En vindtunnel används för att simulera luftflödet som verkar på till exempel en nerskalad modell av en verklig flygplansvinge eller ett fordon. Detta hjälper att förstå och ta fram de komponenter som påverkar interaktionen samt krafter och moment. Mittuniversitetets laboratorium är i behov av en ny kraftsensors-rigg, detta är en rigg som mäter krafter som påverkar på en vinge profil inuti en vindtunnel. En vidareutveckling av den befintliga kraftsensors-riggen skulle innebära en alltför lång arbetsprocess, därför bestämdes det att utvecklas en ny design av sensor-riggen som löser några felkällor som den tidigare sensor- riggen har; vilka är inexakta mätvärde samt att den befintliga riggen mäter enbart lyftkraften. Genom framtagning av en ny kraftsensors-rigg som går att tillverka i Mittuniversitetets lokaler minskar tiden för att utföra vindtunnel tester samt ökar mätvärdenas noggrannhet. Syftet med detta arbete har varit att ta fram konstruktion av en ny kraftsensors-rigg som kan mäta krafter i x- och y-axeln det vill säga lyft och dragkraft. Kraftsensors-riggen kommer att installeras i vindtunneln som finns i Mittuniversitets laboratorium. I detta projekt följs det designprocessens arbetsgång som är uppdelat i fyra faser. Den första fasen, förstudiefasen, definierades produktens kravspecifikation och funktionsanalys. Den andra fasen, kreativa fasen, inleddes med brainstorming för att generera konceptlösnings idéer. Sedan används Pugh-matrisen i konceptutvärdering- och framtagningsfasen för att utvärdera och välja konceptet utifrån en kvantitativ-metod. Sedan modellerades en tredimensionell modell för det färdiga konceptet med hjälp av CAD. Slutligen i konstruktion-utvecklingsfasen framställdes konstruktionen med hjälp av CAD:s modeller. därefter skrevs de komplexa delarna ut med en 3D-utskrivare samtidigt som de mindre komplexa delar framställdes av trä med en laser skärare för att spara på material samt kostnader, till slut byggdes och testades riggen i Mittuniversitets verkstad. Projektet resulterade i en kraftsensors-rigg som kan mäta både luftmotstånd-och lyftkraften i en låg hastighet vindtunnel med noggrannare mätvärde än den tidigare riggen. / A wind tunnel is used to simulate the air flow that acts on, for example, a scaled-down model of a real aircraft wing or a vehicle. Which allows a better understanding of the components that affect the interactions between the air and the object of study, that is to say the forces and torque affecting the object. In order to fully utilize the wind tunnel in the laboratory at Mid Sweden, it has proved necessary to design a new wind tunnel force balance, which is a structure that measures forces affecting objects inside the wind tunnel. The reason being is that the current force balance sensor has some issues concerning accuracy of measurement and the lack of measuring other forces than lifting forces. A further development of the existing force balance would involve too long a work process, so it was decided to develop a new design of a wind tunnel force balance that solves some sources of error that the previous design of the force balance has and introduce an air resistance measurement component. By developing a new force balance that can be manufactured in Mid Sweden University's premises, the time for performing wind tunnel testing is reduced and the accuracy of the measured values is increased. The purpose of this project has been to develop a construction of a new force balance that can measure forces in the x- and y-axis, meaning lifting and air resistance. The force balance will be installed in the wind tunnel located in Mid Sweden University's laboratory. In this project, the workflow of the design process is followed, which is divided into four phases. The first phase, the research phase, defined the product's requirements specification and functional analysis. The second phase, concept development and control art, began with brainstorming to generate concept solution ideas. The Pugh matrix was then used in the prototyping and validation phase to evaluate and select the concept based on a quantitative method. Then a three-dimensional model for the finalized concept was modelled using CAD. Finally, in the testing and refining phase, the design was produced using the CAD models. Then the complex components were printed with a 3D-printer while the less complex component were made of wood using a laser cutter to save on materials and costs, finally the rig was built and tested in Mid Sweden University's workshop. The project resulted in a force balance that can measure both air resistance and lifting force in a low-speed wind tunnel with a more accurate measurements than the previous force balance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:miun-46381 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Alali, Alaa |
| Publisher | Mittuniversitetet, Institutionen för naturvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0023 seconds