PL211626B1 - Tensometryczny przetwornik sił i momentów wagi aerodynamicznej typu zewnętrznego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest tensometryczny przetwornik sił i momentów wagi aerodynamicznej typu zewnętrznego służący do pomiarów sił i momentów sił działających na model umieszczony w tunelu aerodynamicznym w strudze przepływającego powietrza.

Znane rozwiązania tensometrycznych przetworników wag aerodynamicznych zewnętrznych dokonujących pomiaru kilku składowych są elementami sprężystymi, na których mocuje się badany model poddawany obciążeniom aerodynamicznym. Sygnałem wejściowym do niego jest wielkość siły aerodynamicznej, natomiast wyjściowym odkształcanie w ściśle określonym miejscu, w którym zlokalizowany jest tensometr. Element sprężysty powinien być tak ukształtowany aby można było stworzyć odpowiednie płaszczyzny pomiarowe, na których w ściśle określonych miejscach powstają odkształcenia będące funkcją wymienionych obciążeń aerodynamicznych. Istotnym dla tych urządzeń jest aby owe odkształcenia w założonej płaszczyźnie podchodziły od jednego obciążenia i tym samym by interakcja była zerowa. W celu uzyskania tego efektu w stosowanym dotychczas cylindrycznym przetworniku zorientowanym pionowo dla pomiaru składowych poziomych wydzielone zostały dwie płaszczyzny pomiarowe maksymalnie oddalone od siebie, co skutkuje dużą jego wysokością. Nie udało się w znacznym stopniu zmniejszyć tej wysokości w zmodyfikowanej wadze s łupkowej segmentowej o konstrukcji walcowej, w której uzyskano zmianę sztywności układu poprzez wydzielenie płaszczyzn pomiarowych celem spowodowania koncentracji odkształceń w ściśle określonych miejscach stanowiących sekcje pomiarowe.

Sprostanie wymienionym wymaganiom w dotychczas znanych rozwiązaniach powoduje iż średnia wysokość tensometrycznych przetworników wag aerodynamicznych wynosi około 500 mm. Jest to istotną ich wadą, gdyż przekłada się na duże przemieszczanie promieniowe górnej części, na której mocowany jest model podlegający pomiarom, co wpływa bardzo niekorzystnie na dokładność pomiaru. Poza tym duża wysokość przetwornika narzuca odpowiednio duże gabaryty pod przestrzenią pomiarową tunelu aerodynamicznego. Większa jego wysokość to także obniżenie drgań własnych układu i brak możliwości pomiarów dynamicznych.

Tensometryczny przetwornik sił i momentów wagi aerodynamicznej typu zewnętrznego posiadający elementy sprężyste zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że stanowi go płaska płyta z wyodrę bnionym polem na zamocowanie badanego modelu, które stanowi fragment tej pł yty, połączony z czterema łącznikami co najmniej jednym elementem sprężystym. Z kolei każdy z wymienionych łączników jest połączony z zewnętrzną częścią płyty przez co najmniej dwa elementy sprężyste.

W rozwią zaniu przetwornika tensometrycznego sił i momentów wagi aerodynamicznej typu zewnętrznego zostały wyeliminowane wady wcześniej opisanych przetworników. Charakteryzuje się on wysoką sztywnością oraz znacznie wyższą od poprzednio stosowanych rozwiązań częstotliwością drgań własnych. Efekt ten uzyskano dzięki temu, że stanowi go płaska płyta zawierająca zespół elementów sprężystych, których układ daje możliwość pomiaru pięciu składowych sił w kartezjańskim współrzędnych X, Y oraz momentów gnących wokół osi X, Y, Z. Wyeliminowano interakcje pomiędzy składowymi obciążeń jak również znaczne przemieszczenia promieniowe badanego modelu, występujące przy dotychczas stosowanych wagach. Dzięki uzyskaniu w rozwiązaniu według wynalazku dużej częstotliwości drgań własnych, można go stosować do pomiarów dynamicznych.

Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu przedstawiono w sposób schematyczny na rysunku w widoku izometrycznym.

Jak to pokazano na rysunku tensometryczny przetwornik sił i momentów wagi aerodynamicznej typu zewnętrznego stanowi płaska płyta 1, w której przez drążenie utworzono struktury tworzące układ mocujący i pomiarowy. W środkowej części wyodrębniono fragment 2 płyty 1 do mocowania wspornika z badanym modelem, nie uwidocznionych na rysunku poprzez otwory 3. Wymieniony fragment 2 mocujący połączony jest z łącznikami 4, 5, 6 i 7 przez cztery elementy sprężyste 8. Z kolei każdy z łączników 4, 5, 6 i 7 połączony jest z zewnętrzną częścią płyty 9 dwoma elementami sprężystymi 10 i 11. W narożach płyty 1 wykonane są otwory mocujące 12 przedmioty przetwornik do tunelu.

W celu przygotowania wagi aerodynamicznej do pomiaru na elementach sprężystych 8, 10 i 11 naklejane są tensometry łączone w układ mostkowy. Z elementów sprężystych 8, 10, 11 podczas działania sił aerodynamicznych na model poprzez tensometry generowane są sygnały pomiarowe rejestrowane na urządzeniach zainstalowanych na tunelu aerodynamicznym.

Claims (1)

1. Tensometryczny przetwornik sił i momentów wagi aerodynamicznej typu zewnętrznego posiadający elementy sprężyste, znamienny tym, że stanowi go płaska płyta (1) z wyodrębnionym jej fragmentem (2) na zamocowanie badanego modelu, który jest połączony z czterema łącznikami (4, 5, 6, 7) co najmniej jednym elementem sprężystym (8) natomiast każdy z wymienionych łączników (4, 5, 6, 7) z kolei połączony jest z zewnętrzną częścią (9) płyty (1) przez co najmniej dwa elementy sprężyste (10, 11).