4344454647484946 of 297
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Additive weld manufacturing and material properties effect on structural margins
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Lightweight Structures.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Additiv svetstillverkning och materialegenskapers effekt påstrukturella marginaler (Swedish)
Abstract [en]

the FE analyses. Traditionally all parts are modeled with isotropic base material. Analyses are made on a part of the nozzle which includes both a butt weld and metal deposition and which is an interface to another part causing loads that has to be sustained by the weld and the MD. As a small part of this thesis was also a fatigue study made to a spot weld test specimen.

In order to strengthen the nozzle to prevent structural damage, an outer layer is added to the already existing metal cone by material deposition, MD, or additive manufacturing. During the manufacturing process the material will indicate some degree of anisotropic properties.

The key purpose of this thesis was to analyze how this anisotropic behaviour might affect the structural stiffener connected to this anisotropic material when exposed to a load at the end of the stiffener. Further analysis due to fatigue was also done to parts of the structure. The procedure was done by building a model and setting up the different anisotropic properties with help of a finite element program, Ansys. The material properties regarding the anisotropy of the material was changed and compared in order to see how it affected stresses and strains in the anisotropic material and it‘s surrounding materials. Further analysis was made to the properties of the weld such as the yield limit.

The result would indicate that for loadings that did not generate plastic deformations, hence elastic deformations, there were no significant difference forthe different trial values of the yield ratios. However, the differences became parent when studying large plastic deformations. Variation of the Young’s modulus would show some differences in the monitored properties for both elastic and plastic deformations. Studies of degrading the welds yield limit would show no diffrences when elastic deformations were present, but would have a big impact when large plastic deformations were present. The J-values variations for the spotweld would indicate huge differences depending on the yield limits for the spotweld and base material.

Abstract [sv]

Detta examensarbete undersöker hur strukturella marginaler påverkas av att inkludera anisotropiska egenskaper för delar av en struktur samt att inkludera en svets som har andra material egenskaper såsom sträckgräns jämfört med anliggande material. Tidigare beräkningar är gjorda med antagandet att ingående material delar i strukturen är isotropiska. Analyserna omfattar styvhets bracketter som svetsas mot den anisotropiska delen av raket mun- stycket som är utsatta för laster som uppstår genom anslutning via andra delar på munstycket. En mindre analys gjordes också av en test detalj där två metall plattor svetsas ihop med hjälp av en punktsvets som förekommer på munstycket. Analyser med hänsyn till utmattning har också varit en del i detta arbete.

 För att styva upp raket munstyckets övre del så adderas ett yttre hölje genom additativ tillverkning. Denna tillverknings metod ger upphov till att det pålagda höljet uppvisar anisotropiska egenskaper.

Inledningsvis så skapades en finit element model i programmet Ansys där det anisotropiska materialet definierades samt material egenskaper för svetsen. Beräkningar gjordes sedan utifrån att en last pålades i utkanten av styvhets bracketten och laster och töjningar noterades för varje beräknings cykel för dom olika delarna av strukturen. 

Resultaten visade att för laster som inte genererade några plastiska töjningar, dvs elastiska töjningar, att det inte var några skillnader när olika värden påsträckgränserna för den anisotropiska delen av strukturen ändrades. Däremot var ändringarna mer påtagliga när töjningarna var plastiska, dvs för större pålagda laster som genererade stora kvarvarande töjningar i strukturen. Variationer av styvheterna i den anisotropiska delen i strukturen visade skillnader för både elastiska och plastiska töjningar. Analyser där svetsens sträckgräns var mindre än närliggande material visade inga direkta skillnader för elastiska töjningar men visade stora skillnader för plastiska töjningar.

 J-integral värdena i punktsvetsen som funktion av pålagd last visade sig vara beroende av sträckgränsen för punktsvetsen samt för bas materialet.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 47
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2018:352
National Category
Vehicle Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-243881OAI: oai:DiVA.org:kth-243881DiVA, id: diva2:1287144
External cooperation
GKN AB
Examiners
Available from: 2019-02-08 Created: 2019-02-08 Last updated: 2019-02-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1341 kB)11 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1341 kBChecksum SHA-512
12d0bbb9b48eb948089d6b6c564f3e130a7e140da617b8a9edcf3d25fb4ca8b567624932d2d24c6f67c81ea3cd277e1aeade88da408eea0ccb917b444ef7c9ad
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Lightweight Structures
Vehicle Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 11 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 17 hits
4344454647484946 of 297
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf