Linja-auton korin takakehämoduulin vahvistaminen
Vähäheikkilä, Marko (2016)
Vähäheikkilä, Marko
2016
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-10-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201609224540
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201609224540
Tiivistelmä
Linja-auton korin pitää olla riittävän vahva auton ympäripyörähdystestissä, jossa auto kaadetaan 800 mm korkealta korokkeelta katon kulma edellä maahan. Vaatimuksena on, että korirakenteen muodonmuutokset eivät saa olla liian suuria auton osuessa maahan. Carrus Delta Oy on Liedossa sijaitseva linja-autokoritehdas, joka valmistaa Volvo 9700 -linja-autoa lisenssillä Volvolle. Tuotekehitystä tehdas tekee yhteistyössä Volvo Bussar Ab:n kanssa, ja nyt Carrus Delta Oy:n tehtävänä on suunnitella vahvistuksia Volvo 9700 -linja-auton koriin. Vahvistuksia suunnitellaan tiukentuvan eurooppalaisen ECE 66-02 -säännöksen takia.
Tämän työn päätavoitteena on tutkia, miten korin takakehämoduulin vahvuutta voidaan parantaa. Linja-auton korin kehän valmistuksessa käytetään suorakaideprofiiliputkia, minkä takia tutkitaan, miten niiden lujuutta voidaan parantaa taivutuksessa. Koriin syntyy plastisia niveliä, minkä vuoksi lasketaan profiiliputkien taivutuskesto plastisuuteen perustuvan laskennan avulla.
Työssä tutkitaan, mikä vaikutus paikallisella lommahduksella on profiiliputken lujuuteen ja kiertymiskykyyn. Tämän lisäksi kehitetään menetelmä, jolla voidaan kokeellisesti määrittää plastisen nivelen momentti kiertymän funktiona, kun otetaan huomioon rakenteen suuret muodonmuutokset. Linja-auton kehän takakehämoduulia analysoidaan elementtimenetelmällä. Työssä käytetään elementtimenetelmän staattista ja transienttia laskentaa. Tavoitteena on myös tutkia elementtimenetelmän soveltuvuutta tämänkaltaisen rakenteen ja ongelman analysointiin.
Takakehämoduulin elementtimenetelmäanalysoinnin tuloksena saadaan määritettyä, missä kohdissa takakehän jännitykset ovat suurimmat, miten sen muoto muuttuu ja millaisilla ratkaisuilla sitä kannattaa vahvistaa. Elementtimenetelmä osoittautuu erittäin hyödylliseksi tavaksi kehittää tuotetta. Sillä on mahdollista kehittää ratkaisuja ennen prototyyppien valmistusta. Työssä osoittautuu, ettei elementtimenetelmä yksinään riitä, sillä esimerkiksi hitsausliitosten kestävyyden arviointia ei voida sillä tarkasti tehdä. Työn tuloksena myös selviää, että paikallinen lommahdus on merkittävä profiliiputkien valintaa ohjaava eli voimakkaasti niiden energian sitomiseen vaikuttava tekijä.
Tämän työn päätavoitteena on tutkia, miten korin takakehämoduulin vahvuutta voidaan parantaa. Linja-auton korin kehän valmistuksessa käytetään suorakaideprofiiliputkia, minkä takia tutkitaan, miten niiden lujuutta voidaan parantaa taivutuksessa. Koriin syntyy plastisia niveliä, minkä vuoksi lasketaan profiiliputkien taivutuskesto plastisuuteen perustuvan laskennan avulla.
Työssä tutkitaan, mikä vaikutus paikallisella lommahduksella on profiiliputken lujuuteen ja kiertymiskykyyn. Tämän lisäksi kehitetään menetelmä, jolla voidaan kokeellisesti määrittää plastisen nivelen momentti kiertymän funktiona, kun otetaan huomioon rakenteen suuret muodonmuutokset. Linja-auton kehän takakehämoduulia analysoidaan elementtimenetelmällä. Työssä käytetään elementtimenetelmän staattista ja transienttia laskentaa. Tavoitteena on myös tutkia elementtimenetelmän soveltuvuutta tämänkaltaisen rakenteen ja ongelman analysointiin.
Takakehämoduulin elementtimenetelmäanalysoinnin tuloksena saadaan määritettyä, missä kohdissa takakehän jännitykset ovat suurimmat, miten sen muoto muuttuu ja millaisilla ratkaisuilla sitä kannattaa vahvistaa. Elementtimenetelmä osoittautuu erittäin hyödylliseksi tavaksi kehittää tuotetta. Sillä on mahdollista kehittää ratkaisuja ennen prototyyppien valmistusta. Työssä osoittautuu, ettei elementtimenetelmä yksinään riitä, sillä esimerkiksi hitsausliitosten kestävyyden arviointia ei voida sillä tarkasti tehdä. Työn tuloksena myös selviää, että paikallinen lommahdus on merkittävä profiliiputkien valintaa ohjaava eli voimakkaasti niiden energian sitomiseen vaikuttava tekijä.