Σάββατο, 2 Νοεμβρίου 2013

Καταστροφική ταλάντωση-Η κατάρρευση μιας γέφυρας

Η γέφυρα Tacoma Narrows δόθηκε στην κυκλοφορία την 1η Ιουλίου 1940. Τέσσερις μήνες αργότερα, στις 7 Νοεμβρίου 1940, στις 11:00 π.μ. (ώρα Ειρηνικού) η γέφυρα κατέρρευσε, ως αποτέλεσμα αεροελαστικού πτερυγισμού που προκλήθηκε από άνεμο 68 km/h.
Η κατάρρευση γέφυρας είχε μακροχρόνιες συνέπειες για την επιστήμη και τη μηχανική. 
Σε πολλά προπτυχιακά κείμενα φυσικής το γεγονός παρουσιάζεται ως ένα παράδειγμα συντονισμού σε εξαναγκασμένη ταλάντωση με τον άνεμο να είναι ο διεγέρτης και να παρέχει μια εξωτερική περιοδική συχνότητα που να ισούται με τη φυσική συχνότητα (ιδιοσυχνότητα) της γέφυρας. 
Όμως για την ακρίβεια η πραγματική αιτία της αποτυχίας της γέφυρας ήταν κάτι παρεμφερές, δηλαδή ο αεροελαστικός πτερυγισμός που είναι μια αυτοενισχυμένη ταλάντωση λόγω της επίδρασης αεροδυναμικών παραγόντων.
Ένας παράγοντας που συνέβαλε ήταν οι συμπαγείς πλευρές της, οι οποίες δεν επέτρεπαν στον άνεμο να περάσει μέσα από το κατάστρωμα της γέφυρας. Έτσι, ο σχεδιασμός της επέτρεψε στη γέφυρα να «πιάσει» τον άνεμο και να ταλαντωθεί πράγμα που τελικά την γκρέμισε. Η αποτυχία της ενίσχυσε την έρευνα στον τομ
έα της αεροδυναμικής / αεροελαστικότητας των γεφυρών, πεδία που έχουν επηρεάσει τα σχέδια σε όλο τον κόσμο για τις κρεμαστές γέφυρες που χτίστηκαν από το 1940.
Δεν χάθηκε ανθρώπινη ζωή στην κατάρρευση της γέφυρας. Το μόνο θύμα ήταν ένα σκυλί κόκερ σπάνιελ που χάθηκε αφού εγκαταλείφθηκε σε ένα αυτοκίνητο στη γέφυρα από τον ιδιοκτήτη του, Leonard Coatsworth. Ο καθηγητής Frederick Burt Farquharson (ένας μηχανικός από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, ο οποίος είχε εμπλακεί στο σχεδιασμό της γέφυρας), προσπάθησε να το σώσει, αλλά δαγκώθηκε από το τρομοκρατημένο σκύλο. Η κατάρρευση της γέφυρας καταγράφηκε σε φιλμ 16 mm από τον Barney Elliott, ιδιοκτήτη ενός τοπικού καταστήματος. Η κάμερα δείχνει τον Farquharson στην έξοδο από την γέφυρα μετά από την προσπάθεια να σώσει το σκυλί. Το 1998, το φίλμ «Tacoma Narrows Bridge Collapse» επιλέχτηκε για φύλαξη στο Εθνικό ληξιαρχείο ταινιών των ΗΠΑ και στη Βιβλιοθήκη του Κογκρέσου ως «πολιτιστικά, ιστορικά ή αισθητικά σημαντικές".


1 σχόλιο: