Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorPiehl, Henry
dc.contributor.advisorÆsøy, Vilmar
dc.contributor.authorRødal, Bodil
dc.date.accessioned2019-10-03T14:00:28Z
dc.date.available2019-10-03T14:00:28Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2620148
dc.description.abstractFletting har eksistert i århundrer og er kanskje mest kjent i form av hårfletting. I dag har fletting mange forskjellige bruksområder. Det er brukt i både tekstil-, medisin-, fly- og marin industri. Motivasjonene for denne oppgaven er fra Reidar Andrè Skarbøvik’s doktorgrad hvor han ser på hvordan syntetiske fiber tau påvirker integriteten til en vinsje trommel ved flerlags spoling. Disse kreftene er annerledes enn kreftene fra en tradisjonell stålvaire og det er dette som har lagt grunnlaget for denne oppgaven. I dag er det et behov for en bedre forståelse av tauets egenskaper og atferd, og smartere måter å analysere tauet på. Formålet med oppgaven er å kunne bidra ved å utvikle en parametrisk CAD modell av at fletta tau som kan brukes til styrke analyse ved bruk av FEM. To hovedmodeller er utviklet av et tvunnet- og fletta tau. Ligningene for en heliks er brukt som en base til å beskrive kurven til et tvunnet tau, disse er implementert i Siemens NX og en modell med flere lag er utviklet. For et fletta tau er kurven beskrevet ved hjelp av ligningene for en rose kurve. Den generaliserte rose kurven ble brukt for å lage en suksessfull modell av et fletta tau. Gjennom arbeidet i Siemens NX ble det oppdaget begrensinger i softwaren som forhindret videre utvikling av modellen av fletta tau til andre flette mønstre. For å vise et bruksområde av modellen ble en FEM analyse gjennomført i Siemens NX. Med grunnlag i forskningen gjort i denne oppgaven ble det konkludert med at Siemens NX ikke er egnet til parametriske modeller og FEM-analyse av en slik geometri som et fletta tau er. For videre arbeid er det anbefalt og se videre på andre måter og implementere de nødvendige ligningene i Siemens NX, og muligheten til å bruke MATLAB for den matematiske beskrivelsen av kurven kombinert med 3D modellering i Siemens NX. Hovedanbefalingen er å bruke en egen Software tiltenkt for FEM-analyse på slike strukturer og å se dypere inn i forskningen til (Ning, Potluri, Yu, & Hearle, 2017) og på deres modeller av fletta tau. Det er uvisst om gjenbrukbarheten til deres modell og deres modellerings tilnærming, men de klarte å lage modeller av forskjellige flette mønster ved hjelp av SolidWorks.
dc.description.abstractBraiding has been around for centuries and is most commonly known in the form of hair plaiting. Today twisted- and braided ropes and structures have a wide range of applications. From shoelaces and jewelry in the textile industry, to stents for medical applications, reinforcement of components in the aerospace industry and ropes for marine applications, such as fishing gear, mooring lines and ropes for heavy lifting. The motivation for this thesis is from Reidar Andrè Skarbøvik’s Ph.D., where he is investigating how synthetic fiber ropes affects the integrity of the winch drum with multilayer spooling. These forces varied from forces generated by traditional steel wires and formed the basis for this research. There is a need for smart ways to calculate and understand the properties and behavior of the rope. The objective is to contribute in this field by developing a parametric CAD model of a braided rope using Siemens NX; intended for structural strength analysis using the finite element method. Two main models are made, twisted rope and braided rope, with different configurations. The mathematical description of the twisting pattern is described as a helical curve, and the equations for a helix is used as a basis to create a model of a twisted rope with multiple layers. The braiding pattern was best described with the rose curve equations. The generalized rose curve equation was used to develop a successful CAD model of a diamond braid. During the modeling process, it was discovered limitations in the software, that prevented further modeling with other patterns. To show an application for the model and to investigate the suitability of a commercial multi-purpose software like Siemens NX, a finite element analysis was performed on a simple case with two strands twisted together. Due to the rope’s properties and behavior, a non-linear steady solver is used and to create contact between the strands a contact-to-contact simulation. During this research, it was concluded that the software, Siemens NX, is not suited for this type of parametric models and finite element analysis on multi-strand ropes. Even though a model of a diamond braid was successfully made, and an analysis of a simple rope gave results. For further work, it is advised to investigate if there is any other way of implementing the needed equations in Siemens NX or the possibility of using a numerical computing program for the mathematical description of the curve combined with 3D modeling in Siemens NX. The main recommendation is to use special software for the finite element analysis intended for such structures, and look more into the work done by (Ning, Potluri, Yu, & Hearle, 2017) on their models of braided ropes. It is unknown of the reusability of their models and their modeling approach, but they manage to make models of different types of braids using SolidWorks.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleDevelopment of a parametric CAD model for braided ropes
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel