Etuvaunun suunnittelu ja rakenneanalyysi
Parviainen, Pekka (2013)
Parviainen, Pekka
Savonia-ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305138220
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305138220
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena oli suunnitella kaksiakselinen etuvaunu maa-ainesta kuljettavan ajoneuvon perävaunussa käytettäväksi ja tarkastella sen lujuutta. Nykyistä kestävämmän rakenteen suunnittelu oli ajankohtaista, koska käytössä oleva yksiakselinen etuvaunu ei sovellu käytettäväksi raskaimmissa ajoneuvoyhdistelmissä, jos suunnitteilla oleva laki ajoneuvoyhdistelmien enimmäismassojen korotuksesta tulee voimaan.
Etuvaunun 3D-malli suunniteltiin Vertex-ohjelmalla muokkaamalla olemassa olevaa yksiakselisen etuvaunun mallia. Tavoitteena oli saada aikaan yhtenäinen, kaikki sallitut ajoneuvoyhdistelmät kattava etuvaunujen mallisto. Etuvaunun mallille suoritettiin staattinen FE-analyysi Ansys 14.5 -ohjelmalla. Samanlaiset analyysit tehtiin myös kahdelle jo käytössä olleelle etuvaunulle, joiden tuloksia verrattiin suunnitellun etuvaunun tuloksiin. Lisäksi etuvaunun rakenteen väsymistä arvioitiin.
Työssä saatiin aikaan etuvaunun 3D-malli, FE-analyysi ja väsymistarkastelu, jotka annettiin yrityksen käyttöön jatkojalostamista varten. FE-analyysin tulokset eivät olleet sellaisenaan käyttökelpoisia, koska etuvaunun todellisia kuormituksia ei tiedetty. Tulosten vertaamista kahteen käytännössä toimivaksi todettuun etuvaunuun voidaan kuitenkin pitää riittävänä menettelynä rakenteen kestävyyden arvioimiseksi. Uuden etuvaunun runkopalkkien jännitykset olivat noin 23 % alhaisemmat kuin vanhanmallisen etuvaunun. Todellisten kuormitusten selvittämiseksi olisi mahdolliselle prototyypille suoritettava venymäliuskamittauksia testiajojen aikana.
Etuvaunun 3D-malli suunniteltiin Vertex-ohjelmalla muokkaamalla olemassa olevaa yksiakselisen etuvaunun mallia. Tavoitteena oli saada aikaan yhtenäinen, kaikki sallitut ajoneuvoyhdistelmät kattava etuvaunujen mallisto. Etuvaunun mallille suoritettiin staattinen FE-analyysi Ansys 14.5 -ohjelmalla. Samanlaiset analyysit tehtiin myös kahdelle jo käytössä olleelle etuvaunulle, joiden tuloksia verrattiin suunnitellun etuvaunun tuloksiin. Lisäksi etuvaunun rakenteen väsymistä arvioitiin.
Työssä saatiin aikaan etuvaunun 3D-malli, FE-analyysi ja väsymistarkastelu, jotka annettiin yrityksen käyttöön jatkojalostamista varten. FE-analyysin tulokset eivät olleet sellaisenaan käyttökelpoisia, koska etuvaunun todellisia kuormituksia ei tiedetty. Tulosten vertaamista kahteen käytännössä toimivaksi todettuun etuvaunuun voidaan kuitenkin pitää riittävänä menettelynä rakenteen kestävyyden arvioimiseksi. Uuden etuvaunun runkopalkkien jännitykset olivat noin 23 % alhaisemmat kuin vanhanmallisen etuvaunun. Todellisten kuormitusten selvittämiseksi olisi mahdolliselle prototyypille suoritettava venymäliuskamittauksia testiajojen aikana.