Mid Sweden University

Målet med detta examensarbete var att utforma ett koncept för friktionsmätning i trycksatt ångmiljö mellan materialparen trä/metall och metall/metall. Krav på konstruktionen var att hastigheten skulle kunna regleras mellan 0-100 meter per sekund under sex bars övertryck i 100 % luftfuktighet vid temperatur upptill 180 grader Celsius till uppdragsgivaren Mittuniversitetet i Sundsvall. Arbetets utförande redovisas i denna rapport, målet är att utforma ett koncept, utforma en 3D modell av konceptet, utföra hållfasthetsberäkning som stöder att konceptet kan utstå specificerad belastning och undersöka om formförändringar av trycksatts anordning har en inverkan på de spänningar som uppstår. För att uppnå målet att utforma ett koncept användes en designprocess innehållande funktionsanalys, idégenerering enligt brainstorming och konceptutvärdering med beslutsmatris som resulterade i ett koncept för friktionsmätning där vissa komponenter definierades med krav och dimensionering av drivlina utfördes med programmet Gates Design flex Pro. Som metod för att konstruera en 3D-modell användes programmet Solidworks, för att undersöka konceptets hållfasthet utfördes dimensionering till en början med beräkningsprogrammet Matlab där materialet EN 1.4571 användes, därefter utfördes simuleringar med Solidworks för att undersöka egenfrekvenser hos utvalda komponenter av konstruktionen och hållfasthetsberäkningar. Hållfasthetsberäkningarna och undersökning av inverkan av formförändringar av inre hörn utfördes i Solidworks där tryck och temperatur tillsattes på tryckkärlets insida. Resultatet var att konceptet inte riskerar att hamna i egenfrekvens, konceptet kan i teorin producera hastigheten 101,64 meter per sekund. Maximal spänning enligt beräkningar i Matlab var 40,02 MPa, motsvarande värde vid simulering i Solidworks var 38,16 MPa. Vid undersökning av formförändring av inre hörn hos trycksatt anordning blev resultatet att en radie på 25 millimeter vid de inre hörnen hos tryckkärl gav en spänningsreducering på 29,5% och en minskning av utböjning med 12.5%. Projektet har lyckats med att uppfylla sina mål och kan i teorin producera den hastighet som efterfrågades, utstå de förhållanden som efterfrågas och utföra friktionstest med både materialen metall och trä.