• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 38
  • 35
  • Tagged with
  • 73
  • 50
  • 28
  • 16
  • 14
  • 13
  • 12
  • 12
  • 12
  • 8
  • 7
  • 7
  • 7
  • 7
  • 6
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
51

Piezoelektrisk energiskördning för oregelbundna lågfrekventa rörelser / Piezoelectric Energy Harvesting for Irregular Low Frequency Motions

Bogren, Oliver, Olofsson, Simon January 2016 (has links)
Energiskördning är idag ett växande område och är framstående sett till hållbarhetsaspekterna. Vibrationsbaserad sådan har blivit allt populärare där man kan utnyttja mekanisk energi från olika källor till att generera elektrisk energi. Piezoelektricitet fungerar enligt denna princip och piezoelektrisk energiskördning har varit ett område som fler och fler utnyttjar på grund av dess effektivitet, exempelvis till trådlösa sensornätverk. Ett krav på att piezoelektrisk energiskördning ska fungera optimalt är att vibrationerna sker med en satt frekvens utan större variation, ofta i väldigt höga frekvenser. Syftet med detta projekt är att anpassa denna teknik till mänskliga rörelser vilket kan göra den mer användbar och ett tänkt ändamål kan vara ett demonstrationsexempel för oregelbundna rörelser vid låga frekvenser, precis som mänskliga rörelser. Utmaningen lägger därmed i att utveckla en piezoelektrisk energiskördare som har ett frekvensområde inom mänskliga rörelsers frekvenser på 4 till 7 Hertz, där effektiviteten fortfarande kan vara hög. Detta har beprövats med vibrationsplatta. Vad som observerades var att med flera piezoelektriska material på konsolbalkar i kolfiber av olika dimensioner med olika vikter längst ut, uppstod ett frekvensområde inom mänskliga området med höga spänningar. För att göra det möjligt behövdes vikterna ha en stor massa av upp till hundratals gram så att resonansfrekvenserna kunde vara inom nämnt frekvensområde. Då piezoelektriska material ger en växelspänning, måste spänningen likriktas. Detta gjordes med två olika gränssnitt med ett mönsterkort tillverkat för vardera. Dessa gränssnitt är ett klassiskt som helt enkelt likriktar spänningen, medan den andra, Parallel Synchronized Switch Harvesting on the Inductor (P-SSHI), ska maximera spänningen och effekten. Det visade sig att det inte blev lika lyckat som planerat. Det klassiska gränssnittet gav en likspänning som var nästan lika hög som den inmatade växelspänningen medan det inte gällde för P-SSHI. / Today energy harvesting is an area on the rise and is outstanding in regards to the environmental aspects. Vibration based energy harvesting has become popular where it uses mechanical energy from different sources to produce electrical energy. Piezoelectricity operates according to this principle and piezoelectric energy harvesting has been an area more are using because of its efficiency, with applications such as wireless sensor networks. One demand for piezoelectric energy harvesting to work optimally is that the vibration source must have a well known frequency with minor deviations and this in usually very high frequencies. The purpose of this thesis is to adapt this technology to human motions which could make it even more useful and a proposed usage is a demo product for irregular motions of low frequency, just like human motions. The challenge is hence to create a piezoelectric energy harvester which has a frequency range within the human motions’ frequencies of 4 to 7 Hertz, where the efficiency still could be high. This has been tested using a vibration exciter. What was noticed was that with multiple piezoelectric materials on cantilever beams of carbon fibre with different dimensions and tip masses, a frequency range within human range with high voltages could be created. To make this possible, the masses needed to have a significant mass of up towards hundreds of grams in order for the resonance frequencies to be within the stated frequency range. As the piezoelectric materials provide an AC voltage, the voltage needs to be rectified. This was done with two different interfaces with a PCB created for each. These interfaces are a classic one which simply rectifies the voltage, while the other, Parallel Synchronized Switch Harvesting on the Inductor (PSSHI), is supposed to maximize the voltage and power. This did not turn out to be as successful as predicted. The classical interface delivered a DC voltage almost as much as the provided AC voltage while the P-SSHI interface did not.
52

Influence of the Non-linear Effects in the Design of Viscous Dampers for Bridge Cables

Acar, Yalda, Jingstål, Pontus January 2014 (has links)
In this master thesis the performance of external viscous dampers attached to cables in cable-stayed bridges have been studied. A comparison has been performed between a linear and a non-linear cable model. The comparison was carried out for two bridge cables, one from the Dubrovnik Bridge and the other from the Normandie Bridge. The performance of the dampers have been measured in terms of maximum achieved damping ratio and minimum amplitude of vibration. The analysis was performed using the finite element method. The damping ratio was measured using both the half-power bandwidth method and by calculating the loss factor. The half-power bandwidth method can only be applied to a linear system. Therefore, the loss factor was evaluated for the linear model and compared to the results obtained using the half-power bandwidth method. From the comparison, it was concluded that the damping ratio evaluated using the loss factor was similar to the results obtained when using the half-power bandwidth method. However, when calculating the loss factor, it was of great importance that the resonance frequency of the system was accurately determined. The loss factor was then calculated for the non-linear model and compared to the results obtained for the linear model. Since the loss factor measures the energy dissipated in a system, it could be utilised for the non-linear model. When computing the strain energy for the non-linear model an approximate method was used to take into consideration the strain energy caused by the static deformation of the cable. From the comparison between the linear and non-linear cable models, it was concluded that the optimal damper coefficients obtained by both models are not significantly different. However, there is an uncertainty in the results due to the fact that an approximate method was used when calculating the strain energy for the nonlinear model. It was also observed that a very accurate evaluation of the system’s resonance frequency was needed to calculate the loss factor. It was also observed that the variation in amplitude of vibration for varying damper coefficient was small for all modes of vibration for the Dubrovnik Bridge Cable as well as for the first mode of vibration for the Normandie Bridge Cable. The difference in the results between the two bridge cables needs to be investigated further in order to get a better understanding of the results.
53

Vibrations in cross-laminated timber floors : Examining standards / Vibrationer i KL-träbjälklag : En granskning av normer och standarder

Svensson, Lisette, Berghem, Emma January 2020 (has links)
The report aims to investigate norms, standards, guidelines and experience within the industry for how to design CLT (cross-laminated timber) regarding vibrations induced from humans. The following is being researched, ISO137, KL-trähandboken, Eurocode 5 and a new unpublished working draft of Eurocode 5 final working draft, Canadian CLT handbook and Cross-laminated timber structural design according to Eurocode from Austria.The conclusion is that the literature for CLT is non-existent in the current Eurocode 5 which only addresses timber floors with joists, however the new Eurocode draft suggests an update to include CLT which is similar to the norm CLT from Austria.The report contains a calculation part in which an analysis is conducted for a real project with calculations based on Eurocode 5 and the Eurocode 5 final working draft, the design tool Calculatis and FEM program RFEM. The calculations are compiled and evaluated.The calculation results show differences between the different standards. The natural frequencies are typically the same. The biggest difference is between the accelerations which is in direct relation to the modal mass, and the modal mass differs a lot between the calculations. It is understandable how Eurocode 5 final draft and RFEM calculate the modal mass, but not so for Calculatis as it doesn’t show any calculations in the technical documentation.There is a difference of the modal mass between Eurocode 5 final draft and RFEM, likely because EK5 calculate the modal mass for a rectangular floor simply supported at two or four sides. Whereas the RFEM model is not strictly rectangular nor is it simply supported everywhere, instead there are beams in some places. This suggests that caution should be regarded in calculations where floor structures have been simplified. / I denna rapport undersöks hur ett KL-träbjälklag dimensioneras med hänsyn till vibrationer. Vibrationerna som beaktas är vibrationer från steg på bjälklaget. Rapporten är uppdelad i två delar. Del 1 är en litteraturstudie av normer och standarder. Del 2 är en beräkningsdel. Beräkningarna som utförs är handberäkningar från två av normerna, en beräkning med hjälp av Calculatis samt beräkningar med FEM-programmet RFEM. Alla beräkningar jämförs med varandra för att undersöka likheter och skillnader i resultaten.Slutsatsen från litteraturstudien är att det i dagens svenska dimensioneringsstandard (Eurokod 5) saknas bestämmelser för hur KL-trä ska dimensioneras, alla regler är anpassade för träregelbjälklag. Det kommer en uppdatering på Eurokod 5 om några år, ett slutgiltigt utkast på vibrationsdelen har studerats. Utkastet har regler som är anpassade för både KL-träbjälklag och träregelbjälklag.I beräkningsdelen är resultatet att det finns både skillnader och likheter mellan de olika beräkningsmetoderna. Egenfrekvenserna är relativt lika mellan de olika beräkningsmetoderna. Störst skillnad blir det för accelerationerna. Detta eftersom modalmassorna skiljer sig mellan de olika beräkningarna och accelerationsberäkningarna bygger på modalmassan. I Eurokod 5 final draft och RFEM är det tydligt hur modalmassan beräknas medan det är svårt att förstå hur den beräknas i Calculatis.En av anledningarna till att det blir så stor skillnad mellan egenmoden mellan Eurokod 5 final draft och RFEM är för att i Eurokod 5 final draft beräknas modalmassan enbart för rektangulära bjälklag som är fritt upplagda på 2 eller 4 sidor. Medan beräkningarna i RFEM har skett på ett bjälklag som inte riktigt är rektangulärt samt att delar av bjälklaget inte är fritt upplagt utan placerat på en balk. I detta fallet blir det stor skillnad på egenmoden vid förenkling av strukturen, förenklingar av strukturen bör därför beaktas med försiktighet för beräkningar.
54

Wearable Emergency Alerting System With Enhanced Inclusivity with interactive Acknowledgment and SOS Distress Signal

Kummathi, Jotheesh Reddy, Savithri, Venkata Tejeswar January 2023 (has links)
This abstract introduces the wearable-based alerting system for emergency situations for both disabled and non-disabled individuals. The system sends advanced technology to detect various emergencies like fire alerts, flood alerts, outside air contamination etc, for the emergency services and it gives a signal in the form of vibration for the user. AdafruitIO is a platform created to show, react to, and interact with the data from the project. The most important problem statement revolves around the need for an inclusive and green emergency alert machine that caters to the various desires of people, which include people with disabilities. The device’s primary objective is to ensure the protection and nicely-being of users in emergency scenarios. To address this problem, a wearable device is utilized as a verbal exchange interface between the user and the emergency services. The device is prepared with signal receiving capable of detecting precise emergency occasions, together with modifications in high-quality air or strange environmental conditions. When an emergency is detected, the device promptly sends a signal to the applicable emergency services, ensuring a quick reaction. The findings of this research focus on the effectiveness and reliability of the wearable-primarily based alerting machine. Through rigorous testing and assessment, it has been validated that the machine can as it should come across a huge variety of emergency situations, making certain well-timed communication with emergency services. In conclusion, this study provides a wearable-based totally alerting device that addresses the desires of both disabled and non-disabled people in emergency conditions. By exploiting advanced technology and the AdafruitIO platform, the device presents actual-time indicators to emergency services even as turning in spontaneous feedback to the user. This modern answer enhances basic safety and inclusivity through important activities, supplying a promising future for emergency response systems.
55

Determination of aerodynamic damping at high reduced frequencies

Pan, Minghao January 2017 (has links)
Forced response which is blade vibration due to an external excitation can lead to blade failure. The estimation of the level of vibration is dependent on the determination of aerodynamic damping. This thesisinvestigates the determination of aerodynamic damping at high reduced frequencies in turbomachines. The aerodynamic damping was calculated by a linearized Navier-Stokes flow solver with exact 3D non-reflecting boundary conditions. The method was validated using the two-dimensional test cases (Standard Configuration 5 and 8). Thereafter, two 3D profiles were also investigated: an aeroelastic turbine rig (AETR) which is a subsonic turbine case, and a virtual integrated compressor (VINK) which is a transonic compressor case. In AETR case, the first bending mode with reduced frequency 2.0 was studied. The 3D acoustic modes were calculated and the rate of decay was plotted as a function of nodal diameter and radial order. This plot identified six acoustic resonant points which included two points corresponding to the first radial order. The six resonance points correspond to six peaks in the damping curve. In VINK case, the fifth mode (1854 Hz, reduced frequency 3.1) was investigated. Acoustic resonance was predicted to occur for the first and second radial orders at the inlet. It was concluded that the higher order resonance points are influencing the damping curve. There were some inconsistencies in the results and grid convergence was not achieved. These inconsistencies were due to the difficulty in calculating the acoustic modes at the transonic inlet with an impinging shock. / Aerodynamiskt påtvingade vibrationer, som är bladvibrationer på grund av en extern excitation kan leda till haveri. Prediktering av vibrationen är beroende av bestämning av aerodynamisk dämpning. I detta arbete undersöks bestämningen av aerodynamisk dämpning vid höga reducerade frekvenser i turbomaskiner. Den aerodynamiska dämpningen beräknades genom en linjäriserad Navier-Stokeslösare med exakta 3D icke-reflekterande gränsvillkor. Metoden validerades med hjälp av de tvådimensionella testfallen (Standardkonfiguration 5 och 8). Därefter undersöktes två 3D-profiler: en aeroelastisk turbinrigg (AETR), som är en subsonisk turbinenhet och en virtuell integrerad kompressor (VINK) som är ett transoniskt kompressorfall. I AETRfallet undersöktes det första böjningsformen med reducerad frekvens 2.0. 3D akustiska lägen beräknades och graden av förfall visades som en funktion av noddiameter och radiell grad. Denna metod identifierade sex akustiska resonanspunkter som innehöll två punkter som motsvarade den första radiella graden. De sex resonanspunkterna motsvarar sex toppar i dämpningskurvan. I VINK-fallet undersöktes den femte svängningsformen (1854 Hz, reducerad frekvens 3.1). Akustisk resonans förutspåddes inträffa för första och andra radiella graden vid inloppet. Slutsatsen drogs att de högre ordningens resonanspunkter påverkar dämpningskurvan. Det fanns vissa inkonsekvenser i resultaten och gridkonvergens uppnåddes inte. Dessa inkonsekvenser berodde på svårigheten att beräkna de akustiska svängningsformerna vid det transoniska inloppet med en stötvåg.
56

Serviceability assessment of footbridges when subjected to vibrations induced by running pedestrians

Garmendia Purroy, Javier January 2017 (has links)
Vibration serviceability in the design of footbridges is gathering enormous prominence as comfort restrictions get enhanced. Comfort verifications are often becoming critical when considering human induced dynamic loading on lightweight structures, which are increasing in slenderness and flexibility. The aim of this work was to build up understanding about the running load effects on the response of footbridges and proving that it could imply a critical load case that would require verification. Additionally, the accuracy of potential models to estimate the structural response was evaluated. Finally, aiming for a practical application, this work provides a step forward towards the possibility of adopting a simplified design methodology to be included in the future guidelines and an insight into the potential effects of a marathon event. While the walking load case is a well-studied phenomenon, not much attention has been paid to the running induced excitation. Guidelines motivate that there is no need for verification and exceptionally, some get to suggest a time domain load model definition. The interaction phenomena as well as the effects of groups of runners in the dynamic response of the structure remain still unknown. Limiting the work to the vertical component of the response and force and based on a large set of additional assumptions, experimental and numerical analyses were performed. Three footbridges were tested and subjected to tests involving different motion forms; jumping, walking and running. On the other hand, the time domain load models available in the literature were applied accounting for the spatial displacement of each of the pedestrians along the footbridge. In the most advanced of the models, aiming to account for interaction effects, the subjects were modelled as independent mechanical systems. The results derived from the experimental study helped characterizing the running load effect on the footbridge's response and proved that there may be structures in which running could comprise a critical load case. Furthermore, the numerical analyses allowed to verify the accuracy of the suggested models and the improvement that the human structure interaction effects involve. The analyses resulted in complementary sets of conclusions that built up understanding about the running load effects on footbridges; such as the sensitivity of the estimated response to the structure's modal properties and the influence of the parameters that characterize the running motion. Finally, the suggested simplified design methodology was able to estimate, with a very reasonable error for the current case study, the calculated response by the most accurate of the models. To sum up, this work serves as a motivation to include the running load case in the guidelines and establishes a starting point for further research and simplified design methodologies based on the strategy and models suggested in this work.
57

Soil-structure interaction for traffic induced vibrations in buildings

Hofstetter, Marcel, Pashai, Nima January 2018 (has links)
Major cities in Sweden experience a population growth, demanding innovative solutions regarding land exploitation for residential housing. One solution is to build closer to existing railway tracks, however difficulties arise regarding determining traffic induced vibrations from trains. This sometimes results in vibrations being too large in buildings regarding comfort, resulting in expensive measures taken as to reduce the vibrations. The scope of this thesis is to investigate the soil-structure interaction caused by traffic induced vibrations in buildings using ABAQUS FE software, where the aim is to partly investigate how a structure effects surrounding soil, partly to investigate which parameters of a structure has largest favorable impact on foundation vibrations. Major results include that ground vibrations at 2-4 meters parallel to a structure relative to the vibration source remain constant, independent on whether a house is present or not. Further results show that increasing the thickness of the foundation slab has a mitigating effect on the induced vibrations. The main conclusions of this thesis include that quadratic elements are superior to linear elements for dynamic analyses for soil, and that accelerometers should be placed at least 2-4 m next to an existing structure to obtain accurate measurements comparable to if no structure was present. / Större städer i Sverige upplever en befolkningstillväxt, vilket resulterar i att kreativa lösningar måste introduceras gällande markexploatering för bostadshus. En sådan lösning är att bygga närmre befintlig järnväg, dock resulterar detta i svårigheter gällande att kvantifiera magnituden av trafikinducerade vibrationer i byggnadsfundament orsakade av tågtrafik. En konsekvens av detta är att vibrationsnivåerna i husen ibland blir för stora sett till komfortvibrationer, vilket resulterar i att dyra åtgärder måste tas för att minska vibrationerna. Denna avhandling syftar till att genom att använda ABAQUS FE-mjukvara utforska jord-strukturinverkan i hus orsakade av trafikvibrationer. Målet är delvis att undersöka hur byggnation påverkar omgivande markvibrationer, delvis att undersöka vilka parametrar som har störst gynnsam effekt gällande dämpning av trafikinducerade vibrationer. De viktigaste resultaten indikerar att markvibrationer 2-4 meter bredvid ett hus relativt vibrationskällan förblir oförändrade oberoende av om byggnation existerar eller ej, samt att en ökning av tjockleken av grundplattan resulterar i minskade fundamentvibrationer. Slutsatserna som presenteras är flera, däribland att kvadratiska element är mer beräkningseffektiva än linjära element för dynamiska analyser för jord, samt att accelerometrar bör placeras minst 2-4 m bredvid ett befintligt hus för att erhålla mätdata jämförbara med om ett hus inte skulle finnas på platsen.
58

Multibody simulations of vibrations in a truck’s steering system / Flerkroppssimuleringar av vibrationer i en lastbils styrsystem

Didenbäck, Marcus January 2023 (has links)
This thesis aims to explore if multibody simulations is a suitable method to investigate vibrations in the steering system of trucks. Vibrations in the steering system and subsequently in the steering wheel is a common issue that automotive manufacturers face. The vibration levels in the steering wheel are in some countries regulated and some vibration phenomena can even cause issues with the handling properties of the whole vehicle. Therefore being able to predict and reduce these with the help of multibody simulations would be of great value. The thesis does this by comparing the simulations to measurements. It investigates what parts can be approximated as rigid, what the effects different numerical solvers have and compares different driving scenarios. This can however be quite challenging, one reason being that the differential equations arising when performing multibody simulations of trucks are very stiff. The numerical challenges of this must be overcome while still keeping the resolution of the accelerations in the solution high enough to still be representative of reality. The thesis also explains how to mathematically model a physical system such that the numerical analysis of it can be efficient. The results show that the success of multibody simulations is very dependent on the test case. However, they also show that together with physical measurements multibody simulations can be a powerful complementary tool. The thesis also presents improvements that could be made to the model as well as certain key areas that need to be studied more in order to align the multibody simulations results with measurements. The multibody simulations software used to perform the calculations and the modelling in the report is Adams developed by Hexagon AB. / Den här rapporten syftar till att ge inblick i om flerkroppssimuleringar kan vara ett användbart verktyg för att undersöka styrsystemsvibrationer i lastbilar. Dessa vibrationer är orsaken till en mängd styrningsproblem samt att rattvibrationer har lagkrav att inte vara för stora. Att kunna förutspå och efterlikna dessa vibrationer med flerkroppssimulering skulle därmed vara till stor fördel. Detta undersöks genom att jämföra simuleringarna med mätdata. Det undersöks vilken påverkan stelkroppsapproximationer av vissa komponenter har, påverkan av olika numeriska integrationmetoder samt steglängder och även olika körningslastfall. Att genomföra flerkroppssimuleringar av lastbilar är dock inte alltid helt enkelt, på grund av differentialekvationernas styva karaktär uppstår ofta konvergensproblem. Ska man sedan använda resultaten för att undersöka styrsystemsvibrationer måste man överkomma dessa konvergensproblem men bibehålla en tillräckligt fin upplösning av resultatet för att resultatet fortfarande ska vara representativt av den fysiska lastbilens dynamiska egenskaper. Rapporten beskriver även hur man kan gå tillväga för att matematiskt modellera ett fysisk system så att det effektivt går att utföra dynamisk analys av det. Resultaten visar att flerkroppssimulering kan vara väldigt beroende på vad körfallet är, med vissa körfall där simuleringar och mätningar stämmer väl överens och andra där detta inte är fallet. På grund av detta kan det vara otillräckligt att endast använda flerkroppssimulering för att utvärdera styrsystemsvibrationer, men resultaten visar att tillsammans med mätdata kan flerkroppssimulering vara ett kraftfullt komplement. I rapporten presenteras även exempel av viktiga komponenter att ta hänsyn till för att bättre kunna simulera styrsystemsvibrationer samt områden där mer forskning har potential att förbättra flerkroppssimuleringar i hänsyn till styrsystemsvibrationer. Mjukvaran som används för att utföra flerkroppssimulering är Adams som utvecklas av Hexagon AB.
59

Dimensionering av träbjälklag enligt Eurokod med hänsyn till svikt och vibrationer

Mirzai, Jamo January 2014 (has links)
SammanfattningSvikt och vibrationer i bjälklag har sedan länge varit en vanlig orsak till klagomål frånbrukaren. Klagomålen kommer främst i samband med byggnader som är konstruerade medlätta bjälklag, alltså byggnader som har en stomme av stål eller trä. [6]Examensarbetet behandlar svikt och vibrationer i ett kassettbjälklag av massivträ som ärdimensionerad enligt gamla normen, det vill säga BKR. Arbetet omfattar litteraturstudier ochberäkningar i ett eget utvecklat beräkningsprogram för dimensionering av träbjälklag baseradpå Eurokod i MathCad. Det genomförs även en undersökning med hjälp av enkäter sombesvaras av boenden på Flintyxan i Uppsala.Resultaten av undersökningen och beräkningarna redovisas i form av tabell och diagram. Detgenomförs även en djupare analys av de två studierna i slutet av arbetet.Syftet med arbetet är att jämföra brukarens upplevelse av svikt och vibrationer som uppstår ibjälklaget med dagens dimensioneringskrav. Dessutom bedöma omdimensioneringsprinciperna och kraven verkligen fungerar i dagens samhälle.Enligt utförda beräkningar och litteraturstudier med avseende på svikt och vibrationerklassificeras bjälklaget som ”godtagbar”. Men däremot visar enkätundersökningen olika svarsom redovisas senare i arbetet.Nyckelord: svikt och vibrationer, träbjälklag, MathCad, kassettbjälklag, dimensionering,Eurokod. / AbstractSpring and vibrations in the frame has long been a common cause of complaint from theusers. The complaints will be mainly in connection with the buildings that are built withlightweight frame; this means buildings that have a framework of steel or wood. [6]This thesis will focus on spring and vibrations only in cassette joists of solid wood as isdimensioned according to old standard, BKR. This thesis covers literature studies on,calculations in computing applications for the dimensioning of wood joists based on Eurocodein MathCad. Studies will be made with the help of surveys that will be answered by residentat Flintyxan in Uppsala, Sweden.The results of the studies and calculations will be reported in the form of tables and charts.The aim is to compare users' interpretation of spring and vibrations that occur in the framewith today's dimensioning requirements and see if the dimensioning principles andrequirements actually work in today's society.The calculations and literature studies shows that the selected frame is classified as"acceptable". But at the same time the survey will show different answers that are reportedlater in the work.Keywords: spring and vibration, wood joists, Mathcad, cassette joists, dimensioning,Eurocode
60

Comparison of Fatigue Life Evaluation Methods / Jämförelse av beräkningsmetoder för utmattning

Hedberg Lundblad, Louise, Lund, Anna January 2021 (has links)
The aim of this thesis is to investigate a selected set of fatigue life calculation methods and evaluate if they are suitable for fatigue life estimation of truck components at Scania. Failure due to fatigue can be cause by road induced vibrations, which is an inevitable phenomenon trucks are exposed to. By estimating when and where these components will fail, they can be designed to reduce the amount of failure per vehicle. Three types of fatigue life calculation methods, namely equivalent stress methods, critical plane methods and spectral methods, have been evaluated. These are methods for calculating fatigue life in both the time domain and the frequency domain. The chosen calculation methods have been evaluated based on their sensitivity to input parameters, their accuracy on predicting fatigue life and their ability to find the critical areas where the components are most likely to fail. The methods have also been compared to a method already implemented at Scania. To evaluate the methods, two different components were used. The first component was designed to give a multiaxial stress state and the other was a real truck component where fatigue data had been collected from a shake rig test at Scania. It was found that all investigated methods were successful in finding critical areas where failure will occur. However, the resulting estimated fatigue life had a very low accuracy. To draw any conclusions about the accuracy of the fatigue life estimations, a model that better reflects the dynamics of the real truck component is needed. Therefore, the conclusion is that the chosen methods can be used for finding critical areas in a component but not to determine the absolute time to failure for the model used. However, the method already implemented at Scania was equally successful in finding the critical areas and it has a much shorter computational time than the methods in the time domain. Since it is already implemented and used, the Scania method is recommended for the purpose of finding the critical areas of a component. A sensitivity study was conducted in order to investigate the influence of a variation of material parameters on the fatigue life calculated with the different methods. This study showed that the SN-curve parameters are important for the resulting fatigue life of methods that consider the endurance limit, and, therefore, that the choice of SN-curve is important. Since the road induced vibrations in this study caused load signals where the majority of the cycles were found below the endurance limit, methods that account for the endurance limit have to be used for calculations on components experiencing similar conditions. Furthermore, it was found that the resulting stress signal from the FE-analysis using input data from the shake rig test was non-Gaussian, this makes the results from all the chosen frequency domain methods invalid. To use these methods, they need to be extended to consider non-Gaussian signals. / Syftet med detta examensarbete är att undersöka ett antal utvalda metoder för utmattningsberäkning och utvärdera om dessa är lämpliga för att uppskatta livslängden på lastbilskomponenter hos Scania. Haveri på grund av utmattning kan orsakas av vibrationer från vägen, ett fenomen som påverkar komponenter på lastbilar. Genom att uppskatta när och var dessa komponenter går sönder kan de konstrueras för att minska antalet haverier. Olika typer av metoder för utmattningsberäkning i både tidsdomänen och frekvensdomänen har utvärderats. Dessa inkluderade ekvivalenta spännings-metoder, kritiska plan-metoder samt spektrala metoder. Metoderna har utvärderats med avseende på deras känslighet för variation i materialparametrar, hur den beräknade livslängden skiljer sig mot verkliga tester och hur bra de är på att hitta de kritiska områdena på en lastbilskomponent. Detta har även jämförts mot en beräkningsmetod som redan används på Scania. Två olika komponenter användes för att utvärdera metoderna. En av komponenterna var designad för att ge ett multiaxiellt spänningstillstånd och en var en riktig lastbilskomponent med data uppmätt från ett skaktest på Scania. Alla studerade metoder fann de kritiska områdena där utmattningsbrott riskerar att uppstå. Däremot visade det sig att beräkningsmetoderna inte lyckades estimera livslängder som låg i närheten av de som uppmättes under testet i skakriggen. En mer verklighetsnära modell vilken bättre motsvarar de dynamiska egenskaperna av systemet behövs för att kunna dra en slutsats om modellernas träffsäkerhet gällande estimeringen av livslängden. För ändamålet att hitta kritiska områden rekommenderas metoden som redan används hos Scania, eftersom denna var lika framgångsrik att hitta dessa, men gjorde det på en avsevärt kortare tid. Därutöver identifierades att spänningssignalen från FE-analysen, där indata från skakriggen användes, inte var gaussisk. Detta innebär att signalen inte uppfyller kraven för de spektrala metoderna och därmed att resultaten från beräkningarna på lastbilskomponenten inte går att använda för att dra några slutsatser. Känslighetsanalysen visade att de metoder som tar hänsyn till utmattningsgränsen är känsliga för ändringar i SN-parametrar. Detta beror på att många cykler, för det studerade lastfallet, låg nära utmattningsgränsen och att antalet cykler som ingick i beräkningarna därför påverkades stort av SN-parametrarna. Eftersom de vibrationer som uppstår då lastbilar framförs på vägar kan ge upphov till många cykler med amplituder nära utmattningsgränsen bör endast metoder som kan ta hänsyn till utmattningsgränsen användas vid dessa fall.

Page generated in 0.0821 seconds