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JP2002048672A - Aerodynamic force measuring apparatus and method - Google Patents

Aerodynamic force measuring apparatus and method

Info

Publication number
JP2002048672A
JP2002048672A JP2000237564A JP2000237564A JP2002048672A JP 2002048672 A JP2002048672 A JP 2002048672A JP 2000237564 A JP2000237564 A JP 2000237564A JP 2000237564 A JP2000237564 A JP 2000237564A JP 2002048672 A JP2002048672 A JP 2002048672A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
model
frame
aerodynamic force
load cell
aerodynamic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000237564A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Kurahashi
勲 倉橋
Takayuki Takeyama
孝行 竹山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2000237564A priority Critical patent/JP2002048672A/en
Publication of JP2002048672A publication Critical patent/JP2002048672A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aerodynamic force measuring apparatus and method which enable measuring of a non-.steady aerodynamic force at a higher accuracy with a load cell of a relatively small capacity in any case where an aerodynamic force is large or is where the level of the aerodynamic force is very small in the measurement of the aerodynamic force working on a model arranged in an air flow space with the load cell. SOLUTION: A model arranged within an air flow space such as air tunnel is mounted on a frame and when the model is vibrated by an exciting means through the frame to measure the aerodynamic force working on the model by an air flow, the model is suspended through an elastic support member from the frame to support the weight of the model. A lower part of the model is linked to the load cell to make the aerodynamic force work mainly on the load cell so that the position of a link part is changed between a drive link mechanism and the frame. This allows the frame and the model to select vertical movement or rotary motion through the exciting means and the drive link mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁、煙突、風
車、制振対象ビル等を対象とした風洞試験等の、空気が
流動する空気流空間内に配設された模型における非定常
空気力を計測する空気力の計測装置及び計測方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an unsteady aerodynamic force in a model disposed in an airflow space through which air flows, such as a wind tunnel test for a bridge, a chimney, a windmill, a building to be damped, and the like. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aerodynamic measuring device and a measuring method for measuring a force.

【0002】[0002]

【従来の技術】橋梁、煙突、風車、制振対象ビル等を対
象とした風洞試験においては、風洞の空気流空間内に配
設された前記橋梁、煙突、風車、制振対象ビル等の模型
を加振手段に連結されたフレームに取り付け、該加振手
段により前記フレームを介して前記模型に振動を付与し
て空気流によって前記模型に作用する空気力を、ロード
セルを介して計測している。図5はかかる風洞試験にお
ける、模型に振動を付与し該模型に作用する空気力を計
測する非定常空気力計測装置の従来技術の1例を示す正
面構成図である。
2. Description of the Related Art In a wind tunnel test for a bridge, a chimney, a windmill, a building to be damped, and the like, a model of the bridge, a chimney, a windmill, a building to be damped, and the like disposed in an airflow space of the wind tunnel. Is attached to a frame connected to the vibrating means, and the vibrating means applies vibration to the model via the frame to measure an aerodynamic force acting on the model by an air flow via a load cell. . FIG. 5 is a front configuration diagram showing one example of a conventional technique of an unsteady aerodynamic force measuring device for applying vibration to a model and measuring aerodynamic force acting on the model in such a wind tunnel test.

【0003】同図において、100は風洞内の空気流路
101に配設された模型、1は4角形状の枠体からなる
フレームであり、該フレーム1は図示を省略した支柱等
の固定部材に上下方向(図のY矢方向)に移動可能に支
持されている。020は前記フレーム1の上部部材1a
に取り付けられた複数のロードセルで、前記模型100
は該ロードセル020から支持索05を介して吊り下げ
られている。また、前記模型100の下部は、ばね4を
介して前記フレーム1の下部部材1bに連結されてい
る。さらに前記模型100の側部は、ばね04を介して
前記フレーム1の側部部材1cに連結されている。10
は前記フレーム1に駆動リンク6を介して連結されたモ
ータで、該モータ10からの加振力が前記駆動リンク6
を介してフレーム1に伝達されて、該フレーム1及び模
型100に所望の振動が付与されるようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a model disposed in an air flow path 101 in a wind tunnel, and 1 denotes a frame formed of a quadrangular frame. Are supported so as to be movable in the vertical direction (the direction of the arrow Y in the figure). 020 is an upper member 1a of the frame 1.
A plurality of load cells attached to the model 100
Is suspended from the load cell 020 via the support cable 05. The lower portion of the model 100 is connected to a lower member 1b of the frame 1 via a spring 4. Further, a side portion of the model 100 is connected to a side member 1c of the frame 1 via a spring 04. 10
Is a motor connected to the frame 1 via a drive link 6, and the excitation force from the motor 10 is applied to the drive link 6.
The vibration is transmitted to the frame 1 via the frame 1 and the desired vibration is applied to the frame 1 and the model 100.

【0004】かかる非定常空気力計測装置を用いての風
洞試験において、前記空気流路101に置かれた模型1
00に空気流を送りながら、前記モータ10により、例
えば図5のY矢にて示される上下方向の加振力を、駆動
リンク6を介して前記フレーム1に伝達する。これによ
り、該フレーム1及び前記空気流路101に置かれた模
型100には、所望モードの振動が付与される。そし
て、前記振動により前記模型100に生じる空気力を、
該模型100を吊り下げているロードセル020によっ
て計測する。
[0004] In a wind tunnel test using such an unsteady aerodynamic force measuring device, the model 1
While transmitting an airflow to the frame 1, the motor 10 transmits, for example, a vertical excitation force indicated by an arrow Y in FIG. 5 to the frame 1 via the drive link 6. As a result, a desired mode of vibration is applied to the frame 100 and the model 100 placed in the air flow path 101. And, the aerodynamic force generated in the model 100 by the vibration,
The measurement is performed by the load cell 020 which suspends the model 100.

【0005】また、風洞中に置かれた模型に振動を付与
して該模型に生じる非定常空気力を計測する技術とし
て、特開平51−36985号の発明が提供されてい
る。かかる発明における非定常空気力計測装置は、風洞
中に置かれた模型の強制振動に伴い該模型に発生する慣
性力を打ち消すための天秤機構と、該天秤機構に対して
強制振動下における模型の揚力及びモーメントのみを各
別に検出するように連繋された検出手段とを備えて、大
きな強制的加振力のもとで、小さな揚力及びモーメント
を高精度でもって計測可能に構成されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-36985 discloses a technique for measuring the unsteady aerodynamic force generated in a model placed in a wind tunnel by applying vibration to the model. The unsteady aerodynamic force measuring device according to the invention includes a balance mechanism for canceling an inertial force generated in the model due to a forced vibration of the model placed in a wind tunnel, and a model under forced vibration with respect to the balance mechanism. Detecting means connected so as to separately detect only the lift and the moment are provided, so that a small lift and a moment can be measured with high accuracy under a large forced excitation force.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示されるような、従来の非定常空気力計測装置にあって
は、次のような問題点を有している。即ち、前記模型1
00に生ずる非定常空気力を検出するためのロードセル
020は、該模型100に生ずる最大荷重に対応する容
量(耐荷重)のものを使用することを要するが、かかる
従来技術にあっては、前記模型100を該ロードセル0
20から支持索05を介して吊り下げて支持しているた
め、該ロードセル020は前記模型100に生じる空気
力及び該模型100自体の重量を計測することとなる
(空気力は、ロードセル020の計測値から模型100
の重量を差し引いて求める)。
However, the conventional unsteady aerodynamic force measuring device as shown in FIG. 5 has the following problems. That is, the model 1
The load cell 020 for detecting the unsteady aerodynamic force generated at 00 needs to have a capacity (withstand load) corresponding to the maximum load generated in the model 100. Load the model 100 with the load cell 0
Since the load cell 020 is suspended from the support 20 via the support cable 05, the load cell 020 measures the aerodynamic force generated in the model 100 and the weight of the model 100 itself (the aerodynamic force is measured by the load cell 020). 100 from value
Deduct the weight).

【0007】このため、かかる従来技術にあっては、ロ
ードセル020を空気力及び模型100自体の重量を加
えた大きな容量(耐荷重)のものとすることを要し、微
小な空気力を計測する際には計測誤差が生じ易く、殊に
該空気力が小さな平均空気力レベルの中で小振幅にて振
動するような場合には大きな計測誤差となり、非定常空
気力の計測精度が著しく低くなるという問題点を有して
いる。また、特開平51−36985号の発明において
は、微小な空気力を計測する際における計測誤差の解消
については考慮されていない。
For this reason, in the prior art, it is necessary to make the load cell 020 of a large capacity (withstand load) by adding the aerodynamic force and the weight of the model 100 itself, and a minute aerodynamic force is measured. In this case, measurement errors are likely to occur, especially when the aerodynamic force oscillates with a small amplitude in a small average aerodynamic force level. There is a problem that. Also, in the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-36985, no consideration is given to the elimination of measurement errors when measuring minute aerodynamic forces.

【0008】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、空
気流空間内に配設された模型に作用する空気力をロード
セルによって計測するにあたり、比較的小容量のロード
セルで以って前記空気力が大きい場合及び該空気力のレ
ベルが微小の場合の何れにおいても高精度で非定常空気
力の計測を可能とする空気力の計測装置及び計測方法を
提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention measures the air force acting on a model disposed in an airflow space by using a load cell, and the load cell has a relatively small capacity. It is an object of the present invention to provide an aerodynamic force measuring device and a measuring method capable of measuring unsteady aerodynamic force with high accuracy both in a case where the aerodynamic force is large and a case where the level of the aerodynamic force is minute.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項1記載の発明として、風洞等の空気
が流動する空気流空間内に配設された模型を加振手段に
連結されたフレームに取り付け、該加振手段により前記
フレームを介して前記模型に振動を付与して空気流によ
って前記模型に作用する空気力をロードセルを介して計
測するようにした空気力の計測装置において、前記模型
を前記フレームから弾性支持部材を介して吊下するとと
もに前記ロードセルを前記フレームの下部に設置し、該
ロードセルに前記模型の下部を連結したことを特徴とす
る空気力の計測装置を提案する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method of connecting a model disposed in an air flow space such as a wind tunnel through which air flows, to a vibration means. An aerodynamic force measuring apparatus which is attached to a frame which has been applied, and which applies vibration to the model via the frame by the vibrating means and measures an aerodynamic force acting on the model by an air flow via a load cell. An air force measuring device, wherein the model is suspended from the frame via an elastic support member, the load cell is installed at a lower portion of the frame, and the lower portion of the model is connected to the load cell. I do.

【0010】請求項2ないし3記載の発明は、前記弾性
支持部材の具体的構成に係り、請求項2の発明は、前記
弾性支持部材は、前記フレームと前記模型の上部との間
に介装されたばねにて構成されたことを特徴とする。ま
た、請求項3の発明は、前記弾性支持部材は、前記フレ
ームの上部に取り付けられ出力端を前記模型の上部に連
結されたリニアモータにて構成されたことを特徴とす
る。
The invention according to claims 2 and 3 relates to a specific structure of the elastic support member. According to the invention of claim 2, the elastic support member is interposed between the frame and the upper part of the model. It is characterized by being constituted by a set spring. The invention according to claim 3 is characterized in that the elastic support member is constituted by a linear motor attached to an upper portion of the frame and having an output end connected to an upper portion of the model.

【0011】請求項6記載の発明は、請求項1ないし3
記載の発明及び請求項4ないし5記載の発明に係る空気
力の計測装置を使用する方法の発明であり、風洞等の空
気が流動する空気流空間内に配設された模型を加振手段
に連結されたフレームに取り付け、該加振手段により前
記フレームを介して前記模型に振動を付与して空気流に
よって前記模型に作用する空気力をロードセルを介して
計測する空気力の計測方法において、前記模型を前記フ
レームから弾性支持部材を介して吊下して該模型の重量
を前記弾性支持部材で支持し、該ロードセルに前記模型
の下部を連結して該ロードセルには前記模型に生ずる空
気力を主体的に作用させることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the first to third aspects of the present invention.
A method using the air force measuring device according to the invention described in claims 4 and 5, wherein a model disposed in an air flow space through which air flows, such as a wind tunnel, is used as a vibration means. Attaching to a connected frame, the vibration means applies vibration to the model through the frame through the frame, and measures an air force acting on the model by an air flow through a load cell. The model is suspended from the frame via an elastic supporting member, the weight of the model is supported by the elastic supporting member, the lower part of the model is connected to the load cell, and the load cell receives the aerodynamic force generated in the model. It is characterized by acting independently.

【0012】かかる発明によれば、模型は、フレームの
上部に弾性支持部材を介して吊下されており、かつ前記
ロードセルはフレームの下部に取り付けられて模型の下
部と連結されているため、前記模型の重量は該模型を吊
下している前記弾性支持部材に負荷されることとなり、
該ロードセルには模型に生ずる空気力のみが掛かり、該
ロードセルは模型に生じる空気力のみを計測することが
できる。従って、かかる発明によれば、前記のように、
ロードセルは模型に生じる空気力のみを計測可能となる
ため、微小な空気力の場合、殊に該空気力が小さな平均
空気力レベルの中で小振幅にて振動するような場合にお
いても、計測誤差を生ずることなく空気力を計測するこ
とができる。また、前記のように、ロードセルは模型に
生じる空気力のみを計測可能であるため、前記空気力が
大きい場合においても、比較的小容量のロードセルで以
って、計測誤差を生ずることなく空気力を計測できる。
According to the invention, the model is suspended from the upper part of the frame via the elastic support member, and the load cell is attached to the lower part of the frame and connected to the lower part of the model. The weight of the model will be loaded on the elastic support member suspending the model,
Only the aerodynamic force generated in the model is applied to the load cell, and the load cell can measure only the aerodynamic force generated in the model. Therefore, according to the invention, as described above,
Since the load cell can measure only the aerodynamic force generated in the model, even in the case of minute aerodynamic force, especially when the aerodynamic force oscillates with a small amplitude in a small average aerodynamic force level, the measurement error can be reduced. The aerodynamic force can be measured without generating the following. Further, as described above, since the load cell can measure only the aerodynamic force generated in the model, even if the aerodynamic force is large, the load cell can be measured with a relatively small capacity load cell without causing a measurement error. Can be measured.

【0013】また、請求項3のように構成すれば、前記
模型の重量に応じてリニアモータにより模型の支持索に
初期張力を与えて、該模型の重量がロードセルに掛から
ないようにしているため、大重量の模型を用いる場合に
おいても、リニアモータにより確実に模型の重量を支持
することができ、ロードセルの容量を増大することなく
空気力の計測が高精度で可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the initial tension is applied to the support rope of the model by the linear motor according to the weight of the model so that the weight of the model is not applied to the load cell. Even when a heavy model is used, the weight of the model can be reliably supported by the linear motor, and the aerodynamic force can be measured with high accuracy without increasing the capacity of the load cell.

【0014】請求項4記載の発明は、請求項1におい
て、前記フレームを上下動可能かつ前記模型の中心軸廻
りに回転可能にして固定部材に支持するとともに、前記
フレームを前記加振手段により駆動リンク機構を介して
上下動あるいは前記中心軸廻りに回転せしめるように構
成したことを特徴とする。また、請求項5記載の発明
は、請求項4において、前記駆動リンク機構と前記フレ
ームとの連結部を移動可能にして、該連結部の位置を変
化させることにより、前記フレーム及び模型に前記加振
手段及び駆動リンク機構を介しての上下動あるいは前記
中心軸廻りの回転運動を選択可能に構成したことを特徴
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the frame is vertically movable and rotatable about a central axis of the model and is supported by a fixed member, and the frame is driven by the vibration means. It is characterized in that it is configured to move up and down or rotate around the central axis via a link mechanism. According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the connecting portion between the drive link mechanism and the frame is movable, and the position of the connecting portion is changed, so that the frame and the model are added to the frame and the model. The vertical movement via the vibration means and the drive link mechanism or the rotation about the central axis can be selected.

【0015】かかる発明によれば、駆動リンク機構とフ
レーム1との連結部の位置を変化させることにより、1
つの空気力計測装置で以って、前記フレーム及び模型に
加振手段から駆動リンク機構を介して上下方向振動ある
いは模型中心廻りの捩れ振動を選択的に付与することが
でき、装置を複雑化することなく加振機能を拡大でき
る。
According to the present invention, by changing the position of the connecting portion between the drive link mechanism and the frame 1, 1
With one aerodynamic measuring device, vertical vibration or torsional vibration around the center of the model can be selectively imparted to the frame and the model from the vibration means via the drive link mechanism, which complicates the device. The vibration function can be expanded without the need.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but are merely illustrative examples. It's just

【0017】図1は本発明の第1実施例に係る風洞試験
用非定常空気力計測装置の要部正面構成図である。図2
は前記第1実施例における振動付与方法を示す図1対応
図で、(A)は上下方向振動付与時、(B)は回転方向
振動付与時を示す。図3は図1のA−A矢視図である。
図4は第2実施例を示す要部正面図である。
FIG. 1 is a front view of a main part of an unsteady aerodynamic force measuring device for a wind tunnel test according to a first embodiment of the present invention. FIG.
1A and 1B show a method of applying vibration in the first embodiment, and FIG. 1A shows a case where vertical vibration is applied, and FIG. 1B shows a case where rotational vibration is applied. FIG. 3 is a view as viewed from the direction of arrows AA in FIG.
FIG. 4 is a main part front view showing the second embodiment.

【0018】第1実施例を示す図1ないし図3におい
て、100は模型で、風洞の空気流路101内に配設さ
れている。1は4角形状の枠体からなるフレームであ
り、該フレーム1は後述する手段により支柱2に上下方
向(図のY矢方向)に移動可能に、かつ模型回転中心1
5廻りに回転可能に支持されている。前記模型100
は、前記フレーム1の上部部材1aに複数のばね4を介
して吊り下げられている。20は前記フレーム1の下部
部材1bに取り付けられた複数のロードセルであり、該
ロードセル20は前記模型100の下部と連結部材5に
より連結され、該模型100に生ずる空気力が前記連結
部材5を介してロードセル20に掛かるようになってい
る。さらに前記模型100の側部は、ばね04を介して
前記フレーム1の側部部材1cに連結されている。ま
た、10は前記フレーム1に後述するクランク7及び駆
動リンク6を介して連結されたモータで、該モータ10
からの加振力が前記クランク7及び駆動リンク6を介し
てフレーム1に伝達されて、該フレーム1及び模型10
0に所望の振動が付与されるようになっている。
1 to 3 showing the first embodiment, reference numeral 100 denotes a model, which is disposed in an air passage 101 of a wind tunnel. Reference numeral 1 denotes a frame formed of a quadrangular frame. The frame 1 can be moved vertically (in the direction of the arrow Y in the drawing) on a support column 2 by means to be described later, and
It is supported rotatably around 5. The model 100
Is suspended from the upper member 1 a of the frame 1 via a plurality of springs 4. Reference numeral 20 denotes a plurality of load cells attached to the lower member 1b of the frame 1. The load cells 20 are connected to the lower part of the model 100 by a connecting member 5, and the aerodynamic force generated in the model 100 is transmitted through the connecting member 5. So as to hang on the load cell 20. Further, a side portion of the model 100 is connected to a side member 1c of the frame 1 via a spring 04. A motor 10 is connected to the frame 1 via a crank 7 and a drive link 6 which will be described later.
Is transmitted to the frame 1 via the crank 7 and the drive link 6, and the frame 1 and the model 10
A desired vibration is applied to zero.

【0019】図3は前記模型100及びフレーム1の支
持構造の詳細を示し、同図において、101は風洞の空
気流路、102は風洞壁面で、前記フレーム1を含む模
型の支持装置200は該風洞壁面102の内側に設けら
れている。2は固定部材である支柱、14は該支柱2に
固定された回転架台、12は軸受部、13はレール架台
である。前記軸受部12の一端は前記回転架台14に形
成された円形孔に回転可能に嵌合され、他端部には前記
レール架台13が固定されている。前記レール架台13
の反軸受部12側にはガイドレール9が上下方向に延設
され、該ガイドレール9に前記フレーム1が上下方向に
移動可能に嵌合されている。従って、前記フレーム1は
前記軸受部12の中心である模型回転中心15廻り(N
方向)に回転可能に、かつ前記ガイドレール9に案内さ
れて上下方向(Y矢方向)に移動可能となっている。
FIG. 3 shows details of the support structure for the model 100 and the frame 1. In FIG. 3, reference numeral 101 denotes an air passage in the wind tunnel, 102 denotes a wall of the wind tunnel, and a model supporting device 200 including the frame 1 includes It is provided inside the wind tunnel wall 102. Reference numeral 2 denotes a support as a fixing member, reference numeral 14 denotes a rotating base fixed to the support 2, reference numeral 12 denotes a bearing, and reference numeral 13 denotes a rail mount. One end of the bearing portion 12 is rotatably fitted in a circular hole formed in the rotary mount 14, and the rail mount 13 is fixed to the other end. The rail stand 13
A guide rail 9 extends in the vertical direction on the side opposite to the bearing 12, and the frame 1 is fitted to the guide rail 9 so as to be movable in the vertical direction. Therefore, the frame 1 rotates around the model rotation center 15 (N
Direction), and can be moved in the vertical direction (Y arrow direction) guided by the guide rail 9.

【0020】前記フレーム1を上下方向移動あるいは回
転させる前記モータ10は前記支柱2の下部に固定され
ている。そして、該モータ10の出力軸010にはクラ
ンク7が連結され、該クランク7には、上端を前記フレ
ーム1に連結された前記駆動リンク6がクランクピン0
7を介して連結されている。従って、前記モータ10と
フレーム1とは前記クランク7とクランクピン07と駆
動リンク6とにより構成される公知のピストンークラン
ク機構により連結されて、該モータ10の回転運動をフ
レーム1の往復運動に変換するようになっている。
The motor 10 for moving or rotating the frame 1 in the vertical direction is fixed to a lower portion of the column 2. A crank 7 is connected to an output shaft 010 of the motor 10. The drive link 6 having an upper end connected to the frame 1 is connected to the crank 7.
7 are connected. Therefore, the motor 10 and the frame 1 are connected by a known piston-crank mechanism including the crank 7, the crank pin 07, and the drive link 6, and the rotational motion of the motor 10 is converted into the reciprocating motion of the frame 1. It is designed to convert.

【0021】かかる構成からなる風洞試験用非定常空気
力計測装置において、空気流路101内に置かれた模型
100には、所定の流速で以って空気流があてられてい
る。一方、前記モータ10から出力された所望の振動モ
ードに対応する回転力は該モータ10の出力軸010を
経て, ピストンークランク機構に構成されたクランク
7、クランクピン07、及び駆動リンク6により上下方
向の往復運動に変換され、フレーム1に伝達される。こ
れにより、該フレーム1及び該フレーム1にばね4、0
4を介して取り付けられている前記模型100は、図1
のY矢にて示すように上下方向に振動せしめられる。そ
して、前記のようにして空気流中において振動せしめら
れることにより、前記模型100に生ずる空気力は、該
模型の下部に連結部材5を介して連結されたロードセル
20によって計測される。
In the unsteady aerodynamic force measuring device for wind tunnel test having such a configuration, the model 100 placed in the air flow path 101 is exposed to an air flow at a predetermined flow velocity. On the other hand, the rotational force corresponding to a desired vibration mode output from the motor 10 passes through an output shaft 010 of the motor 10 and is vertically moved by a crank 7, a crank pin 07, and a drive link 6 configured in a piston-crank mechanism. Is transmitted to the frame 1. As a result, the frame 1 and the frame 1,
4 is attached to the model 100 shown in FIG.
Vibrating up and down as indicated by the arrow Y. The air force generated in the model 100 by being vibrated in the airflow as described above is measured by the load cell 20 connected to the lower part of the model via the connecting member 5.

【0022】かかる実施例において、前記模型100
は、フレーム1の上部部材1aに複数のばね4を介して
吊り下げられており、かつ前記ロードセル20はフレー
ム1の下部部材1bに取り付けられて模型100の下部
と連結部材5により連結されているため、前記模型10
0の重量は該模型100を吊り下げている前記ばね4に
負荷されることとなり、ロードセル20には模型100
に生ずる空気力のみが前記連結部材5を介して掛かり、
該ロードセル20は模型100に生じる空気力のみを計
測することができる。
In this embodiment, the model 100
Is suspended from the upper member 1a of the frame 1 via a plurality of springs 4, and the load cell 20 is attached to the lower member 1b of the frame 1 and connected to the lower part of the model 100 by the connecting member 5. The model 10
0 is applied to the spring 4 which suspends the model 100, and the load cell 20
Only the aerodynamic force generated in the above is applied via the connecting member 5,
The load cell 20 can measure only the aerodynamic force generated in the model 100.

【0023】従ってかかる実施例によれば、前記のよう
に、該ロードセル20は模型100に生じる空気力のみ
を計測可能となるため、微小な空気力の場合、殊に該空
気力が小さな平均空気力レベルの中で小振幅にて振動す
るような場合においても、計測誤差を生ずることなく空
気力を計測することができる。また、前記のように、ロ
ードセル20は模型100に生じる空気力のみを計測可
能であるため、前記空気力が大きい場合においても、比
較的小容量のロードセルで以って、計測誤差を生ずるこ
となく空気力を計測できる。
Therefore, according to this embodiment, as described above, since the load cell 20 can measure only the aerodynamic force generated in the model 100, in the case of a small aerodynamic force, in particular, the average aerodynamic force having a small aerodynamic force is small. Even in the case of vibrating with a small amplitude in the force level, the aerodynamic force can be measured without causing a measurement error. Further, as described above, since the load cell 20 can measure only the aerodynamic force generated in the model 100, even when the aerodynamic force is large, a relatively small capacity load cell does not cause a measurement error. Can measure aerodynamic force.

【0024】図2は、図1及び3に示される第1実施例
における前記フレーム1及び模型100への振動付与方
法を示している。本発明においては前記駆動リンク6と
フレーム1の下部部材1bとの連結部21あるいは22
を移動可能に構成している。即ち、図2(A)における
ように、前記駆動リンク6とフレーム1の下部部材1b
との連結部21を、前記駆動リンク6が垂直になるよう
な位置に配置すれば、モータ10から駆動リンク6を介
してフレーム1に伝達される加振力(振動)の方向は、
同図Y矢にて示される上下方向であり、フレーム1は前
記ガイドレール9に案内されて上下方向に加振せしめら
れる。
FIG. 2 shows a method of applying vibration to the frame 1 and the model 100 in the first embodiment shown in FIGS. In the present invention, a connection portion 21 or 22 between the drive link 6 and the lower member 1b of the frame 1 is provided.
Is configured to be movable. That is, as shown in FIG. 2A, the drive link 6 and the lower member 1b of the frame 1 are formed.
If the connecting portion 21 is arranged at a position where the drive link 6 is vertical, the direction of the exciting force (vibration) transmitted from the motor 10 to the frame 1 via the drive link 6 is
The frame 1 is guided by the guide rail 9 and vibrated in the vertical direction as indicated by the arrow Y in FIG.

【0025】また、図2(B)におけるように、前記駆
動リンク6とフレーム1の下部部材1bとの連結部22
を、前記駆動リンク6がフレーム1に対して傾斜するよ
うに該フレーム1の角部に配置すれば、前記モータ10
からの加振力(振動)の方向はフレーム1に対して斜め
方向となり、従って、フレーム1及び模型100は前記
軸受部12及び回転架台14を介して、同図N矢にて示
されるように回転可能となり、該模型100には捩れモ
ードの振動を付与することができる。
As shown in FIG. 2B, a connecting portion 22 between the drive link 6 and the lower member 1b of the frame 1 is formed.
Are disposed at the corners of the frame 1 such that the drive link 6 is inclined with respect to the frame 1, so that the motor 10
The direction of the excitation force (vibration) from the direction is oblique to the frame 1, and therefore, the frame 1 and the model 100 are interposed via the bearing 12 and the rotating base 14 as shown by an arrow N in FIG. It becomes rotatable, and the model 100 can be subjected to torsional mode vibration.

【0026】かかる実施例によれば、前記駆動リンク6
とフレーム1との連結部21あるいは22の位置を変化
させることにより、1つの空気力計測装置で以って、前
記フレーム1及び模型100に、前記モータ10から駆
動リンク6を介して上下方向振動あるいは模型中心15
廻りの捩れ振動を選択的に付与することができ、装置を
複雑化することなく加振機能を拡大できる。
According to this embodiment, the driving link 6
By changing the position of the connecting portion 21 or 22 of the frame 1 and the frame 1, one frame of the frame 1 and the model 100 can be vertically vibrated from the motor 10 via the drive link 6 by one aerodynamic measuring device. Or model center 15
The surrounding torsional vibration can be selectively applied, and the vibration function can be expanded without complicating the device.

【0027】図4に示される本発明の第2実施例におい
ては、前記第1実施例におけるばね4、04に代えて、
前記フレーム1の上部部材1aに複数のリニアモータ3
0を取り付け、該リニアモータ30の出力端を支持索3
1を介して前記模型100に連結している。また、前記
フレーム支持体11が上下動可能に嵌合されているガイ
ドレール9は、球面継手部32を介して前記支柱2に取
り付けられて、該フレーム1の模型回転中心15廻りの
回転を可能としている。尚、前記第1実施例において
も、前記球面継手部32を設けることができる。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, instead of the springs 4 and 04 in the first embodiment,
A plurality of linear motors 3 are mounted on an upper member 1a of the frame 1.
0, and the output end of the linear motor 30 is
1 and connected to the model 100. The guide rail 9 on which the frame support 11 is vertically movably fitted is attached to the support column 2 via a spherical joint 32 so that the frame 1 can rotate around the model rotation center 15. And Incidentally, the spherical joint portion 32 can be provided also in the first embodiment.

【0028】かかる実施例によれば、前記模型100の
重量に応じて前記リニアモータ30により支持索31に
初期張力を与えて、該模型100の重量が前記ロードセ
ル20に掛からないようにしている。これにより、大重
量の模型100を用いる場合においても、リニアモータ
30により確実に模型100の重量を支持することがで
き、ロードセル20の容量を増大することなく空気力の
計測が高精度で可能となる。
According to this embodiment, the linear motor 30 applies an initial tension to the support rope 31 according to the weight of the model 100 so that the weight of the model 100 is not applied to the load cell 20. Thus, even when using a heavy model 100, the linear motor 30 can reliably support the weight of the model 100, and the aerodynamic force can be measured with high accuracy without increasing the capacity of the load cell 20. Become.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、模型は
フレームの上部に弾性支持部材を介して吊下されてお
り、かつ前記ロードセルはフレームの下部に取り付けら
れて模型の下部と連結されているため、前記模型の重量
は該模型を吊下している前記弾性支持部材に負荷される
こととなり、ロードセルは模型に生じる空気力のみを計
測可能となる。これにより、微小な空気力の場合、殊に
該空気力が小さな平均空気力レベルの中で小振幅にて振
動するような場合においても、計測誤差を生ずることな
く空気力を計測することができる。また、前記のよう
に、ロードセルは模型に生じる空気力のみを計測可能で
あるため、前記空気力が大きい場合においても、比較的
小容量のロードセルで以って、計測誤差を生ずることな
く空気力を計測できる。
As described above, according to the present invention, the model is suspended from the upper part of the frame via the elastic support member, and the load cell is attached to the lower part of the frame and connected to the lower part of the model. Therefore, the weight of the model is applied to the elastic support member suspending the model, and the load cell can measure only the aerodynamic force generated in the model. This makes it possible to measure the aerodynamic force without any measurement error, even in the case of small aerodynamic forces, especially when the aerodynamic force oscillates with a small amplitude in a small average aerodynamic force level. . Further, as described above, since the load cell can measure only the aerodynamic force generated in the model, even if the aerodynamic force is large, the load cell can be measured with a relatively small capacity load cell without causing a measurement error. Can be measured.

【0030】また、請求項3のように構成すれば、前記
模型の重量に応じてリニアモータにより模型の支持索に
初期張力を与えて、該模型の重量がロードセルに掛から
ないようにしているため、大重量の模型を用いる場合に
おいても、リニアモータにより確実に模型の重量を支持
することができ、ロードセルの容量を増大することなく
空気力の計測が高精度で可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the initial tension is applied to the support rope of the model by the linear motor according to the weight of the model, so that the weight of the model is not applied to the load cell. Even when a heavy model is used, the weight of the model can be reliably supported by the linear motor, and the aerodynamic force can be measured with high accuracy without increasing the capacity of the load cell.

【0031】さらに、請求項4,5のように構成すれ
ば、駆動リンク機構とフレーム1との連結部の位置を変
化させることにより、1つの空気力計測装置で以って、
前記フレーム及び模型に加振手段から駆動リンク機構を
介して上下方向振動あるいは模型中心廻りの捩れ振動を
選択的に付与することができ、装置を複雑化することな
く加振機能を拡大できる。
Further, according to the fourth and fifth aspects, the position of the connecting portion between the drive link mechanism and the frame 1 is changed so that one aerodynamic force measuring device can be used.
Vertical vibration or torsional vibration around the center of the model can be selectively imparted to the frame and the model from the vibration means via the drive link mechanism, and the vibration function can be expanded without complicating the apparatus.

【0032】要するに本発明によれば、比較的小容量の
ロードセルで以って空気力が大きい場合及び該空気力の
レベルが微小の場合の何れにおいても高精度で非定常空
気力の計測が可能となる。
In short, according to the present invention, the unsteady aerodynamic force can be measured with high accuracy both when the aerodynamic force is large due to the load cell having a relatively small capacity and when the level of the aerodynamic force is very small. Becomes

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施例に係る風洞試験用非定常
空気力計測装置の要部正面構成図である。
FIG. 1 is a front view of a main part of an unsteady aerodynamic force measuring device for a wind tunnel test according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1実施例における振動付与方法を示す図1
対応図で、(A)は上下方向振動付与時、(B)は回転
方向振動付与時を示す。
FIG. 2 is a diagram showing a vibration applying method in the first embodiment.
In the correspondence diagram, (A) shows when vertical vibration is applied, and (B) shows when rotational vibration is applied.

【図3】 図1のA−A矢視図である。FIG. 3 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 1;

【図4】 第2実施例を示す要部正面図である。FIG. 4 is a main part front view showing a second embodiment.

【図5】 従来技術を示す図1対応図である。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フレーム 1a 上部部材 1b 下部部材 1c 側部部材 2 支柱 4、04 ばね 5 連結部材 6 駆動リンク 7 クランク 9 ガイドレール 10 モータ 11 フレーム支持体 12 軸受部 13 レール架台 14 回転架台 15 模型回転中心 20 ロードセル 21、22 連結部 30 リニアモータ 31 支持索 32 球面継手部 100 模型 101 空気流路 200 支持装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame 1a Upper member 1b Lower member 1c Side member 2 Support 4, 04 Spring 5 Connecting member 6 Drive link 7 Crank 9 Guide rail 10 Motor 11 Frame support 12 Bearing 13 Rail mount 14 Rotation stand 15 Model rotation center 20 Load cell 21, 22 Connecting part 30 Linear motor 31 Support cable 32 Spherical joint part 100 Model 101 Air flow path 200 Support device

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 風洞等の空気が流動する空気流空間内に
配設された模型を加振手段に連結されたフレームに取り
付け、該加振手段により前記フレームを介して前記模型
に振動を付与して空気流によって前記模型に作用する空
気力をロードセルを介して計測するようにした空気力の
計測装置において、前記模型を前記フレームから弾性支
持部材を介して吊下するとともに前記ロードセルを前記
フレームの下部に設置し、該ロードセルに前記模型の下
部を連結したことを特徴とする空気力の計測装置。
1. A model disposed in an air flow space such as a wind tunnel through which air flows, is mounted on a frame connected to a vibration means, and the vibration means applies vibration to the model via the frame. An aerodynamic force measuring device for measuring an aerodynamic force acting on the model by an air flow through a load cell, wherein the model is suspended from the frame via an elastic supporting member, and the load cell is attached to the frame. An apparatus for measuring aerodynamic force, wherein the apparatus is installed at a lower part of a model, and the lower part of the model is connected to the load cell.
【請求項2】 前記弾性支持部材は、前記フレームと前
記模型の上部との間に介装されたばねにて構成されたこ
とを特徴とする請求項1記載の空気力の計測装置。
2. The aerodynamic measuring device according to claim 1, wherein said elastic support member is constituted by a spring interposed between said frame and an upper portion of said model.
【請求項3】 前記弾性支持部材は、前記フレームの上
部に取り付けられ出力端を前記模型の上部に連結された
リニアモータにて構成されたことを特徴とする請求項1
記載の空気力の計測装置。
3. The linear support according to claim 1, wherein the elastic support member is a linear motor attached to an upper portion of the frame and having an output end connected to an upper portion of the model.
An aerodynamic measuring device as described.
【請求項4】 前記フレームを上下動可能かつ前記模型
の中心軸廻りに回転可能にして固定部材に支持するとと
もに、前記フレームを前記加振手段により駆動リンク機
構を介して上下動あるいは前記中心軸廻りに回転せしめ
るように構成したことを特徴とする請求項1記載の空気
力の計測装置。
4. The frame is vertically movable and rotatable around a central axis of the model and is supported on a fixed member, and the frame is vertically moved by the vibrating means via a drive link mechanism or the central shaft. 2. The aerodynamic measuring device according to claim 1, wherein the measuring device is configured to be rotated around.
【請求項5】 前記駆動リンク機構と前記フレームとの
連結部を移動可能にして、該連結部の位置を変化させる
ことにより、前記フレーム及び模型に前記加振手段及び
駆動リンク機構を介しての上下動あるいは前記中心軸廻
りの回転運動を選択可能に構成したことを特徴とする請
求項4記載の空気力の計測装置。
5. A connecting portion between the drive link mechanism and the frame is movable, and the position of the connecting portion is changed, so that the frame and the model can be moved through the vibrating means and the drive link mechanism. 5. The aerodynamic force measuring device according to claim 4, wherein a vertical movement or a rotation around the central axis is selectable.
【請求項6】 風洞等の空気が流動する空気流空間内に
配設された模型を加振手段に連結されたフレームに取り
付け、該加振手段により前記フレームを介して前記模型
に振動を付与して空気流によって前記模型に作用する空
気力をロードセルを介して計測する空気力の計測方法に
おいて、前記模型を前記フレームから弾性支持部材を介
して吊下して該模型の重量を前記弾性支持部材で支持
し、該ロードセルに前記模型の下部を連結して該ロード
セルには前記模型に生ずる空気力を主体的に作用させる
ことを特徴とする空気力の計測方法。
6. A model provided in an air flow space such as a wind tunnel through which air flows, is attached to a frame connected to a vibration means, and the vibration means applies vibration to the model via the frame. A method of measuring an air force acting on the model by an air flow through a load cell, wherein the model is suspended from the frame via an elastic support member, and the weight of the model is supported by the elastic support. A method of measuring aerodynamic force, wherein the method is supported by a member, the lower part of the model is connected to the load cell, and the aerodynamic force generated in the model is mainly applied to the load cell.
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