Olka-akselin uudelleensuunnittelu eri valmistusmenetelmää varten
Hoffrén, Joonas (2021)
Hoffrén, Joonas
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202102112247
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202102112247
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella uudelleen henkilöajoneuvon erillistuetun taka-akselin olka-akseli hyödyntäen kohdeajoneuvon alkuperäisen komponentin takaisinmallinnusta. Komponentin suunnittelun lisäksi tässä insinöörityössä tarkastellaan komponentin toiminnallisuuden ja takaisinmallinnuksen teoriaa.
Uuden komponentin suunnittelun apuna käytettiin alkuperäisen komponentin takaisinmallinnusta. Takaisinmallinnuksen tärkeimpänä työkaluna käytettiin 3D-skannausta, joka suoritettiin strukturoituun valoon perustuvalla 3D-skannerilla. Takaisinmallintamalla alkuperäinen komponentti saatiin tehokkaasti selvitettyä uuden komponentin suunnittelussa tarvittavat osien kolmiulotteiset sijainnit ja etäisyydet. Uusi ja alkuperäinen komponentti mallinnettiin tietokoneavusteisella mekaniikkasuunnitteluohjelmistolla.
Komponentin monimutkaisen muodon johdosta päädyttiin suunnittelemaan komponentti valmistettavaksi kokoonpanona, jonka osat valmistetaan osittain levytyönä ja koneistamalla. Komponentin osissa käytettävien materiaalien paksuus arvioitiin alustavien laskelmien perusteella.
Suunnittelun apuna ja lopullisen komponentin kestävyyden todentamiseksi käytettiin apuna elementtimenetelmään perustuvaa tietokoneavusteista lujuuslaskentaa. Alkuperäisen ja uudelleen suunnitellun komponentin ominaisuuksia vertailtiin lujuuslaskentojen tulosten perusteella.
Työn tuloksena syntyi olka-akselikokoonpano, joka täyttää komponentin ominaisuuksilta vaaditut kriteerit. Olka-akseli kokoonpanon osien kolmiulotteisten mallien perusteella olisi mahdollista tehdä työkuvat osien valmistamista varten.
Uuden komponentin suunnittelun apuna käytettiin alkuperäisen komponentin takaisinmallinnusta. Takaisinmallinnuksen tärkeimpänä työkaluna käytettiin 3D-skannausta, joka suoritettiin strukturoituun valoon perustuvalla 3D-skannerilla. Takaisinmallintamalla alkuperäinen komponentti saatiin tehokkaasti selvitettyä uuden komponentin suunnittelussa tarvittavat osien kolmiulotteiset sijainnit ja etäisyydet. Uusi ja alkuperäinen komponentti mallinnettiin tietokoneavusteisella mekaniikkasuunnitteluohjelmistolla.
Komponentin monimutkaisen muodon johdosta päädyttiin suunnittelemaan komponentti valmistettavaksi kokoonpanona, jonka osat valmistetaan osittain levytyönä ja koneistamalla. Komponentin osissa käytettävien materiaalien paksuus arvioitiin alustavien laskelmien perusteella.
Suunnittelun apuna ja lopullisen komponentin kestävyyden todentamiseksi käytettiin apuna elementtimenetelmään perustuvaa tietokoneavusteista lujuuslaskentaa. Alkuperäisen ja uudelleen suunnitellun komponentin ominaisuuksia vertailtiin lujuuslaskentojen tulosten perusteella.
Työn tuloksena syntyi olka-akselikokoonpano, joka täyttää komponentin ominaisuuksilta vaaditut kriteerit. Olka-akseli kokoonpanon osien kolmiulotteisten mallien perusteella olisi mahdollista tehdä työkuvat osien valmistamista varten.