kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Comparative analysis of contact and non-contact method for determining the natural frequencies of a bolted joint
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Jämförande analys av kontaktmetod och kontaktlös metod för att bestämma de naturliga frekvenserna i ett skruvförband (Swedish)
Abstract [en]

To ensure high assembly quality of components, a proper clamping force in bolted joints is essential. The existing tightening technology rely on torque and angle; however, this thesis proposes a method for obtaining the clamping force of a bolted joint based on measuring the natural frequencies. This process is comparable to the process of tuning a guitar string. By measuring the natural frequencies, the guitar string can be tuned to the desired sound. By using this principle, a bolt in a bolted joint could be tightened to a desired clamping force. This thesis investigates whether the natural frequencies of a bolted joint could be related to the desired clamping force. A contact method and a non-contact method are suggested for measuring vibrations of a bolted joint and thus acquiring the natural frequencies. The contact method involves the usage of an acceleration sensor that has direct contact with the bolted joint and the non-contact method involves the usage of a microphone sensor that requires no contact with the bolted joint. By simulating a bolt and a bolted joint and conducting modal analysis, the theoretical natural frequencies were obtained as an additional measure to validate the contact and non-contact methods. The models showed high accuracy as the theoretical natural frequencies compared well to the natural frequencies obtained by implementing the two methods. By conducting experiments, the feasibility of the contact and non-contact methods was evaluated and compared in terms of precision. The results showed high precision for both methods and indicated that the methods perform equally well for the purpose of determining the natural frequencies of a bolted joint. This methodology may be promising for further development of existing tightening technology and future tightening tools.

Abstract [sv]

För att säkerställa att montering av komponenter håller hög kvalité är det viktigt att rätt klämkraft råder i skruvförbandet. Dagens åtdragningsteknik baseras främst på vridmoment och vinkel. I denna avhandling föreslås en metod för att bestämma klämkraften i ett skruvförband som baseras på mätning av de naturliga frekvenserna. Denna process är jämförbar med processen att stämma en gitarrsträng. Genom att mäta de naturliga frekvenserna kan gitarrsträngen stämmas till önskat ljud. Med hjälp av denna princip kan en skruv i ett skruvförband dras åt till en önskad klämkraft. I denna avhandling undersöks huruvida vibrationerna i ett skruvförband kan relateras till den önskade klämkraften. En kontaktmetod och en kontaktlös metod föreslås för att mäta vibrationer i ett skruvförband och på så vis få fram de naturliga frekvenserna. Kontaktmetoden innebär att man använder en accelerationssensor som har direkt kontakt med skruvförbandet och den kontaktlösa metoden innebär att man använder en mikrofon som inte behöver ha kontakt med skruvförbandet. Genom att simulera en skruv och ett skruvförband samt genomföra en modalanalys erhölls de teoretiska naturliga frekvenserna som ett ytterligare mått för att validera kontaktmetoden och den kontaktlösa metoden. Modellerna påvisade hög noggrannhet eftersom de teoretiska naturliga frekvenserna överensstämde väl med de naturliga frekvenserna som erhölls genom att tillämpa de två metoderna. Genom att utföra experiment utvärderades och jämfördes genomförbarheten av både kontaktmetoden och den kontaktlösa metoden med avseende på precision. Resultaten visade hög precision för båda metoderna och att metoderna fungerar lika bra när det gäller att bestämma de naturliga frekvenserna i ett skruvförband. Denna metod kan vara lovande för vidareutveckling av befintlig åtdragningsteknik och framtida åtdragningsverktyg.

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 63
Series
TRITA-ITM-EX ; 2023:401
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-333153OAI: oai:DiVA.org:kth-333153DiVA, id: diva2:1784538
External cooperation
Atlas Copco AB
Subject / course
Mechatronics
Educational program
Master of Science - Industrial Engineering and Management
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-07-27 Created: 2023-07-27 Last updated: 2023-07-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(8217 kB)578 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8217 kBChecksum SHA-512
3553ff8f6bd433a7e85bf6762acdf4cfae4ae4317d1dbd813a4280f4d180a5fb03a678aba14b20b626f40c54f6789d0b49652530d6287bcf9065f8ba1636d89b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 592 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: 311 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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