DESIGN AV FREMTIDENS KUMLOKK

Abstract

Denne oppgavens mål har vært å utvikle et nytt design for kumlokk. Det nye designet skal være lettere enn utgangspunktet. Dette har blitt gjort ved hjelp av en iterativ designprosess, styrkeberegninger i Siemens NX 8, simuleringer av støp i Magmasofts MAGMA5, prøvestøping og testing ved støperiet til Ulefos Jernværk i Ulefoss. Denne rapporten inneholder teoretisk bakgrunn og beskrivelse av metoder tatt i bruk ved utvikling av nytt design, simuleringer, tilvirkning av støpemodell, støping og testing av lokk. Det nye lokket veier 5.7 kg (11.8 %) mindre enn det gamle, og er stivere. Støpesimuleringer og styrkeberegninger av lokket tilsier at det skal tåle de belastningene det må for å kunne sertifiseres i henhold til den europeiske standarden NS-EN 124. Resultater av simuleringer, støping og testing av lokk drøftes. Med hensyn til støping og testing av det nye designet er de overaskende. Det nye lokket tåler en belastning på omtrent 155 kN mer enn forventet. Deformasjonen er også lavere enn antatt. Bilder av jernets mikrostruktur avslører årsaken til den økte bæreevnen. Lokkets ribber består av en mye høyere andel perlitt enn det simuleringer i MAGMA5 tilsier. Etter betraktning av simuleringer som rekonstruerer forholdene ved støping på håndforming, konkluderes det med at årsaken til den perlittiske mikrostrukturen er omstendighetene rundt ympingen.Ved testing ble det ene lokket presset til det utviklet en sprekk. Denne utviklet seg i lokkets skjørt, ikke i ribbene der spenningene i følge analyser var høyest. Utvikling av sprekk begrunnes med at jernets mikrostruktur i dette området har en relativt høy andel sementitt, kombinert med spenningskonsentrerende uregelmessigheter i overflaten.