Ohutlevykennorakenteen FEM-analyysi
Törmänen, Lasse (2016)
Oulun ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605157911
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605157911
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä selvitettiin FEM-analyysin soveltuvuutta ohutlevykennorakenteiden kuormituksen tutkimiseen. Työn tilaajana toimi Kenno Tech Oy. Työn tarkoituksena oli simuloida ohutlevykennorakenteiden eri kuormitustilanteita FEM-ohjelmistossa ja vertailla tuloksia käytännön kokeisiin. Käytännön kokeet jäivät aikataulullisien ongelmien vuoksi suorittamatta.
Työssä suoritettiin FEM-analyysit eri rakenteille ja materiaalivaihtoehdoille Solidworksin simulaatiotyökalulla ja esisuunniteltiin koejärjestelyjä. Opinnäytetyössä ratkaistiin myös kennorakenteiden geometriamallien simulointivalmisteluiden ongelmia. Analyyseissä saatiin rakenteiden siirtymän ja voiman välille yhteys. Simuloinneissa saatiin selville myös karkeat arviot voiman maksimiarvoille rakenteiden eri kuormitustapauksissa.
Elementtimenetelmän käyttö osoittautui erinomaiseksi työkaluksi rakenteen jäykkyyden ja jännityshuippujen tutkimiseen. Kennorakenteiden suurimman rasituksen määrittämiseksi sen soveltuvuus on kuitenkin heikko, koska rakenteisiin kohdistuu suuria paikallisia jännityshuippuja erityisesti teräviin nurkkiin tai hitsaussaumoihin kuormitustapauksen mukaan mallista riippuen.
Työn tuloksia voidaan kuitenkin käyttää hyväksi rakenteen jännityshuippujen paikan määritykseen rakenteen suunnittelussa. Simulointimalleissa voidaan myös helposti vaihtaa kuormitusta ja tuentatapaa, mikä mahdollistaa eri kuormitustapausten arvioitujen maksimijännitysten määrittämisen.
Työssä suoritettiin FEM-analyysit eri rakenteille ja materiaalivaihtoehdoille Solidworksin simulaatiotyökalulla ja esisuunniteltiin koejärjestelyjä. Opinnäytetyössä ratkaistiin myös kennorakenteiden geometriamallien simulointivalmisteluiden ongelmia. Analyyseissä saatiin rakenteiden siirtymän ja voiman välille yhteys. Simuloinneissa saatiin selville myös karkeat arviot voiman maksimiarvoille rakenteiden eri kuormitustapauksissa.
Elementtimenetelmän käyttö osoittautui erinomaiseksi työkaluksi rakenteen jäykkyyden ja jännityshuippujen tutkimiseen. Kennorakenteiden suurimman rasituksen määrittämiseksi sen soveltuvuus on kuitenkin heikko, koska rakenteisiin kohdistuu suuria paikallisia jännityshuippuja erityisesti teräviin nurkkiin tai hitsaussaumoihin kuormitustapauksen mukaan mallista riippuen.
Työn tuloksia voidaan kuitenkin käyttää hyväksi rakenteen jännityshuippujen paikan määritykseen rakenteen suunnittelussa. Simulointimalleissa voidaan myös helposti vaihtaa kuormitusta ja tuentatapaa, mikä mahdollistaa eri kuormitustapausten arvioitujen maksimijännitysten määrittämisen.