Throat Size Optimization for a Welded Boom Base

Abstract

The purpose of this thesis was to inspect the welding beam in a boom base, which is manufac-tured for explosive charging in different kind of mines. Nowadays the used throat size is 20 mm which is suspected to be unnecessarily thick and this has a straight influence on manufacturing costs.

The thesis consists of a theoretical and practical part with which the accuracy of the results can be ensured. In the theoretical phase a unique 3D-model was created which was analyzed with the finite element method. In the practical phase strain gage measurements were done on the part which was under examination. After measurements these results were compared to the finite element method results. With strain gage measurements it was also possible to determine the estimated life of the weld in different kind of loading conditions.

Based on these results it will be possible to determine what kinds of stresses are formed on the weld and possibility to decrease the throat size of the particular weld can be calculated.

Työn tarkoituksena oli tarkastella puomin rungon hitsaussauman a-mittaa kaivosajoneuvossa, joka on valmistettu räjähdysaineen panostukseen erilaisissa kaivoksissa. Nykyisin käytettävä a-mitta on 20 mm, jonka on epäilty olevan tarpeettoman suuri, ja mikä vaikuttaa suoranaisesti koneen valmistuskustannukseen.

Työ koostuu laskennallisesta ja soveltavasta osuudesta, joiden avulla tulosten paikkaansa pitävyys voidaan varmistaa. Laskennallisessa osiossa tarkasteltavasta kohteesta luotiin erillinen 3D-malli, jota tutkittiin elementtimenetelmän avulla. Soveltavassa osuudessa tarkasteltavalle kohteelle suoritettiin venymäliuskamittaus, jonka tuloksia verrattiin elementtimenetelmällä saatuihin tuloksiin. Venymäliuskamittausten tulosten perusteella oli myös mahdollista määrittää hitsaussauman kestoikä erilaisissa dynaamisissa rasitustilanteissa.

Tulosten perusteella on mahdollista laskea, kuinka suuria jännityskertymiä hitsaussaumaan muodostuu ja onko hitsausauman pienentäminen täten mahdollista.