Change search
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
Fatigue Analysis with Loads from MBS
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utmattningsanalys med laster från MBS (Swedish)
Abstract [sv]

Detta examensarbete har utförts i samarbete med Scania CV AB, en lastbils- och busstillverkare. Scania tror att en stor del i att behålla en ledande position är att erbjuda sina kunder pålitlighet, bland annat i form av livslängd. På grund av detta så är utbyggnad av kompetens och kunskap kring utmattningsanalys alltid aktuellt. Simuleringsdriven produktutveckling har dessutom ökat intresset för simuleringar tidigare i produktutvecklingen. Detta skapar nya utmaningar då det kräver att utmattningsanalyser utförs innan en fysisk prototyp finns. Då laster krävs för utmattningsanalyser är en tänkbar lösning att skapa lastfall med multibody simulations (MBS) med virtuella prototypfordon körandes en virtuell provbana.Huvudsyftet med detta arbete är att undersöka potentialen för att utföra analyser med laster från MBS. Fyra olika analysmetoder, som används inom Scania, har utförts med laster från MBS istället för från provbana. En utvärdering av metodernas robusthet och deras resultat jämfört med resultat från testrigg var tänkt att ge en indikation för vilken virtuell metod som har störst potential. Ett rammonterat inverterfäste som gått sönder i testrigg analyserades under arbetet. En modell av komponenten genererades i Abaqus och importerades i Adams för MBS. Laster som uppmättes i Adams användes för att utföra de olika utmattningsanalyserna.Det visade sig att två metoder var mer lovande än övriga: Dynamisk simulering med PSD och Superposition av modala spänningar. Men, utmattningsuppskattningarna från de genererade lasterna överensstämde inte med utfallet från det fysiska testet. I testrigg gick komponenten sönder medan analyserna indikerade att den inte skulle komma nära utmattningsbrott. Genom att jämföra lastsignalerna från testrigg och MBS uppdagades det att signalerna avvek kraftigt från varandra. Analys med testriggsignal indikerade att komponenten skulle gå sönder, vilket den också gjorde. Användande av lastsignalen från provbanan ledde däremot till ungefär samma skada som analyserna med MBS gav.Dessa resultat indikerar att det finns potential för utmattningsanalyser med virtuellt anhållna laster. Vidare undersökningar med ytterligare komponenter behöver dock genomföras innan definitiva slutsatser kan dras. Att utröna anledningen till att provet i testrigg varit tuffare än verkligheten är också av intresse.

Abstract [en]

Scania is a truck and bus developer. They believe that reliability, which is strongly associated with life length, has been critical in achieving a leading position and is key to retaining it. Therefore, there is a continuous drive to increase their capability to simulate life length, specifically fatigue. Additionally, the recent popularity of simulation driven product development has created an additional interest in performing simulations earlier in the product development process. This creates a challenge since it requires fatigue analyses to be performed before prototype vehicles are available. Since loads are required for fatigue analyses, one solution is to perform a multibody simulation (MBS) of a virtual prototype vehicle on a virtual test track and derive load cases.This thesis investigated the possibility of using loads derived from MBS simulations to perform fatigue analyses. Four different simulation methods which are currently used by Scania were evaluated with MBS loads instead of physically measured loads. By comparing the methods’ results to those of physical tests, the virtual methods with the greatest potential were identified. A chassis mounted inverter bracket was analyzed in this work. The component was modeled in Abaqus, a model which then was merged into a complete bus model in Adams. Next, this model was run as an MBS over the virtual test track and load data was extracted. The component was then analyzed with different fatigue analysis methods, with the data from the MBS used as input. The fatigue results were then compared with the results of a physical shake rig test of the same component.Two methods were found to be most promising: Dynamic simulation with PSD and Superposition of modal stresses. Interestingly, the fatigue estimation for these methods substantially differed from the outcome of the physical test. The component failed in the physical test but according to the simulation it should have survived. Upon further investigation, it was found that the component was subjected to higher loads in the shake rig than on the shake track. A fatigue simulation using the signal from the shake rig agreed with the outcome of the physical test, namely failure. Analysis using the figures from the test track gave values similar to the results for analyses with MBS loads.These results suggest that this type of virtual analysis has potential. But before more definite conclusions can be drawn further investigations with more than one component need to be performed. Another path of investigation is to look at why the shake rig test is more severe than the virtual shake track.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Series
MMK 2015:11 MKN 128
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-168720OAI: oai:DiVA.org:kth-168720DiVA: diva2:818116
Available from: 2015-10-13 Created: 2015-06-08 Last updated: 2015-10-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3384 kB)347 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3384 kBChecksum SHA-512
da162ae82a3d567c1aa1a5cfe1ea657e5bf771b5f7ee41018b78cbd281976bc524ba02defec311e339730d171421d26301f63193e1f350389ff84b0cd2b7fe61
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 347 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: 145 hits
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