Examensarbetet handlar om utmattning av skruvar och har genomförts på Scania CV. Skruvar används på Scania för att till exempel sätta samman olika delar i ett lastbilschassi. Det är därmed viktigt att skruvarna håller för den belastningen som de utsätts för. Axiell utmattningsprovning av skruvar är standardiserad och välbeprövad medan publicerade testdata för böjutmattningsprovning nästan är obefintliga. Inom vissa utvecklingssammanhang antas skruvar hålla för högre ingenjörsspänningar i böjbelastning än i ren dragbelastning eftersom utmattningsprovning av provstavar har påvisat denna skillnad. I detta examensarbete har en helt ny provuppställning tagits fram för att genomföra böjutmattningsprovning både vid utmattningsgränsen och för kortare livslängd. Resultat i utmattningshållfasthet jämfördes sedan med resultat från axiell utmattningsprovning som även genomfördes i arbetet. Olika modeller för att beskriva spänningstillståndet i skruven togs fram med hjälp av teoretiska lösningar och FEM-modeller. Resultaten visar att skruvarna som är testade håller för 65-80 % högre ingenjörsspänningar i böjbelastning än i axiell belastning. Skillnaden i utmattningshållfasthet på grund av olika lastfall kan förklaras med olika teorier, till exempel gradientinverkan eller volymsinverkan. Här undersöktes utifall volymsinverkan kan förklara skillnaden i livslängd mellan de olika lastfallen med hjälp av weakest link teorin och resultaten visar att det så är fallet. / The master thesis concerns fatigue strength of screws and has been carried out at Scania CV. Screws are used at Scania in different types of joints in heavy vehicle chassis. It is therefore of importance that these screws are able to withstand the loads they are subjected to. Axial fatigue strength testing is well established and standardized while no test data for bending fatigue strength is published. In some development processes, screws are assumed to have higher fatigue strength when subjected to bending than in axial loading since notched laboratory specimen have shown this behavior. During this thesis work, a completely new experimental setup for fatigue strength due to bending load is proposed. Fatigue testing is performed with this setup for screws both at the endurance limit and shorter fatigue life. The fatigue strength results are thereafter compared to the results from fatigue testing using axial loading, which is also performed during this work. Different models, theoretical and using FEM, have been developed in order to describe the stress state in the screws tested. The results show a 65-80 % higher fatigue strength for screws subjected to bending compared to axial loading using an engineering stress measure. The difference in fatigue strength for different load types can be explained by different theories, for example the gradient effect or the stressed volume effect. Here, the stressed volume effect is investigated and the results obtained by using weakest link theory show that the difference can be explained by the volume effect.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-178791 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Huang, Xiyue |
| Publisher | KTH, Hållfasthetslära (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0015 seconds