Method Development in Accelerated Random Vibration Fatigue Testing
2022 (Engelska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hp
Studentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
Metodutveckling inom stokastisk vibrationsprovning (Svenska)
Abstract [en]
The goal of this method development in random vibration fatigue testing is to implement a damage model to the existing frequency domain method used at the Base Engine Strength Testing department at Scania. The proposed solution named “NRAM” transfers the mission profile from an accelerated engine cell measurement into a test synthesis optimization algorithm to achieve equivalent damage potential between the mission and the testing environment. The new method was experimentally tested and compared to the current method through outcome testing of 20 components. Preliminary results indicate promising statistical precision for continued method development of the NRAM.
The sensitivity analysis reveals the internal function of the NRAM predictions and that its input parameter sensitivity is mainly related to the fatigue parameters.
An outline of the current random vibration fatigue testing method is provided.
The extensive experimental testing and signal processing procedures and results are included in this report. A broad literature review on the vast and complex topic of random vibration fatigue is included in the theory section, with an attempt to extract and distil the most useful and pragmatic sources.
Abstract [sv]
Målet med denna metodutveckling inom vibrationsutmattning är att implementera en skademodell på den befintliga metoden som används på avdelningen ”Base Engine Strength Testing” (NMBT) på Scania i Södertälje. Metoden utgår ifrån frekvensdomänen. Den föreslagna lösningen av metodutvecklingen med namnet "NRAM" överför komponentens uppdragsprofil från en accelererad motorcellsmätning till en optimerings-algoritm. Detta för att uppnå en motsvarande skadepotential mellan uppdraget, som gäller då komponenten är monterad på motorn och den testmiljö som råder på skakbordet. Den nya metoden testades experimentellt och jämfördes med den nuvarande metoden genom utmattningsprovning på skakbordet av 20 komponenter. Preliminära resultat indikerar lovande statistisk precision för fortsatt metodutveckling av NRAM.
Känslighetsanalysen belyser den interna funktionen hos NRAM och att dess parameterkänslighet i indata huvudsakligen är relaterad till utmattningsparametrarna.
En översikt över den nuvarande NMBT metodiken i vibrationsutmattningsprovning tillhandahålls.
De omfattande experimentella testnings- och signalbehandlingsprocedurerna, samt de relevanta resultaten för att nå slutsatserna kring denna metodutveckling ingår i denna rapport. En bred litteraturgenomgång om det omfattande och komplexa ämnet stokastisk vibrationsprovning ingår i teoriavsnittet, i ett försök att extrahera och citera de mest användbara källorna.
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2022. , s. 100
Serie
TRITA-SCI-GRU ; 2022:209
Nyckelord [en]
Method development, random vibration, fatigue, testing, power spectral density, PSD, MBV, mission profile, test synthesis, NRAM, engine cell, electrodynamic shaker, engine mounted components, CMAP, SDOF, Dirlik, SN-curve, Palmgren-Miner, damage, frequency domain
Nationell ämneskategori
Teknisk mekanik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-321771OAI: oai:DiVA.org:kth-321771DiVA, id: diva2:1712896
Externt samarbete
Scania CV AB
Ämne / kurs
Hållfasthetslära
Utbildningsprogram
Teknologie masterexamen - Teknisk mekanik
Handledare
Examinatorer
2022-11-242022-11-232022-11-29Bibliografiskt granskad