Christian Wikman och Oliver Öhman

EXAMENS ARBETE

Maskiningenjör 180hp

Konstruktion av svingarm till EcoistVehicleTM

Christian Wikman och Oliver Öhman

Examensarbete inom maskinteknik 15hp

2017-08-14

Sammanfattning

Abstract

Förord

______________________ ______________________

Christian Wikman Oliver Öhman

Table of Contents

Projektorganisation

1. Introduktion

1.1 Bakgrund & Företagspresentation

1.2 Syfte och mål

1.2.1 Problemdefinition

1.3 Avgränsningar

2. Teoretisk referensram

I detta kapitel framförs de olika metoder som har använts av samt olika tekniska termer som har förekommit under rapportens gång. Det här kapitlet syftar alltså till att få läsaren att förstå hur och varför olika metoder, material och

programvaror använts.

2.1 Konstruktionsmetodik

●

●

●

●

●

2.2 Förstudie

2.2.1 Litteraturstudie

2.2.2 Intervjuer

2.2.3 Benchmarking

2.2.4 Observation

2.2.5 Problemdefinition

2.2.6 Produktdefinition

2.3 Kravspecifikation

2.4 Primärkonstruktion

2.4.1 Komponentval

2.4.2 Detaljkonstruktion

.

2.5 Termer och Metoder

2.5.1 Friktion

2.5.2 Acceleration och Retardation

(2.1)

(2.2)

2.5.3 Svingarm

2.5.4 Fjädringssystem

(2.3)

2.5.5 Centripetalkraft

(2.5)

2.5.6 Computer Aided Design (CAD)

2.5.7 Solidmodellering

2.5.8 Finite Element Analysis (FEA)

2.5.9 Buckling Case (Knäckning)

2.5.10 3D-utskrift

2.5.11 Stål

2.5.12 Aluminium

3. Metod

3.1 Metoddiskussion

3.2 Produktdefinition

3.2.1 Produkt

3.2.2 Omgivning

3.2.3 Människa

3.2.4 Ekonomi

3.3 Önskemål & Krav

Önskemål på Produkt Krav på Produkt

3D-printad Korrekta dimensioner

Inte gjuten Aluminium eller Stålkonstruktion

Dragprov på fjäder Hållfasthet som tål krafter från övrig konstruktion.

- Förlängning av svingarm med 20 mm

- Konstruktionsanalys på slutprodukt

Önskemål på process Krav på process

CNC-Fräsning -

Enkel tillverkning -

Önskemål på omgivning Krav på omgivning

- Svingarmen ska vara anpassad efter bilen

Önskemål på ekonomi Krav på ekonomi

- Får ej överstiga föregående svings pris

3.4 Materialval

3.4.1 Rekommendation

3.5 Komponentval

3.5.1 Sving i Aluminium

.

Figur 3.1 Första prototypen till vår svingarm.

3.6 Beskrivning av de dynamiska krafterna

Figur 3.2 Krafter som påverkar en traditionell bil.

I figuren står N för normalkraften, W(mg) är vikten, v₀ är hastigheten och F_B är bromskraften

3.6.1 Acceleration

(3.1)

Figur 3.3 Krafter som påverkar vår svingarm vid acceleration då det uppstår en dragkraft från fjädringssystemet.

3.6.2 Retardation

(3.2)

Figur 3.4 Krafter som påverkar vår svingarm då en tryckkraft skapas genom att fjädringssystemet är helt komprimerat.

3.6.3 Svängkrafter

Figur 3.5 Centrifugalkraft som kan uppstå på konstruktionen.

3.6.4 Värsta fall scenario

Figur 3.6 Exempel och ekvationer som användes för att få ut de krafter som användes i värsta fall scenariot

.

Figur 3.7 Här ses krafterna som påverkar vår konstruktion då den rör sig över ett farthinder och bromsar från 30km/h till 10km/h samtidigt som bilen svänger med en svängradie på 5m

3.6.5 Säkerhetsfaktor

σ

3.7 Catia modell

Figur 3.8 bild på prototypen av svingarmen som sitter på EcoistVehicle^TM.

3.7.1 Konstruktionsanalys

Figur 3.9 FEA-bilder på hela svingkonstruktionen

3.7.2 Buckling

3.8 Bekräfta kravspecifikation

Krav

●

●

●

●

●

●

●

Önskemål











4. Resultat

4.1 Resultat acceleration

4.2 Resultat retardation

4.3 Resultat Svängkrafter

4.4 Värsta fall scenario

4.5 Säkerhetsfaktor

4.6 Slutsats

5. Diskussion

5.1 Diskussion gällande tillverkningsmetod

5.1.1 3D-utskrift

5.1.2 Gjutning

5.1.3 Fräsning

5.1.4 Svets

℃

5.1.5 Böjning/Bockning

5.1.6 Förslag av tillverkningsmetod

6. Fortsatt arbete

7. Kritisk granskning

8. Referenser

Bilaga A

FEA

Figur 4.1 Allmänt spänningstillstånd på svingarmen under acceleration/retardation, se Fig 3.3 och 3.4

FEA

Figur 4.3 Allmän spänningskraft då svängkrafter läggs på, se Fig 3.5

FEA

Figur 4.4 Värsta fall scenario, linjär analys, se Fig 3.6

FEA

Figur 4.5 Värsta fall scenario, parabolic analys, se Fig 3.6

FEA/Buckling

Figur 4.6 Buckling case på svingarmen

FEA/Buckling

Figur 4.7 Buckling faktorer som gavs efter buckling case

Bilaga B

Sketch 1

Figur 4.8 Svingarmen från sidan

Sketch 2

Figur 4.9 Sving ovanifrån

Sketch 3

Figur 4.10 Höger svingarm från sidan, vänstra är exakt lika förutom den rektangulära klossen på höger sida.

Sketch 4

Figur 4.11 Kedjespännaren, denna sitter längst ut på svingarmen.

Sketch 5

Figur 4.12 Kedjespännare ovanifrån

Sketch 6

Figur 4.13 Dimensioner på främrestödrör

Sketch 7

Figur 4.14 Dimensioner för bakrestödrör

Sketch 8

Figur 4.15 Svetsytan på bakrestödrör

Sketch 9 Sketch 10

Figur 4.16 och 4.17 Dessa två är klossarna som fäster mot gasfjädern och mot stödrören måtten är samma på båda förutom hålet gör axeln

Figur 4.18 och 4.19 Renderade bilder på svingarmen i borstat aluminium

Bilaga C

Bilaga C, figur 1 - Bild från CES Edupack på de mekaniska egenskaperna hos det materialet som rekommenderas för tillverkning.

Besöksadress: Kristian IV:s väg 3 Postadress: Box 823, 301 18 Halmstad Telefon: 035-16 71 00

E-mail: registrator@hh.se www.hh.se

Oliver Öhman Christian Wikman