بررسی اثر بریدگی های دایره ای اسپار جلویی بال بر دقت داده های پل های کرنش سنجی برای استخراج بار برشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، اصفهان

2 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک، اصفهان، ایران

چکیده

برای اندازه‌گیری کرنش ناشی از اعمال نیروی برشی بر روی یک اسپار بال، لازم است کرنش‌سنج بر روی تار خنثی نصب شود. اگر در محل تار خنثی، بریدگی موجود باشد، می-توان کرنش‌سنج‌هائی را در خارج از بریدگی نصب نمود. هدف اصلی این تحقیق، بررسی تاثیر بریدگی‌های دایره‌ای بر دقت داده‌های پل‌های کرنش‌سنجی به منظور محاسبه بار برشی است. سازه اسپار جلوئی بال یک هواپیمای سبک و تجهیز آن در دو مقطع به پل‌های کرنش‌سنجی در نظر گرفته شده است. برای هر مقطع اندازه گیری، یک پل روی تار خنثی و دو پل با فاصله‌‌های معین از تار خنثی نصب شده است. بار متمرکز به کمک عملگرهای خطی مجهز به حسگر نیرو، به سازه اعمال شده است. به روش کالیبراسیون بارهای زمینی، معادلات بار نوشته شده و با کمک سیگنال‌های مستخرج از آزمون، مقادیر بارها در مقاطع مذکور محاسبه شده‌اند. نیروهای یاد شده در حالت‌های مختلف، محاسبه شده و اختلاف بین آنها ارزیابی شده است. بر این اساس، تاثیر بریدگی‌های دایره‌ای در میزان دقت خروجی پل‌های کرنش‌سنجی تعیین شد. نتایج بدست آمده نشان دهنده صحت روند انجام آزمون‌ها و نیز صحت معادلات بار نوشته شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of Effect of Circular Cutout of front spar on Accuracy of Strain Gauge Bridge Data to Obtain Shear Load

نویسندگان [English]

  • Navid Hayatdavoudi 1
  • Masoud Mosayebi 2
  • Shahram Yousefi 3
1 Msc. student, Maleke-ashtar University of Tecknology,Faculty of Mechanical Engineering
2 Assistant Professor
3 Department of Mechanical Engineering, Malek Ashtar University of Technology, 84145-115, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

In order to measure the strain due to the shear force applied on a wing's spar, it is necessary to install a strain gauge on the neutral axis. In cases such as a circular hole on the neutral axis, it is impossible to install a strain gauge. Therefore, by installing strain gauges outside the cutting area of the hole, it will be useful to measure the shear load. Therefore, the main objective of this study is to investigate the effect of circular slices on the accuracy of strain gauge data acquired for calculating shear load. In this regard, the front spar structure of a lightweight aircraft with two sections are considered as strain gauge bridges. In the laboratory for each measurement section, a bridge is installed on the neutral axis and another two bridges with certain distances from the neutral axis are installed. Concentrated load at specific points has been applied by linear electromotor actuators equipped with S-type load cells. Using the calibration method of ground loads, the load equations are written and finally by using of strain gauge signals which extracted from the test, the concentrated loads are calculated. The forces are calculated in non-creep conditions and in spite of the cuts in the sections, and the differences between them are evaluated. Accordingly, the effect of circular slices on the accuracy of the output of the strain gauge bridges was determined. The results show the correctness of the tests and the accuracy of the load equations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Front Spar"
  • "Strain gauge bridges"
  • "Experimental Measurement"
  • "Circular cutout"
  • "Shear load"

مراجع

[1] T.H. Skopinski, W.S. Aiken and W.B. Huston, Calibration of Strain-gage Installations in Aircraft Structures for the Measurement of Flight Loads, Report (United States. National Advisory Committee for Aeronautics), 1954.
[2] P. B. Hovell, D. A. Webber, and T. A. Roberts, "The Use of Calibrated Strain Gauges for Flight Load," C.P. No. 1041, Her Majesty’s Stationery Office, London, 1969.
[3] C. V. Eckstrom, "Flight load measurements obtained from calibrated strain gauge bridges mounted externally on the skin of a low aspect ratio wing," NASA Technical Note D-8349, Washington D.C., 1976.
[4] J. M. Jenkins, A. E. Kuhl, A. L. Carter, "The Use of A Simplified Structural Model As An Aid in The Strain Gage Calibration of A Complex Wing," NASA TM 56046, California, 1977.
[5] R. F. Lawrence, "Evaluation of a Strain-Gage Load Calibration on a Low-Aspect-Ratio Wing Structure," NASA TP-2921, June 1989.
[6] M. Gonzales, C. Gogu, N. Binaud, C. Espinosa, J. Morlier, S. Quoniam, "Uncertainty quantification in aircraft load calibration," 10th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization, May 19 - 24 , Orlando, Florida, USA, Vol. 1, pp. 78-85, 2013.
[7] E.  Pooladi Borj, Kh Farhangdoost, "Proper locus for mounting strain gage around cold worked hole for residual stress determination," Modares Mechanical Engineering,(in Persian), Vol. 15, No. 1, pp. 332-338, 2015.
[8] W. A. Lokos, R. Stauf, "Strain-Gage Loads Calibration Parametric Study," 10th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization, May 19 - 24 , Orlando, Florida, USA, 2013.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار