Vis enkel innførsel

dc.contributor.authorEriksen, Sigbjørnnb_NO
dc.date.accessioned2014-12-19T12:27:30Z
dc.date.available2014-12-19T12:27:30Z
dc.date.created2012-04-24nb_NO
dc.date.issued2011nb_NO
dc.identifier518128nb_NO
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/241525
dc.description.abstractDynamiske tester ble gjennomført for tre forskjellige materialer ved forskjellige temperaturer og frekvenser. Materialer som ble testet er 40shore, 60shore og 90shore EPDM gummi. Disse er vanlig brukt i dempesystemet som er analysert i dette prosjektet. Testene avslørte forskjellig oppførsel, avhengig av temperatur og frekvens, og innhold av karbonpartikler. 90shore EPDM gummi inneholder mest karbonpartikler, og viste seg å være det materialet med høyest stivhet, men allikevel det med størst grad av demping. 40shore og 60shore materialene var betydelig mykere, mest sannsynlig på grunn av lavere innhold av karbonpartikler. De vkitigste materialdataene som ble oppnådd ut fra testene var blant annet lagringsmodul, tapsmodul og fasevinkel. Disse dataene ble konvertert til passende parametre som ble brukt i simuleringer av dempesystemet. Simuleringsmodeller ble satt opp for å gjøre tilnærmelser til statiske og dynamiske laster som dempesystemet utsettes for under drift. Noen områder viste øknig i spenninger, hovedsaklig for ståldelene. Disse områdene ble viktige betraktninger i utmattingsanalyser. Wøhler kurver ble plottet ved hjelp av blant annet største strekkspenning for materialet og tverrsnittskarakteristikk av spenningsområdet. Den effektive spenningsamplituden ble beregnet ved å bruke Smith-Watson-Topper relasjonen. Etter sammenligning med verdi i Wøhlerkurven ble levetiden for ståldelen anslått. Gummidemperne viste store tøyninger i simuleringene på grunn av sine elastiske egenskaper. Tøyningene ble hovedsaklig forårsaket av utslag av dempelegemet påført av vibrasjoner fra den utvendige stangkroppen, i tillegg til en kompressiv forspenning av gummidemperne. Maksimale hovedtøyninger og tøyningsenergi tetthet ble fanget opp av simuleringene og brukt som parametre i levetidsberegninger. Gummidemperne som ble påført en kompressiv forspenning viste økte tøyninger og tøyningsenergi tetthet, og oppnådde derfor lavere levetid ved beregninger enn gummidempere uten forspenning. For å kunne kjøre utmattingstester av gumidemperne ble en test rigg designet og laget. Testriggen var basert på å bruke en eksentermotor for å skape vibrasjoner. Gummidemperen ble montert på et kulelager som ble festet på eksenteret av motoren. Rotasjon ble forhindret med to fjærer. Hovedprinsippet til riggen er basert på sirkulære bevegelser av gummidemperen med høy frekvens, som på forhånd er tilstrammet med to fjærer. Tilstrammingen av fjærene er ment for å gjenskape en statisk driftslast. Vibrasjonen under service blir deretter gjenskapt av den repeterende lasta som kommer av den sirkulære bevegelsen. I tillegg er den kompressive lasten påført demperen ved å bruke en strekkfisk. For å ta høyde for nødvendige frihetsgrader for eksenterbevegelsen ble to kuleledd brukt. Gjennomføring av tester under forskjellige frekvenser gjorde det mulig å se tøyningsoppførsler til gummidemperen. Tøyningene ble overvåket med et høyhastighetskamera med mulighet til å fange opp 19000 bilder i sekundet.nb_NO
dc.description.abstractDynamical tests were performed for three different materials under several conditions of temperature and frequency. Tested materials were 40shore, 60shore and 90shore EPDM rubber, which are common materials used in the damping system analyzed in this project. The tests captured dissimilar behaviors, dependent on temperature and frequency, and content of carbon black. 90shore EPDM rubber contains most carbon black, and seemed to hold the stiffest properties, but anyway largest degree of damping. 40shore and 60shore EPDM rubber appeared to be considerably softer, probably due to less carbon black content, and with less damping. Most important material data obtained from the tests, i.e. storage modulus, loss modulus and phase angle among other factors, was converted to applicable parameters and used in simulations of the damping system. Simulation models were made up in order to approach the static and dynamic loads which the damping systems are exposed to during service. For some areas increased stresses appeared, basically for the steel parts, and those areas became important considerations in fatigue analysis. Wøhler curves were plotted based on the ultimate tensile strength of the material and notches at the stressed area, among other factors. By calculating the effective stress amplitude using the Smith-Watson-Topper relationship, and compare with Wøhler curves, lifetime of the most exposed steel parts could be estimated. The rubber dampers showed large strains due to their elastic properties. The strains were basically caused by deflections of the damping body, induced by vibrations of the outside rod body, and a compressive pre-stress of the rubber dampers. Maximum Principal Strains and strain energy density were captured from the simulations and used as parameters in lifetime calculations. The rubber dampers which were applied a compressive pre-stress exhibited increased strains and higher strain energy density, and consequently obtained shorter lifetime by the calculations. In order to run fatigue tests of the rubber dampers a test rig was designed and manufactured. The test rig is based on using an eccentric motor to induce vibrations. The rubber damper is mounted to the eccentric of the motor on a roller bearing, and prevented to rotate by two springs. The basic principle of the rig is circular movements of the rubber damper with high rotational speed, which on forehand is loaded by the springs. The pre-load of the springs is supposed to recreate a static service load. Then the vibrations during service are recreated by the alternating load due to circular movements. A compressive load is applied to the damper by using a turn buckle. Sufficient degrees of freedom to account for the eccentric are provided by two ball joints. Running several tests under different frequencies with the test rig made it possible to see some strain behavior of the rubber damper. The strains in the damper were monitored with a high velocity camera with capacity of capturing 19000frames per second.nb_NO
dc.languageengnb_NO
dc.publisherNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi, Institutt for produktutvikling og materialernb_NO
dc.titleLifetiime analysis and testing of silent tools damping systemnb_NO
dc.typeMaster thesisnb_NO
dc.contributor.departmentNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi, Institutt for produktutvikling og materialernb_NO


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel