JP2019105522A - Load detection device and load measurement facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷重検出装置、及び荷重計測設備に関する。 The present invention relates to a load detection device and a load measurement facility.
風洞内に設置された試験体に作用する空気力を計測するため、荷重計測設備が用いられている。このような荷重計測設備で計測を行うには、風洞内で上流側から下流側に向かって流れる風の中に試験体を配置する。風洞内で風を受けることで、試験体には風の流れ方向上流側から下流側に向かう方向の荷重(軸力)を含む荷重が作用する。荷重計測設備は、試験体に作用する荷重を計測する。 A load measurement facility is used to measure the aerodynamic force acting on the test body installed in the wind tunnel. In order to perform measurement with such a load measurement facility, the test body is disposed in the wind flowing from the upstream side to the downstream side in the wind tunnel. By receiving the wind in the wind tunnel, a load including a load (axial force) in the direction from the upstream side to the downstream side of the flow direction of the wind acts on the test body. The load measuring equipment measures the load acting on the test body.
特許文献1には、荷重計測設備に用いられ、第一部材(内筒)と、第二部材(外筒)と、荷重検出部(受感部素子)と、を備える荷重検出装置(風洞用天秤)が開示されている。第一部材は、風洞に設けられた支持部材(スティング)に固定される。第二部材は、試験体(供試体)に形成された開孔に嵌め込まれる。荷重検出部は、第一部材と第二部材との間に介装されて、試験体に作用する空気力により変形する。荷重検出部は、その変形量により試験体に加わる荷重を検出する。
特許文献1に開示された荷重検出装置は、試験体において、風の流れ方向下流側に形成された開孔に嵌め込まれる。開孔には、開孔に嵌め込まれる荷重検出装置との間に隙間が存在する場合がある。すると、試験体の外表面に沿って上流側から下流側に流れる風の影響により、この開孔の内部に大きな負圧が発生し、試験体の上流側と開孔の内部との間の差圧が大きくなることがある。その結果、荷重計測設備で計測される荷重が、実際の荷重よりも大きくなってしまう。
このように、特許文献1に開示された荷重検出装置は、負圧の影響を受けてしまうことがある。
本発明は、負圧の影響を抑制できる荷重検出装置、及び荷重計測設備を提供することを目的とする。
The load detection device disclosed in
Thus, the load detection device disclosed in
An object of this invention is to provide the load detection apparatus which can suppress the influence of a negative pressure, and load measuring equipment.
第1の態様の荷重検出装置は、支持装置と試験体との間に設けられ、前記試験体に掛かる荷重を検出する荷重検出装置であって、前記支持装置に取り付け可能な第一取付部を有する第一部材と、前記試験体に取り付け可能な第二取付部を有する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材とを連結し、前記荷重を検出する荷重検出部を有する連結部材と、前記荷重検出装置が設けられた空間の圧力を検出する圧力検出部と、を備える。 The load detection device according to the first aspect is a load detection device which is provided between a support device and a test object and detects a load applied to the test object, and the first attachment portion attachable to the support device Connecting member having a load detecting portion for connecting the first member and the second member having the second mounting portion attachable to the test body, the first member and the second member, and detecting the load And a pressure detection unit that detects the pressure of the space in which the load detection device is provided.
本態様によれば、風洞内の気流中に試験体を配置すると、試験体には、気流による荷重が作用する。この荷重により、試験体に取り付けられた第二部材と、支持装置に取り付けられた第一部材とは、気流の流れ方向に沿って相対変位する。すると、第一部材と第二部材とを連結する連結部材に応力が発生する。荷重検出部は、連結部材に生じた応力を検出することで、試験体に作用した荷重を検出する。
圧力検出部は、荷重検出装置が設けられた空間の圧力を検出する。これにより、荷重検出装置は、荷重検出部で検出した荷重を、圧力検出部で検出した圧力を加味することができる。したがって、風洞内の気流の影響により、荷重検出装置が設けられた空間が負圧となった場合でも、荷重検出装置は、負圧の影響を抑制できる。
According to this aspect, when the test body is placed in the air flow in the wind tunnel, the load by the air flow acts on the test body. Due to this load, the second member attached to the test body and the first member attached to the support device are relatively displaced along the air flow direction. Then, stress is generated in the connecting member that connects the first member and the second member. The load detection unit detects the load applied to the test body by detecting the stress generated in the connecting member.
The pressure detection unit detects the pressure in the space in which the load detection device is provided. Thus, the load detection device can take into account the load detected by the load detection unit and the pressure detected by the pressure detection unit. Therefore, even if the space provided with the load detection device becomes negative pressure due to the influence of the air flow in the wind tunnel, the load detection device can suppress the influence of the negative pressure.
第2の態様の荷重検出装置は、前記連結部材は、前記第一部材と前記第二部材とを連結する複数の連結部を有し、複数の前記連結部の少なくとも一つに前記荷重検出部が設けられている第1の態様の荷重検出装置である。 In the load detection device according to the second aspect, the connection member includes a plurality of connection portions connecting the first member and the second member, and at least one of the plurality of connection portions is the load detection portion. The load detection device according to the first aspect is provided.
第3の態様の荷重検出装置は、前記圧力検出部が、前記空間に臨んで開口する開口部と、前記開口部に連通し、前記空間内の気流が流入する流路と、を備える第1又は第2の態様の荷重検出装置である。 In the load detection device of the third aspect, the pressure detection unit includes an opening that opens toward the space, and a flow path that communicates with the opening and into which the air flow in the space flows. Or it is a load detection device of the 2nd mode.
第4の態様の荷重検出装置は、前記開口部が、前記第一部材に形成されている第3の態様の荷重検出装置である。 The load detection device according to a fourth aspect is the load detection device according to the third aspect, wherein the opening is formed in the first member.
第5の態様の荷重検出装置は、前記流路が、前記第一部材に設けられた圧力配管により形成されている第3又は第4の態様の荷重検出装置である。 The load detection device according to a fifth aspect is the load detection device according to the third or fourth aspect, wherein the flow path is formed by pressure piping provided in the first member.
第6の態様の荷重検出装置は、前記開口部は、前記第二部材に形成され、前記流路は、前記第一部材から前記連結部材を経て前記第二部材に連続する孔により形成されている第3の態様の荷重検出装置である。 In the load detection device according to the sixth aspect, the opening is formed in the second member, and the flow path is formed by a hole that is continuous with the second member from the first member through the connection member. 3 is a load detection device according to a third aspect.
第7の態様の荷重検出装置は、前記開口部を複数有する第1から第6のいずれかの態様の荷重検出装置である。 The load detection device according to a seventh aspect is the load detection device according to any one of the first to sixth aspects, having a plurality of the openings.
第8の態様の荷重計測設備は、第1から第7のいずれかの態様の荷重検出装置と、前記支持装置と、前記試験体、前記荷重検出装置及び前記支持装置を収容し、前記試験体に向かって気流を流す風洞と、を備える。 The load measuring equipment of the eighth aspect accommodates the load detecting device of any of the first to seventh aspects, the supporting device, the test body, the load detecting device and the supporting device, and the test body And the wind tunnel which sends an air flow toward.
本態様によれば、風洞内の気流中に配置した試験体には、気流による荷重が作用する。この荷重により、試験体に取り付けられた第二部材と、支持装置に取り付けられた第一部材とを連結する連結部材に応力が発生する。この応力を荷重検出部で検出することで、試験体に作用した荷重を検出する。
圧力検出部は、荷重検出装置が設けられた空間の圧力を検出する。これにより、荷重計測設備は、荷重検出部で検出した荷重を、圧力検出部で検出した圧力を加味することができる。したがって、風洞内の気流の影響により、荷重検出装置が設けられた空間が負圧となった場合でも、荷重計測設備は、負圧の影響を抑制できる。
According to this aspect, the load by the air flow acts on the test body disposed in the air flow in the wind tunnel. The load generates a stress in the connecting member that connects the second member attached to the test body and the first member attached to the support device. The load acting on the test body is detected by detecting this stress by the load detection unit.
The pressure detection unit detects the pressure in the space in which the load detection device is provided. Thus, the load measuring equipment can take into account the load detected by the load detection unit and the pressure detected by the pressure detection unit. Therefore, even when the space provided with the load detection device becomes negative pressure due to the influence of the air flow in the wind tunnel, the load measuring equipment can suppress the influence of the negative pressure.
第9の荷重計測設備は、前記荷重検出部で検出された荷重を、前記圧力検出部で検出された圧力に基づいて補正する処理装置をさらに備える第8の態様の荷重計測設備である。 A ninth load measurement facility is the load measurement facility according to the eighth aspect, further including a processing device that corrects the load detected by the load detection unit based on the pressure detected by the pressure detection unit.
上述した一態様によれば、負圧の影響を抑制できる。 According to one aspect described above, the influence of negative pressure can be suppressed.
以下、本発明の一実施形態における荷重検出装置、及び荷重計測設備を図面に基づき説明する。 Hereinafter, a load detection device and a load measurement facility in an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
<第一実施形態>
以下、第一実施形態に係る荷重検出装置、及び荷重計測設備について図1〜図3を参照して説明する。
First Embodiment
Hereinafter, a load detection device and a load measurement facility according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
(荷重計測設備)
図1に示すように、本実施形態の荷重計測設備1は、風洞2と、試験体3と、支持装置4と、荷重検出装置10Aと、処理装置5と、を備える。
(Load measurement equipment)
As shown in FIG. 1, the
風洞2は、例えば水平方向等、所定の方向に連続する筒状である。風洞2は、ファン等の気流発生源(図示無し)によって生成された気流Wが、風洞2の第一端部2a側から第二端部2b側に向かって流れる。以下の説明において、風洞2の第一端部2a側と第二端部2b側とを結ぶ方向を、軸方向と称する。また、軸方向に直交する方向を径方向と称する。さらに、風洞2内の第一端部2a側を気流Wの上流側、第二端部2b側を下流側と称することがある。
The wind tunnel 2 has a tubular shape that is continuous in a predetermined direction, such as the horizontal direction. In the wind tunnel 2, an air flow W generated by an air flow generation source (not shown) such as a fan flows from the
支持装置4は、風洞2内で試験体3を所定の位置に支持する。支持装置4は、例えば径方向に延びる基台7に支持されている。支持装置4は、試験体3に対し、気流Wの下流側に配置され、基台7から軸方向に沿って上流側に延びている。
The supporting
試験体3は、風洞2内の気流W中における空力性能を測定する対象物である。試験体3は、対象物の実物であってもよいし、実物の模型であってもよい。
図2に示すように、試験体3には、下流側の端部3eに、荷重検出装置10Aを装着するための装着穴(空間)6が形成されている。装着穴6は、試験体3の端部3eから軸方向に沿って上流側に窪んで形成されている。装着穴6は、軸方向に直交する断面形状が、例えば円形で、上流側の穴底部6bは、軸方向に直交した面内に位置している。さらに、穴底部6bには、上流側に窪む凹部6sが形成されている。凹部6sは、穴底部6bに対し、上流側に向かって窪んでいる。凹部6sは、その内径寸法が下流側から上流側に向かって漸次縮小するテーパ形状を有している。
The
As shown in FIG. 2, a mounting hole (space) 6 for mounting the load detection device 10 </ b> A is formed in the
(荷重検出装置)
荷重検出装置10Aは、支持装置4と試験体3との間に設けられている。荷重検出装置10Aは、試験体3に掛かる荷重F0を検出する。荷重検出装置10Aは、第一部材11と、第二部材12と、連結部材13と、圧力検出部20Aと、を備える。
(Load detection device)
The load detection device 10 </ b> A is provided between the
第一部材11は、基部11aと、第一取付部11bと、延出部11cと、を一体に備える。
第一取付部11bは、基部11aから下流側に向かって延びている。
第一取付部11bは、上流側から下流側に向かって外径寸法が漸次縮小するテーパ形状を有している。第一取付部11bは、支持装置4に形成された凹部4sに挿入される。
凹部4sは、支持装置4において、気流Wの流れ方向上流側の前端部に形成されている。凹部4sは、上流側から下流側に向かって窪んでいる。凹部4sは、その内径寸法が上流側から下流側に向かって漸次縮小するテーパ形状を有している。
第一部材11は、第一取付部11bを支持装置4の凹部4sに嵌入させることで、支持装置4に支持されている。ここで、凹部4sの内周面と第一取付部11bの外周面とに、それぞれネジ溝を形成し、第一部材11を支持装置4にネジ結合するようにしてもよい。
延出部11cは、基部11aから上流側に突出するように延びている。
The
The
The first mounting
The
The
The
第二部材12は、基部12aと、第二取付部12bと、延出部12cと、を一体に備える。
第二取付部12bは、基部12aから上流側に向かって延びている。
第二取付部12bは、下流側から上流側に向かって外径寸法が漸次縮小するテーパ形状を有している。第二取付部12bは、試験体3に形成された凹部6sに挿入される。
第二部材12は、第二取付部12bを試験体3の凹部6sに嵌入させることで、試験体3に取り付けられている。ここで、凹部6sの内周面と第二取付部12bの外周面とに、それぞれネジ溝を形成し、第二部材12を試験体3にネジ結合するようにしてもよい。
延出部12cは、基部12aから下流側に突出するように延びている。延出部12cは、第一部材11の延出部11cに対し、径方向に間隔をあけて対向配置されている。
The
The
The
The
The extending
連結部材13は、第一部材11と第二部材12とを連結する連結部14を有する。連結部14は、第一部材11と第二部材12とが対向する方向(径方向)に延びている。
The connecting
連結部材13には、荷重検出部15が設けられている。荷重検出部15は、例えば歪みゲージからなる。試験体3に力(荷重)が作用した場合、試験体3に固定された第二部材12は、支持装置4に固定された第一部材11に対し、相対変位する。すると、第一部材11と第二部材12との間に設けられた連結部材13の連結部14に歪みが生じる。荷重検出部15は、連結部14に生じた歪みによる応力を検出する。
The
圧力検出部20Aは、荷重検出装置10Aが設けられた空間、すなわち試験体3に形成された装着穴6内の圧力Piを検出する。
本実施形態において、圧力検出部20Aは、圧力配管21より形成されている。この圧力配管21は、第一部材11の外周面に沿って設けられている。圧力配管21は、その先端部に開口部22を有する。圧力配管21は、開口部22から下流側に向かって延びる。圧力配管21の開口部22は、第一部材11の延出部11cの上流側の端部近傍に配置され、装着穴6内に臨んで開口している。圧力配管21は、開口部22から流入した装着穴6内の雰囲気(気流W)の流路23を形成する。
The
In the present embodiment, the
図1に示す処理装置5は、荷重検出部15で検出される応力と、圧力検出部20Aで検出された装着穴6内の圧力Piとに基づき、試験体3に作用する気流Wによる荷重F0を算出する。
The
上記したような荷重計測設備1において、試験体3に作用する荷重F0を計測するには、試験体3を風洞2内に配置した状態で、風洞2内に気流Wを流す。すると、試験体3には、気流Wによる荷重F0が作用する。この荷重F0により、試験体3に取り付けられた第二部材12と支持装置4に取り付けられた第一部材11とを連結する連結部材13には、応力が発生する。荷重検出部15は、この応力を検出し、処理装置5に出力する。処理装置5は、荷重検出部15で検出される応力に基づいて、試験体3に作用した検出荷重F1を算出する。
In the
ここで、気流Wが試験体3の下流側の端部3eで試験体3の表面から剥離することで、試験体3の下流側では負圧が生じる。この負圧により、試験体3の端部3e近傍で負圧が生じ、荷重検出装置10Aが設けられた試験体3の装着穴6内で大きな負圧が発生する場合がある。この大きな負圧が装着穴6に及ぶと、試験体3の上流側と装着穴6の内部との間の差圧が大きくなる。このため、荷重検出装置10Aで検出される応力が、実際の応力よりも大きくなってしまう。その結果、荷重計測設備1で計測される荷重が、実際の荷重よりも大きくなってしまう場合がある。
Here, when the air flow W peels off from the surface of the
圧力検出部20Aは、開口部22を装着穴6内に配置しているため、装着穴6内の圧力Pi(図2参照)を、圧力センサ(図示無し)等によって検出する。圧力検出部20Aで検出した圧力Piは、処理装置5に出力される。
The
(処理装置)
処理装置5は、予め定められた処理プログラムに基づいた処理を実行し、荷重検出部15で検出される応力に基づいて算出される検出荷重F1を、装着穴6内の圧力Piを加味して補正する。具体的には、処理装置5は、装着穴6内の圧力Piと、別途設けられた圧力センサで検出される風洞2内の圧力Po(図1参照)とから、風洞2内の圧力Poと装着穴6内の圧力Piとの差圧ΔP(ΔP=Po−Pi)を求める。さらに、処理装置5は、装着穴6内で下流側を向く穴底部6bが装着穴6内の負圧によって受ける、上流側から下流側に向かう方向の負圧荷重F2を求める。この負圧荷重F2は、差圧ΔPと、穴底部6bの受圧面積Aとから、F2=ΔP×Aとなる。
(Processing device)
The
処理装置5は、検出荷重F1として、試験体に作用している気流Wによる荷重F0と負圧荷重F2の合成荷重(F1=F0+F2)を検出する。
このため、処理装置5は、上記検出荷重F1と、負圧荷重F2とに基づき、試験体3に実際に作用している気流Wによる荷重F0を、F0=F1−F2として算出する。
The
For this reason, the
(作用及び効果)
上述した第一実施形態の荷重検出装置10A、荷重計測設備1は、第一部材11と第二部材12とを連結し、荷重検出部15を有する連結部材13と、荷重検出装置10Aが設けられた装着穴6内の圧力Piを検出する圧力検出部20Aと、を備える。
このように構成することで、荷重検出部15で検出した検出荷重F1を、圧力検出部20Aで検出した圧力Piを加味することで、試験体3に作用した荷重F0を高精度に計測することができる。その結果、風洞2内の気流Wによって荷重検出装置10Aの周囲に生じる影響を抑制し、より高精度な荷重計測を行うことが可能となる。
(Action and effect)
The
By configuring in this manner, the load F0 applied to the
また、圧力検出部20Aは、装着穴6内に臨んで開口する開口部22と、開口部22に連通する流路23と、を備える。
このように構成することで、荷重検出装置10Aが設けられた装着穴6内の圧力Piに対し、開口部22から流路23の下流にわたる圧力は、いずれも圧力Piとなる。この圧力Piを、開口部22から流路23の下流にわたるいずれかの位置に設けられた図示しない圧力センサ等で検出することにより、圧力検出部20Aは、荷重検出装置10Aが設けられた装着穴6内の圧力Piを検出することができる。
The pressure detection unit 20 </ b> A also includes an
With this configuration, the pressure across the downstream side of the
また、開口部22は、第一部材11に形成されている。これにより、荷重検出装置10Aが設けられた装着穴6内の圧力Piを、支持装置4に取り付けられた第一部材11の近傍で検出することができる。
The
また、流路23は、第一部材11に設けられた圧力配管21により形成されている。
このように、圧力配管21を第一部材11に設けることで、荷重検出装置10Aが設けられた装着穴6内の圧力Piを検出することができる。
Further, the
Thus, by providing the
本実施形態では、支持装置4から延びる圧力配管21を、試験体3に設けないで、第一部材11に設けている。
支持装置4から延びる圧力配管21を試験体3に直接設けると、試験体3が、荷重検出装置10Aだけではなく、圧力配管21にも支持される。このため、荷重検出装置10Aで検出される荷重は、圧力配管21の剛性の影響を受けてしまい、試験体3に作用した荷重F0を検出ができないことがある。
また、支持装置4にだけ圧力配管21を設けると、装着穴6内に開口部22を安定して設けることができないので、装着穴6内の圧力Piを検出できないことがある。
これに対し、本実施形態では上記のとおり、圧力配管21を第一部材11に設けているため、試験体3は、荷重検出装置10Aだけに支持される。このため、圧力配管21の剛性によって、試験体3に作用した荷重F0による第二部材12の変位が阻害されにくい。
さらに、本実施形態では、装着穴6内に開口部22を安定して設けることができる。
これにより、本実施形態の荷重検出装置10Aは、試験体3に作用した荷重F0を検出することができる。
In the present embodiment, the
When the
In addition, when the
On the other hand, in the present embodiment, as described above, since the
Furthermore, in the present embodiment, the
Thus, the
また、上述したような荷重検出部15は、荷重検出部15で検出された検出荷重F1を、圧力検出部20Aで検出された圧力Piによって補正する処理装置5をさらに備える。
このように構成することで、処理装置5において、荷重検出部15で検出した検出荷重F1を、圧力検出部20Aで検出した圧力Piを加味して補正することで、試験体3に作用した荷重F0を高精度に計測することができる。
In addition, the
With such a configuration, the load applied to the
なお、上記実施形態において、連結部材13は、連結部14を一つのみ備えているが、これに限らない。
例えば、図3に示すように、第一部材11と第二部材12との間に、複数の連結部14を備えるようにしてもよい。連結部14は、軸方向に間隔をあけて複数設けられている。各連結部14は、第一部材11と第二部材12とが対向する方向(径方向)に延びている。
この場合、複数の連結部14の少なくとも一つに荷重検出部15が設けられていればよい。
このように構成することで、複数の連結部14を有した連結部材13において、少なくとも一つの連結部14に生じた応力を、荷重検出部15により検出することができる。
In addition, in the said embodiment, although the
For example, as shown in FIG. 3, a plurality of connecting
In this case, the
By configuring in this manner, in the
<第二実施形態>
以下、第二実施形態に係る荷重検出装置及び荷重計測設備について図1、図4及び図5を参照して説明する。
以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と第一部材の延出部、連結部及び圧力検出部の構成が異なる。第一実施形態と共通する点は、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明は省略される。
Second Embodiment
Hereinafter, a load detection device and a load measurement facility according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 4 and 5.
In the second embodiment described below, the configurations of the extension part, the connection part, and the pressure detection part of the first member are different from those of the first embodiment. The points in common with the first embodiment will be described by attaching the same reference numerals to the same parts as in the first embodiment, and the overlapping description will be omitted.
図1及び図4に示すように、本実施形態の荷重計測設備1の荷重検出装置10Bは、上記第一実施形態の荷重検出装置10Aと同様、支持装置4と試験体3との間に設けられている。荷重検出装置10Bは、試験体3に掛かる荷重F0を検出する。荷重検出装置10Bは、第一部材31と、第二部材32と、連結部材33と、圧力検出部20Bと、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
第一部材31は、基部31aと、第一取付部31bと、延出部31cと、を一体に備える。第一部材31は、第一取付部31bを支持装置4の凹部4sに嵌入させることで、支持装置4に支持されている。
延出部31cは、円筒形状を有する。延出部31cは、基部31aから上流側に突出するように延びている。
The
The
第二部材32は、基部32aと、第二取付部32bと、延出部32cと、を一体に備える。第二部材32は、第二取付部32bを凹部6sに嵌入させることで、試験体3に取り付けられている。
延出部32cは、基部32aから下流側に突出するように延びている。延出部32cは、第一部材31の延出部31cの内側に挿入されている。延出部32cは、延出部31cに対し、径方向に間隔をあけて配置されている。
The
The
連結部材33は、第一部材31と第二部材32とを連結する複数の連結部34を有する。
本実施形態では、連結部材33は、2つの連結部34を有する。2つの連結部34は、延出部32cを挟んだ径方向の両側にそれぞれ設けられている。各連結部34は、径方向に延び、両端に端部を有する。各連結部34の各端部は、第一部材31の延出部31c、第二部材32の延出部32cにそれぞれ連結されている。
The connecting
In the present embodiment, the connecting
連結部材33には、荷重検出部15が設けられている。荷重検出部15は、例えば歪みゲージからなる。荷重検出部15は、複数の連結部34の少なくとも一つに設けられていればよい。図4に示すように、荷重検出部15は、複数の連結部34のそれぞれに設けられている。荷重検出部15は、試験体3に力(荷重F0)が作用したときに、第二部材32が第一部材31に対して相対変位することによって、連結部34に生じる応力を検出する。
The
圧力検出部20Bは、荷重検出装置10Bが設けられた装着穴6内の圧力Piを検出する。
本実施形態において、圧力検出部20Bは、孔25と、開口部26と、を有している。この孔25は、第一部材31から連結部材33を経て第二部材32に連続している。孔25は、その先端部に開口部26を有する。開口部26は、第二部材32の基部32aに配置され、装着穴6内に臨んで開口している。孔25は、開口部26から流入した装着穴6内の雰囲気の流路27を形成する。
The
In the present embodiment, the
孔25及び開口部26を含め、第一部材31、第二部材32、及び連結部材33は、3Dプリンティング技術を用いることによって、一体形成されてもよい。
The
処理装置5は、荷重検出部15で検出される応力と、圧力検出部20Bで検出された装着穴6内の圧力Piとに基づき、試験体3に作用する気流Wによる荷重F0を算出する。
The
上記したような荷重計測設備1において、試験体3に作用する荷重F0を計測するには、試験体3を風洞2内に配置した状態で、風洞2内に気流Wを流す。すると、試験体3に取り付けられた第二部材32と、支持装置4に取り付けられた第一部材31とを連結する連結部材33には、応力が発生する。荷重検出部15は、この応力を検出し、処理装置5に出力する。処理装置5は、荷重検出部15で検出される応力に基づいて、試験体3に作用した検出荷重F1を算出する。
圧力検出部20Bは、開口部26を装着穴6内の圧力Piを検出する。圧力検出部20Bで検出した圧力Piは、処理装置5に出力される。
処理装置5は、上記第一実施形態と同様に、荷重検出部15で検出される応力に基づいて算出される検出荷重F1を、装着穴6内の圧力Piを加味して補正し、試験体3に作用する気流Wによる荷重F0を算出する。
In the
The
As in the first embodiment, the
(作用及び効果)
上述した第二実施形態の荷重検出装置10B、荷重計測設備1は、第一部材31と第二部材32とを連結し、荷重検出部15を有する連結部材33と、荷重検出装置10Bが設けられた装着穴6の圧力Piを検出する圧力検出部20Bと、を備える。
このように構成することで、風洞2内の気流W中に配置した試験体3に作用する荷重F0を、荷重検出部15で検出した応力と、圧力検出部20Bで検出した荷重検出装置10Bが設けられた空間(装着穴6)の圧力Piとに基づいて、試験体3に作用した荷重F0を高精度に計測することができる。その結果、風洞2内の気流Wによって荷重検出装置10Bの周囲に生じる影響を抑制し、より高精度な荷重計測を行うことが可能となる。
(Action and effect)
The
With such a configuration, the load F0 acting on the
圧力検出部20Bは、装着穴6に臨んで開口する開口部26と、開口部26に連通し、装着穴6内の雰囲気が流入する流路27と、を備える。
このように構成することで、荷重検出装置10Bが設けられた装着穴6内の雰囲気の圧力Piに対し、開口部26から流路27の下流にわたる圧力は、いずれも圧力Piとなる。この圧力Piを、開口部26から流路27の下流にわたるいずれかの位置に設けられた図示しない圧力センサ等で検出することにより、荷重検出装置10Bが設けられた装着穴6の圧力Piを検出することができる。
The
With this configuration, the pressure across the downstream side of the
開口部26は、第二部材32に形成され、流路27は、第一部材31から連結部材33を経て第二部材32に連続する孔25により形成されている。
このように構成することで、荷重検出装置10Bが設けられた装着穴6内の圧力Piを、試験体3に取り付けられた第二部材32の近傍で検出することができる。すなわち、開口部26は、試験体3の装着穴6の穴底部6bに固定された第二部材32に位置するので、穴底部6bに近い位置で装着穴6内の圧力Piを検出することができる。また、流路27を、第一部材31、連結部材33、第二部材32にわたって連続する孔25により形成することで、開口部26を第二部材32に形成しても、流路27は、試験体3に作用した荷重F0による第二部材32の変位を阻害することがない。さらに、荷重検出装置10Bに配管部材等を取り付ける必要もなく、荷重検出装置10Bの組立を容易に行うことができる。
The
With this configuration, the pressure Pi in the mounting
また、上述した荷重計測設備1は、荷重検出部15で検出された検出荷重F1を、圧力検出部20Bで検出された圧力Piによって補正する処理装置5をさらに備える。
このように構成することで、処理装置5において、荷重検出部15で検出した検出荷重F1を、圧力検出部20Bで検出した圧力Piを加味して補正することで、試験体3に作用した荷重F0を高精度に計測することができる。
The above-described
By configuring in this manner, the load applied to the
(第二実施形態の変形例)
ここで、第二実施形態では、圧力検出部20Bの開口部26を1つのみ形成するようにしたが、これに限るものではない。
変形例として、図5に示すように、圧力検出部20Bの開口部26は、複数個所に形成してもよい。この場合、複数の開口部26は、一本の孔25(流路27)から分岐させるようにしてもよいし、複数の開口部26のそれぞれに、孔25を個別に形成してもよい。
第一実施形態の開口部22についても同様である。
(Modification of the second embodiment)
Here, in the second embodiment, only one
As a modification, as shown in FIG. 5, the
The same applies to the
(その他の変形例)
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、試験体3を支持する支持装置4は、いかなる構成であってもよく、例えば、支持装置4は、試験体3を下方や上方、あるいは側方から支持するようにしてもよい。
(Other modifications)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes the above-described embodiment with various changes added thereto, without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific shape, configuration, and the like described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, the
また、試験体3は、空力性能の測定が期待される対象物であれば、どのようなものであってもよい。例えば、試験体3は、航空機や潜水艦の試験体であってもよい。
In addition, the
1 荷重計測設備
2 風洞
2a 第一端部
2b 第二端部
3 試験体
3e 端部
4 支持装置
4s 凹部
5 処理装置
6 装着穴(空間)
6b 穴底部
6s 凹部
10A 荷重検出装置
10B 荷重検出装置
11 第一部材
11a 基部
11b 第一取付部
11c 延出部
12 第二部材
12a 基部
12b 第二取付部
12c 延出部
13 連結部材
14 連結部
15 荷重検出部
20A 圧力検出部
20B 圧力検出部
21 圧力配管
22 開口部
23 流路
25 孔
26 開口部
27 流路
31 第一部材
31a 基部
31b 第一取付部
31c 延出部
32 第二部材
32a 基部
32b 第二取付部
32c 延出部
33 連結部材
34 連結部
F1 検出荷重
F2 負圧荷重
Pi 圧力
Po 圧力
W 気流
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記支持装置に取り付け可能な第一取付部を有する第一部材と、
前記試験体に取り付け可能な第二取付部を有する第二部材と、
前記第一部材と前記第二部材とを連結し、前記荷重を検出する荷重検出部を有する連結部材と、
前記荷重検出装置が設けられた空間の圧力を検出する圧力検出部と、
を備える荷重検出装置。 A load detection device provided between a support device and a test body for detecting a load applied to the test body, the load detection device comprising:
A first member having a first attachment portion attachable to the support device;
A second member having a second attachment portion attachable to the test body;
A connecting member having a load detection unit that connects the first member and the second member and detects the load;
A pressure detection unit for detecting the pressure of the space provided with the load detection device;
Load detection device comprising:
請求項1に記載の荷重検出装置。 The connection member has a plurality of connection portions connecting the first member and the second member, and the load detection portion is provided in at least one of the plurality of connection portions. Load detection device.
前記空間に臨んで開口する開口部と、
前記開口部に連通し、前記空間内の気流が流入する流路と、を備える
請求項1または2に記載の荷重検出装置。 The pressure detection unit is
An opening that opens toward the space;
The load detection device according to claim 1, further comprising: a flow path that communicates with the opening and into which the air flow in the space flows.
請求項3に記載の荷重検出装置。 The load detection device according to claim 3, wherein the opening is formed in the first member.
請求項3又は4に記載の荷重検出装置。 The load detection device according to claim 3, wherein the flow path is formed by pressure piping provided in the first member.
請求項3に記載の荷重検出装置。 The load detection device according to claim 3, wherein the opening portion is formed in the second member, and the flow path is formed by a hole which is continuous with the second member from the first member through the connection member. .
請求項1から6の何れか一項に記載の荷重検出装置。 The load detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the opening portions are provided.
前記支持装置と、
前記試験体、前記荷重検出装置及び前記支持装置を収容し、前記試験体に向かって気流を流す風洞と、
を備える荷重計測設備。 The load detection device according to any one of claims 1 to 7,
The support device;
A wind tunnel that accommodates the test body, the load detection device, and the support device and allows an air flow to flow toward the test body;
Load measurement equipment equipped with
請求項8に記載の荷重計測設備。 The load measurement equipment according to claim 8, further comprising a processing device that corrects the load detected by the load detection unit based on the pressure detected by the pressure detection unit.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017237942A JP2019105522A (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Load detection device and load measurement facility |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113504025A (en) * | 2021-09-13 | 2021-10-15 | 中国航天空气动力技术研究院 | Dynamic load testing method for wind tunnel with large attack angle and low frequency structure |
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2017
- 2017-12-12 JP JP2017237942A patent/JP2019105522A/en active Pending
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