derlich ist, wird dafür häufig ein Punkt auf der Sehne des Profils angenommen, der 1/4 der
Sehnenlänge von der Profilvorderkante entfernt ist. Die Koordinaten des aerodynamischen
Zentrums werden mit
e
y
W
und
e
z
W
bezeichnet. Durch die Verschiebung des Kraftangriffsor-
tes von Auftrieb und Widerstand in diesen Punkt ist das dadurch entstehende zusätzliche
Torsionsmoment in den Festigkeitsberechnungen zu berücksichtigen (siehe Bild
5.6)
. Die
Auftriebs- und Widerstandkräfte werden jeweils unabhängig von der Anströmrichtung in die
z
- bzw.
y
-Richtung transformiert.
Bild 5.6
Aerodynamische Belas-
tung eines Profils
Generelle Bemerkungen zu vereinfachten Berechnungsmodellen oder Näherungsverfahren:
Werden zur Berechnung von Spannungen, Verformungen, Frequenzen usw. Näherungsverfah-
ren verwandt, wie z. B. oben beschrieben, dann ist immer auch abzuschätzen, welchen Ein-
fluss diese Vereinfachungen auf die Genauigkeit des jeweiligen Ergebnisses haben. Es müssen
folgende Fragen geklärt werden:
Ist das Resultat mit den Vereinfachungen größer oder kleiner als das tatsächliche?
1. Beispiel: Die tatsächliche Länge der Profilkontur ist größer (damit auch die Flächen) als
die mit der Approximation durch Rechtecke ermittelte, da der größte Teil der Kontur konvex
ist. Dadurch werden die so ermittelten Steifigkeiten des Rotorblattes (s. unten) kleiner als
die tatsächlichen.
2. Beispiel: Wird die Knicklast eines Balkensmithilfe einer Näherungsfunktion für die Knick-
form ermittelt, wird die so ermittelte Knicklast stets größer als die tatsächliche, da jede Nä-
herungsfunktion den Balken „steifer“ macht als er in Wirklichkeit ist.
Á
Liegt man mit den ermittelten Werten auf der „sicheren“ oder „unsicheren“ Seite?
1. Beispiel: Da die oben beschriebenen näherungsweise ermittelten Steifigkeiten kleiner als
die tatsächlichen sind, werden Spannungen und Verformungen größer als die tatsächlichen,
man ist also imHinblick auf die Festigkeit auf der „sicheren“ Seite.
2. Beispiel: Wenn die durch die Näherung berechnete Knicklast größer als die tatsächliche
ist, liegt man auf der „unsicheren“ Seite, da der Balken in Wirklichkeit bei einer kleineren
Knicklast ausknickt als berechnet.
Á
