In a bus chassis, welded connections are often preferred to other fastening techniques due to low cost and broad competence among suppliers but are usually the weakest parts due to fatigue life. Evaluation of welds is often costly in time and competence. Long iteration times are often leaving welded designs unoptimized and poorly understood by designers and engineers. The goal of this thesis is to gather knowledge about a plug-welded bracket commonly found welded to beams in bus chassis and body, aiding the design and dimensioning of such brackets. A factorial design study was performed using FEM analysis with the “Effective notch method,” revealing the effects of seven different design parameters on the stresses in the weld. A theory to analytically calculate the profile of the bracket is presented. The theory is taking the beam’s second moment of area and the bending moment into consideration, essentially tuning the bracket’s stiffness to the beam and the load situation. An improved bracket is presented, analyzed, and compared to the design study. The results show how stresses in the weld are affected by the stiffness of the bend in the bracket, the location of bolts (or other fastening technique) and the plug weld dimensions. When the weld is made to run longer along the beam, the importance of adjusting the stiffness in the bracket increases in order to balance the load throughout the whole weld. / Svetsade fästelement är ofta att föredra i ett busschassi över andra tekniker av kostnadsskäl och att en bred kompetens finns inom svets hos många underleverantörer. Men på grund av utmattning är ofta svetsade infästningar den svagaste punkten i ett chassi. Utvärdering av svetsar är kostsamt i tid och kompetens. Långa iterationstider i svetsutvärderingar lämnar ofta svetsen ooptimerad och undermåligt förstådd av designers och ingenjörer. Målet med detta arbete är att samla kunskap runt ett pluggsvetsat fästelement som ofta förekommer i busschassier och busskarosser, för att underlätta design och dimensionering av dessa fästelement. En faktoriell designstudie var utförd med FEM analys enligt ”Effective Notch” metoden för att undersöka effekten från sju olika designparametrar på spänningskoncentrationerna i svetsen. En teori för att analytiskt beräkna profilen på fästelementet presenteras. Teorin tar balkens böjtröghetsmoment och böjmoment med i beräkningen för att optimera fästelementets styvhet till balken och lastsituationen. Ett förbättrat fästelement är presenterat, analyserat och jämförd med designstudien. Resultaten visar hur spänningarna i svetsen påverkas av styvheten i den böjda delen av fästelementet, placeringen av bultar (eller annan infästningsteknik) och dimensioner på ”svetspluggen.” När svetsen är går längre längs med balken blir fästelementets styvhet allt viktigare för att kunna balansera lasten igenom det svetsade området.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-300146 |
| Date | January 2021 |
| Creators | EKLUND, FREDRIK |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| 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-ITM-EX ; 2021:340 |
Page generated in 0.0026 seconds