Konstruktion och vidareutveckling av SIRIUS skidbalk

Sammanfattning: Denna kandidatrapport behandlar ett arbete resulterande i en ökning av hållfastheten hos en skidbalk ingående i bandvagnen BvS10. Projektet har utförts på uppdrag av BAE Systems Hägglunds under deras SIRIUS-samarbete med Luleå tekniska universitet. Inom SIRIUS har många utvecklingsprojekt startats, varav ett är E-TED dit det här arbetet hör. Balken har tappat avsevärd hållfasthet då hål utformats i dess yttre sida för att rymma komponenter. Detta har gjorts av anledningar utvecklade inom E-TED. Syftet var därför att utveckla en konceptuell och användbarskidbalk för bandvagnen med målsättningen att erhålla en lika bra eller bättre hållfasthet relativt ursprungsbalken. För att nå målet itererades arbetet mellan finita elementmetoden (FEM) och computer-aided design (CAD) i programmen CATIA V5, ANSA, ABAQUS och META för utveckling av koncept. Itereringen resulterade i två konceptbalkar, varav den sista var fördelaktigast. CATIA brukades för CAD och de resterande programmen brukades respektive som förbehandlare, problemlösare och efterbehandlare för FEM. Av dessa tre utfördes de två första med hjälp av beräkningsavdelningen på BAE Systems Hägglunds och det sista utfördes av författarna. Ursprungs- och konceptbalkarna testades med fem lastfall motsvarande de extremaste förhållanden som uppmätts vid körning av bandvagnen. Förstärkningarna implementerades därefter baserad på teori gällande böj- och vridmotstånd för homogena balkars kvadratiska- och rektangulära tvärsnitt. Spänningsanalys av den slutgiltiga konceptbalken uppvisade effektivspänningar överskridande materialets sträckgräns för tre av lastfallen. För de två mest problematiska av dessa tre fall utformades en analys av kvarvarande plastisk töjning respektive deformation. Detta påvisade att kvarvarande plastisk töjning respektive deformation var i samma storleksordning som vid tidigare undersökningar av idag driftsatta skidbalkar. Alltså drogs slutsatsen att det är möjligt att skapa en SIRIUS-skidbalk med minst lika bra hållfasthet som ursprungsbalken samt att slutgiltiga konceptbalken, ur ett hållfasthetsperspektiv, är redo för användning.