Design of a measurement system for the automation of wind tunnel tests

The aim of this master thesis is to design a new wind tunnel setup for the measurement of the aerodynamic forces during bicycles testing. The setup design consists in analyzing two different structures: the mechanical setup and the force measurement system. In particular, the mechanical setup design involves the employment of the Inventor CAD for the static stress and modal analyses that are necessary to select the optimal solution for the frames. Since the force measurement system consists of seven load cells arranged in a particular configuration, the Inventor CAD is also used to model these transducers and to avoid force losses in the main directions, increasing the precision of the whole measurement system. The final part of this work focuses on the design of the internal frame’s setup, enabling to fix the bicycle on the internal frame during the tests and allowing the wheelbase length adjustment.

L'obbiettivo di questa tesi di laurea magistrale è quello di progettare un nuovo setup per la misurazione delle forze aerodinamiche in galleria del vento, durante la fase di test delle biciclette. La progettazione del setup consiste nell’analizzare due sistemi differenti: il setup meccanico ed il sistema di misurazione delle forze. In particolare, la progettazione del setup meccanico comprende l’utilizzo del CAD Inventor per eseguire l’analisi statica e quella dinamica, necessarie per selezionare la soluzione ottimale per quanto riguarda i telai. Dato che il sistema di misurazione delle forze consiste in sette celle di carico disposte in una particolare configurazione, il CAD Inventor è utilizzato anche per la modellazione di tali trasduttori e per evitare perdite di forza nelle direzioni principali, aumentando la precisione dell’intero sistema di misurazione. La parte finale di questo lavoro si focalizza sull’ideazione del setup del telaio interno, permettendo così di poter fissare la bicicletta al telaio interno durante la fase di test e agevolando la regolazione della lunghezza dell’interasse.