There is currently a knowledge gap regarding the plastic material properties of many steel types that Atlas Copco use in their high torque power tools. This makes it difficult to fully utilise the capabilities of the Finite Element Method (FEM) to aid the developmental process. Case hardened steel is of special interest as there is not any established method on how to model it numerically.Test specimens of steel type 9195 and 2541 has been developed with two different geometries; hollow and solid. Specimen were heat treated to create case hardened specimens with different Case Depths (CD) as well as specimens made to mimic the material behaviour of the case and core of case hardened steel.Monotone torsion tests were conducted to generate stress-strain data for material models. Hardness tests of case hardened steel were made to determine hardness profiles. By combining these results, a spatially dependent case hardened steel material in an FE-model was created.Test results of the homogeneous specimen tests were successfully modelled using FEA. The case hardened steel could also be modelled, but with a discrepancy against the test results as the model core material were not representative actual core. However, the spatially dependent material model has high potential for simulating the case hardened steel, given the correct inputs. / Det finns för närvarnade bristfällig kännedom gällandes plastiska materialegenskaper hos många av de stål Atlas Copco använder i sina högmomentsverktyg för åtdragning av förband. Detta gör det svårt att fullt ut använda finita elementmetoden (FEM) som ett verktyg i produkters utvecklingsprocess. Sätthärdat stål är av intresse då det inte finns någon etablerad metod för hur det ska modelleras numeriskt.Provstavar gjorda av ståltyperna 9195 och 2541 har tagits fram med två olika geometrier; ihåliga och solida. Provstavarna var värmebehandlade vilket gav sätthärdade material med olika sätthärdningsdjup samt provstavar i material som skulle efterlikna materialet hos höljet och kärnan av sätthärdat stål.Monotona vridprov utfördes för att generera spännings-töjningsdata för användning i materialmodeller. Hårdhetstester gjordes för att fastställa hårdhetsprofiler hos sätthärdat stål. Genom att kombinera dessa provresultat skapades en numerisk material-model av sätthärdat stål med FEM.Testresultaten från de homogena provstavarna återskapades numeriskt med goda resultat. De sätthärdade provstavarnas beteende kunde också återskapas, men med ett något bristfälligt resultat då kärnmaterialet hos modellen inte var representativt av riktigt kärnmaterial hos sätthärdat stål. Modellen har dock hög potential för att återskapa sätthärdat stål, givet korrekt materialdata.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-321730 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Fridstrand, Jonathan |
| Publisher | KTH, Hållfasthetslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:203 |
Page generated in 0.0027 seconds