Utvikling av brenner/stormkjøkken-konsept rettet mot forsvarsmarkedet

Abstract

I denne masteroppgaven er det tatt utgangpunkt i resultatet fra høstens prosjektoppgave med samme tittel.

Arbeidet startet med å gå gjennom prosjektoppgaven for å kvalitetssikre det arbeidet som ble gjort der. Det var her viktig å verifisere at de forutsetningene som prosjektoppgaven la til grunn fortsatt stemmer med dagens marked. Etter gjennomgangen, har produktkravspesifikasjonen blitt oppdatert og revidert for feil og mangler.

Arbeidet har tatt for seg utviklingen av komponent for komponent: Først flammesprederen, deretter brennerhuset, rammen og justeringsventilen. Til hver komponent har det blitt laget en morforlogisk kasse med ulike løsninger, hvorav den beste idéen, med hensyn på brukerkrav og produktkravspesifikasjon, har blitt beholdt for videre utvikling.

Idéene ble først skissert på A3-ark, deretter skåret ut som skummodeller, for så å bli modellert i NX. Med hjelp fra Bjarne Stolpnessæter har flammesprederen også blitt frest ut i tre i instituttets 3D-fres. Justeringsventilen har blitt laget for hånd i aluminium i verkstedet.

Etter at hovedarbeidet med formgivingen og modelleringen i NX var ferdig, gikk fokuset over på testing av de utviklede komponentene.

Testingen ble utført i NX Nastran. De komponentene som det ikke lot seg teste i NX Nastran ble testet fysisk i laboratoriet. Testingen viste at de nye komponentene tilfredsstilte produktkravspesifikasjonen. Av potensielle svakheter som ble oppdaget er brennerens støttebein og dens styrke. Disse er dog mer en sterke nok for normal belastning av brenneren, men er den komponenten som nå er den svakeste komponenten i brenneren, etter at de andre komponentene har blitt nyutviklet.

Det viste seg dessverre vanskelig å få produsert delene som ble utviklet. Dette på grunn av problemer med instituttets verksted. Oppgaven ble derfor vanskelig å ferdigstille, da hovedmålet med oppgaven var å lage en fullverdig prototype av brenneren. Justeringsventilen var den eneste delen som ble fremstilt i full skala i riktig materiale. Fordelen med den endrede arbeidsfordelingen, er at det har blitt brukt mer tid med modellering i NX. Som en følge av endringene har flere komponenter enn planlagt blitt utviklet i en større skala, og har videre dannet et bedre grunnlag for produksjon.

Resultat ble som vist i figuren under. Hele brenneren og dens komponenter (foruten støttebein) har blitt modellert opp i NX. Justeringsventilens prototype har blitt produsert og montert på brenneren.

This master thesis has its outcome of this autumn’s project with the same title.

The work started to go through the project work to ensure the quality of the work that was done there, and verify the assumptions done in the task still is consistent with the current market. After reviewing, the product requirements specification has been updated and revised for errors and omissions.

The work has focused on the development of the single components. First the flame spreader, then the burner house and sooner the adjustment valve. Each component has been made through the morphology box with different possible solutions, which the best idea, in terms of user requirements and product specification, has been retained for further development.

The ideas were first outlined on A3 paper, then cut out as foam models, and finally to be modeled in NX. With help of Bjarne Stolpnessæter the flame spreader have also been milled out of wood in the department’s 3D-milling machine. The adjustment valve has been made by hand in aluminum in the department’s workshop.

After the main work on the designs and modeling in NX was done, the focus changed to testing of materials and properties in the developed components. Testing was conducted in NX Nastran. The components that could not be tested in NX Nastran were tested physically in the laboratory with fragments of old parts. Testing showed that the new components satisfy the product requirements specification. The only weakness that is significant to mention is the torsion strength of the burner support legs. These are however more than strong enough for normal loads of the burner, but is now the weakest component in the burner, after the other parts has been developed and updated.

It turned out, unfortunately, difficult to produce parts that were developed. This is because of problems with the department’s workshop. All of the tasks in the thesis were difficult to complete, since the main objective of the thesis was to create a complete prototype of the burner. The adjustment valve is the only part that has been manufactured in full scale in the right material. The advantage of this is that more time has been used to modeling components in NX, and the result is that several extra components have been developed.

The finale result is shown in the figure below. The entire burner and its components (in addition to supporting bones) have been modeled in NX. The adjustment valves prototype has been produced and mounted on the burner.