With the development of the deforestation industry and the increased demand for sawn goods and woods over the world, created a need for more efficient harvesting methods, a need that was represented by mechanized harvesters and forwarders in forestry. These machines are efficient when it comes to mass production and can cut and delimb trees of all sizes and kinds. Still, these machines are large and heavy ,which causes high damage to the soil around the machinery. This causes ground disturbance. A new approach is to construct more specific light machines that are used to cut and delimb small trees without damaging the soil. The new harvester machine can minimize the use of the traditional big, mechanized harvesters. The project goal is to minimize the weight of the bearing structure of the harvester to increase the performance at the expense of robustness. In this master thesis, the biggest and heaviest bearing component is “the main plate” that carries most of the components is chosen to be optimized and remodeled. This master thesis is divided into two parts: ● The impact forces measurements created by delimbing. ● Optimization, redesign and material investigation to decrease the mass of the main plate. The first step was to design and manufacture a test rig, find an approach to measure the impact force, perform a structural test to 3 thicknesses of blades, execute the experiment and validate the results to estimate the maximum impact force. The measured forces are used to perform structural analysis, topology optimization and result validation using ANSYS, a new optimized model has been created from the optimization results using Solid Edge and a material investigation was performed using GRANTA CES EduPack. Finally, the mass of the main plate is reduced by 82% after the material removal and application of a new material alternative. / Med utvecklingen av avskogning industrin och den ökade efterfrågan på sågade gods och skogar över hela världen skapades ett behov för effektivare avverkningsmetoder. Detta behov representerades i mekaniserade skördare och skotare i skogsbruket. Dessa maskiner är effektiva när det gäller massproduktion och kan skära alla typer och storlekar av träd. Dock är dessa maskiner stora och tunga vilket orsakar stora skador på jorden runt maskinerna. Detta orsakar störningar i marken. Ett nytt tillvägagångssätt är att konstruera mer specifika lätta maskiner som används för att skära små träd utan att skada jorden. Den nya skördemaskinen kan minimera användningen av de traditionella stora, mekaniserade skördarna. Projektets syfte är att minimera vikten av skördarens bärande struktur för att öka prestandan på bekostnad av robusthet. I detta examensarbete är den största och tyngsta bärande strukturen huvudplattan som bär de flesta komponenterna vald för att optimeras och ommodelleras. Detta examensarbete är uppdelad i två delar: ● Mätning av slagkraft. ● Optimering, ommodellering och materialundersökning för att minska massan på huvudplattan. Det första steget var att konstruera och tillverka en testrigg, hitta en metod för att mäta slagkrafterna, utföra en strukturell provning till 3 tjocklekar på bladen, utföra experimentet och validera resultaten för att uppskatta den maximala slagkraften. De uppmätta krafterna används för att utföra strukturanalys, topologioptimering och resultatvalidering med ANSYS, en ny optimerad modell har skapats från optimeringsresultaten med Solid Edge och materialundersökning utfördes med GRANTA CES EduPack. Slutligen, massan av huvudplattan minskade med 82 % efter materialborttagning och applicering av ett nytt materialalternativ.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-303509 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Darwich, Anas |
| 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 ; 2021:536 |
Page generated in 0.0026 seconds