コンパクトで剛性が高い６分力計をつくるアイデアを検討してます。クロスビーム型で曲げモーメントはねじり方向を除いて測定できることは解析済みですが、ねじりと軸力は、単純に専用のユニットを積み上げれば出来るのですが、大きくなって剛性が低下して昨年のMF2017出展の６分力計と変わらなくなってしまいます。
●軸力の課題
ここでいう軸力とは、鉛直方向の上下の力をさしてます。
曲げ応力は、モーメント測定で使ってしまっているので空いている側面を活用して軸力とモーメントを抽出するのか課題です。そこで、せん断応力が使えるかを見てみました。
Ｘ軸ＢＥＡＭのＸＹ面でせん断応力を測定します。
ゲインは１０ＮのＦｙ（軸力）で応力＞せん断ＸＹでみて0.1MPa（N/mm2)でてました。同じ条件でσｘｘ応力＞法線ＸＸを読むと-0.12MPaでてました。σｘｘは曲げモーメントＭｚ用に使いますので、このX軸ＢＥＡＭでは、せん断応力でＦｙ荷重を測定する以外に選択の余地はありません。
■せん断応力の原理
せん断応力をひずみゲージで測定するのも以外と簡単で左右のせん断力の間にゲージをいれて４５度に傾ければひずみゲージの伸び縮みとして検出できるという説明図です。
●以後
ねじりモーメントは、空いているＢＥＡＭの側面の曲げを測定すればできそうです。６分力の全ゲージ位置出力とクロストークを測定するのが結構大変な手間がかかりそうなので測定条件表を作って、できるだけ最短距離で検証できるように工夫します。
