Search

Der Einsatz von an Schwei��robotern angebrachten, pneumatisch bet��tigten Spannrollen erm��glicht eine Steigerung der Flexibilit��t beim Remote-Laserstrahlschwei��en im Karosseriebau. Dabei stellen die Auslegung der Spannkr��fte, der F��gevorrichtungen und der fertigungsgerechten Bauteiltoleranzen eine Herausforderung dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Spann- und F��geprozess des Remote-Laserstrahlschwei��ens mit Einsatz einer Spannrolle untersucht. Die Untersuchung erfolgte experimentell und simulativ f��r Blechformteile aus Stahl und Aluminium sowie f��r Aluminiumgussbauteile. Zur simulativen Untersuchung wurden validierte Finite-Elemente Simulationsmodelle erarbeitet, die erstmalig den Einsatz einer flexiblen Spannrolle im Karosseriebau abbilden. Die Simulationsmodelle erm��glichen die Berechnung von Spannprozessen auf drei Arten: weggesteuert mit vollst��ndiger Vorgabe der Rollenbewegung, kraftgesteuert mit Vorgabe eines Spannkraftverlaufs und kraftgeregelt mit Vorgabe gew��nschter resultierender F��gespalte. Auf Basis der Untersuchungen wurden prozess- und bauteilseitige Ma��nahmen zur Reduktion erforderlicher Spannkr��fte und resultierender F��gespalte identifiziert und ein grundlegendes Prozessverst��ndnis f��r den neuartigen Fertigungsprozess aufgebaut., The use of pneumatically actuated clamping rolls attached to welding robots enables an increase in flexibility in remote laser welding in the Body in White shop. The design of the clamping forces, the joining devices and the component tolerances suitable for production represent a challenge. In this work, the clamping and joining process of remote laser welding with a clamping roll was investigated. The investigation was carried out by experiments and simulations with sheet metal parts made of steel and aluminum, as well as for cast aluminum components. For the simulative investigation, validated finite element simulation models were developed, which represent the use of a flexible clamping roll in the Body in White shop for the first time. The simulation models enable the calculation of clamping processes in three ways: displacement-controlled with complete specification of the roll movement, force-controlled with specification of the clamping force progress and force-regulated with specification of the desired resultant joint gaps. Based on the investigations, process- and component-related solutions for reducing the required clamping forces and the resultant joint gaps were identified and a fundamental process understanding for the novel manufacturing process was developed., FAU Studien aus dem Maschinenbau; 384

It is common to use different construction materials in combination such as concrete, steel, wood and glass in order to optimize buildings. The purpose of this is to reduce weight and increase load capacity, but it also facilitates assembly and reduces construction time. Steel column bases anchored in concrete foundations are an example of a combination of interaction nodes between steel and concrete elements. This report studies the friction between the lower edge of the base plate and the grout, which is a function of the normal force of the column. The friction that occurs between the square washer and the foot plate has also been examined as a result of the tightening moment. The work has placed great focus on discussing the advantages and disadvantages of the different methods for transverse force absorption in column bases. Delimitations have been made, the attachment of the column to the base plate has not been taken into account in this report, as this depends on which column cross section is selected and must be checked for the specific case. To arrive at the results, an in-depth literature study was conducted to gather information on the various issues and a calculation model in Excel was created. The calculation model was used to check how large the design load-bearing capacity is for transverse force absorption in a column base, but the checks were only made for non-prestressed joints. This is because prestressed joints also have other factors that affect the transverse resistance, outside the purpose and issue of the work. The Excel model is based on producing the results from calculation with nominal clamping force and comparing it with clamping force calculated with tightening torque. The results will be reported in the form of graphs and tables, where it will be possible to read the difference in the dimensioning load-bearing capacity for transverse force absorption in non-prestressed joints at nominal clamping force and clamping force calculated with tightening torque. The report shows a clear difference in results, where the nominal clamping force became significantly larger and this is supported by handbook on screw joints, as it is mentioned that “it is not possible to give an exact value of the coefficient of friction due to the large number of factors that affect ”, this means that the impact on the clamping force will be large. Det är vanligt förekommande att man använder sig av olika konstruktionsmaterial i kombination med varandra såsom betong, stål, trä och glas för att på så sätt kunna optimera byggnader. Syftet med detta är att minska vikt och öka belastningskapacitet, men det underlättar även montaget och minskar byggtiden. Pelarfötter av stål förankrade i betongfundament är ett exempel på en kombination av samverkansknutpunkter mellan stål och betongelement. I denna rapport studeras friktionen mellan underkant fotplatta och undergjutning, som är en funktion av pelarens normalkraft. Även friktionen som uppstår mellan fyrkantsbrickan och fotplattan kommer att undersökas som ett resultat av åtdragningsmomentet. Arbetet har lagt stor fokus på att diskutera för- och nackdelar med de olika metoderna för tvärkraftsupptagning i pelarfötter. Avgränsningar har gjorts, pelarens infästning till fotplåten har inte beaktats i denna rapport, eftersom detta är beroende av vilket pelartvärsnitt som är valt och måste kontrolleras för det specifika fallet. För att komma fram till resultaten utfördes en fördjupad litteraturstudie för att samla ihop information om de olika frågeställningarna och en beräkningsmodell i Excel skapades. Beräkningsmodellen användes för att kontrollera hur stor den dimensionerande bärförmågan är för tvärkraftsupptagning i en pelarfot, men kontrollerna görs endast för icke förspända förband. Detta eftersom förspända förband även har andra faktorer som påverkar tvärkraftskapaciteten, utanför arbetets syfte och frågeställning. Excel-modellen går ut på att ta fram resultaten ur beräkning med nominell spännkraft och jämföra den med spännkraft beräknad med åtdragningsmoment. Resultaten redovisas i form av grafer och tabeller, där man kan läsa av skillnaden i den dimensionerande bärförmågan för tvärkraftupptagning i icke förspända förband vid nominell spännkraft och spännkraft beräknad med åtdragningsmoment. Rapporten visar en tydlig skillnad i resultat, där den nominella spännkraften blev betydligt större och detta stöds av handbok om skruvförband, då det nämns att “det är inte möjligt att ge ett exakt värde på friktionskoefficienten på grund av det stora antalet faktorer som påverkar”, detta medför att inverkan på klämkraften blir stor.

This report describes the development of a modular friction test rig for threaded fasteners. This device can measure the shank torque and the clamp force during the tightening of threaded bolts, with a size of M3-M14 and clamp length of 30-160mm. The design allows the use of several load and torque cells and the range is up to 100kN clamp load and 200Nm applied torque. The test rig will be used for research purposes by Atlas Copco to determine the frictional characteristics in tightening and will allow the experiments on bolts with several materials, coatings and surface finishes. This report concludes to a design proposal evaluated with analytical methods and a prototype 3D model that demonstrate the working principle of the test rig. The measurements are taken from custom-made sensors that are developed with high standards, are easily interchangeable and can be calibrated individually. In addition, a device is developed to allow the user to change the stiffness of the joint. Finally, a future recommendation is made to allow the measurement of the under-head torque. This proposal is a breakthrough compared to other test rigs, and will assist in verifying the friction measurements and having high precision results. Denna rapport beskriver utvecklingen av en modulär friktionsprovrigg för gängade fästelement. Den utvecklade enheten kan mäta moment och klämkraft under åtdragning av gängade skruvar, med en storlek mellan M3 och M14 och klämlängd på 30-160mm. Designen möjliggör användning av flera last- och vridmomentceller och intervallet är upp till 100kN klämbelastning och 200Nm påfört vridmoment. Provriggen är en forskningsrigg, och den kommer att användas av Atlas Copco för att bestämma friktionsegenskaperna i åtdragning och möjliggöra experiment på skruvar av olika material, och med olika ytbeläggningar och ytbehandlingar. Denna rapport avslutas med ett designförslag, som utvärderas analytiskt och testprincipen demonstreras med hjälp av en prototyp. Mätningarna tas från skräddarsydda sensorer, som kan kalibreras individuellt och som är enkelt utbytbara. Dessutom är en anordning utvecklad för att tillåta användaren att ändra styvheten hos förbandet. Slutligen ges en rekommendation för en vidareutveckling, som möjliggör mätning av skallmomentet. Detta förslag är ett genombrott jämfört med andra existerande testriggar, och kommer att bidra till att verifiera friktionsmätningarna med hög precision.

Frågor kring kärnkraftverk har alltid varit ett omdiskuterat ämne. Kärnkraftens betydelse varierar stort mellan olika länder. Av 441 reaktorer i världen tillhör 10 av dem till Sverige. Kärnkraftverk i Oskarshamn är en av dem. Företaget OKG har beslutat att genomföra en övergripande utredning kring olika konstruktionstyper av reaktorinneslutningar med detta examensarbete. Arbetet begränsas till att göra en litteraturundersökning. En viss genomgång av både nationella och internationella rapporter har gjorts. Det primära syftet med detta examensarbete är uppdelat i två huvuddelar. Den första delen av utredningen visar olika konstruktionstyper av reaktorinneslutning i hela världen. Den andra delen visar de reaktorinneslutningarna som har en liknande konstruktion som på OKG d.v.s. betong som är förspänd med cementinjekterade spännkablar. En liknande konstruktion finns bl.a. i Finland och Frankrike. Vi har också diskuterat kontroller för andra konstruktionstyper där spännkablarna är omgivna av luft eller fettinjekterade. I utredningen redovisas en del inträffade skador och incidenter i Svenska och utländska kärnkraftverk reaktorer. Företaget har två övriga frågeställningar som undersöktes i senare skedet av arbetsgång. Spännkrafter minskar med tiden på grund av krympning och krypning i spännarmerade konstruktioner vilket påverkar säkerheten av konstruktionen negativt. Som en del av detta arbete utfördes undersökningar om det finns metoder att bestämma spännkrafter där spännkablarna inte är åtkomliga. I det slutliga skedet av utredningen undersöktes metoder som Trafikverket följer för att kontrollera sina broar d.v.s. utföra huvudinspektioner/ besiktningar. Huvudsyftet av examensarbetet har uppfyllts men vissa delar är begränsade på grund av mesta informationer av olika kärnkraftverk är konfidentiella och inte tillgängliga på nätet. Och alla våra undersökningar var webbaserade som innebär att vi hade inte möjlighet att hitta rätt informationer direkt från webben. Samtidigt kontakta de olika utländska kärnkraftverken var inte så lätt på kort varsel. Strålsäkerhetsmyndighet (SSM) hjälpte oss att få kontaktinformation av 3 olika länder. I slutet av rapporten ges analys och diskussion kring utredningen. Questions regarding Nuclear Power Plants have always been a controversial subject. Nuclear power's importance varies between countries. Of the 441 reactors in the world 10 of them belongs to Sweden. Oskarshamn Nuclear Power Plant is one of them. OKG has decided to conduct a comprehensive investigation of this thesis work around some issues. The main purpose of this thesis work is to make a literature investigation about bracing cables in reactor containment. A specific review of national and international reports has been made and formed a collective basis with the company issues. The introductory part of this thesis is divided into two main parts. The first review of this report considers different structural types of reactor containment in the world. Most nuclear reactors are enclosed by a pre-stressed concrete containment and some have steel reactor containment. In both Sweden and Finland, the enclosure is designed as a concrete cylinder, which is pre-stressed both vertically and horizontally. The second review describes about those reactor containments, which has a similar construction to the OKG (the tendons are placed in the casing that after chucking was injected with cement mortar). A similar construction can be found in Finland and France. The investigation also reveals the damage and accidents in Swedish and foreign nuclear power reactors in recent years. Furthermore, company has two other issues, which were implemented in the later stages of the work. Due to shrinkage and creep in the concrete and relaxation in the tendons, the prestressed capacity decreases with time which affects the structure negatively. The objective of this thesis is to investigate if there are methods for determining tensile forces where the tendons are not accessible. Methods are divided into two different types: one is cement grouting method, same as OKG and another one is oil-injection method. The final review of report is to investigate about TRAFIKVERKET methods to check/inspection the bridges. It can be concluded that the main expectations of this thesis has been fulfilled but some parts are still missing due to limitation of proper information. To contact with the various foreign nuclear power plants was not so easy within this short time. All our experiments were web-based and there were many confidential matters which is unreachable. Swedish Radiation Safety authority (SSM) helped us to get contact details of 3 different countries. The discussions about the reviews are summarized at the end of the report.

Frågor kring kärnkraftverk har alltid varit ett omdiskuterat ämne. Kärnkraftens betydelse varierar stort mellan olika länder. Av 441 reaktorer i världen tillhör 10 av dem till Sverige. Kärnkraftverk i Oskarshamn är en av dem. Företaget OKG har beslutat att genomföra en övergripande utredning kring olika konstruktionstyper av reaktorinneslutningar med detta examensarbete. Arbetet begränsas till att göra en litteraturundersökning. En viss genomgång av både nationella och internationella rapporter har gjorts. Det primära syftet med detta examensarbete är uppdelat i två huvuddelar. Den första delen av utredningen visar olika konstruktionstyper av reaktorinneslutning i hela världen. Den andra delen visar de reaktorinneslutningarna som har en liknande konstruktion som på OKG d.v.s. betong som är förspänd med cementinjekterade spännkablar. En liknande konstruktion finns bl.a. i Finland och Frankrike. Vi har också diskuterat kontroller för andra konstruktionstyper där spännkablarna är omgivna av luft eller fettinjekterade. I utredningen redovisas en del inträffade skador och incidenter i Svenska och utländska kärnkraftverk reaktorer. Företaget har två övriga frågeställningar som undersöktes i senare skedet av arbetsgång. Spännkrafter minskar med tiden på grund av krympning och krypning i spännarmerade konstruktioner vilket påverkar säkerheten av konstruktionen negativt. Som en del av detta arbete utfördes undersökningar om det finns metoder att bestämma spännkrafter där spännkablarna inte är åtkomliga. I det slutliga skedet av utredningen undersöktes metoder som Trafikverket följer för att kontrollera sina broar d.v.s. utföra huvudinspektioner/ besiktningar. Huvudsyftet av examensarbetet har uppfyllts men vissa delar är begränsade på grund av mesta informationer av olika kärnkraftverk är konfidentiella och inte tillgängliga på nätet. Och alla våra undersökningar var webbaserade som innebär att vi hade inte möjlighet att hitta rätt informationer direkt från webben. Samtidigt kontakta de olika utländska kärnkraftverken var inte så lätt på kort varsel. Strålsäkerhetsmyndighet (SSM) hjälpte oss att få kontaktinformation av 3 olika länder. I slutet av rapporten ges analys och diskussion kring utredningen. Questions regarding Nuclear Power Plants have always been a controversial subject. Nuclear power's importance varies between countries. Of the 441 reactors in the world 10 of them belongs to Sweden. Oskarshamn Nuclear Power Plant is one of them. OKG has decided to conduct a comprehensive investigation of this thesis work around some issues. The main purpose of this thesis work is to make a literature investigation about bracing cables in reactor containment. A specific review of national and international reports has been made and formed a collective basis with the company issues. The introductory part of this thesis is divided into two main parts. The first review of this report considers different structural types of reactor containment in the world. Most nuclear reactors are enclosed by a pre-stressed concrete containment and some have steel reactor containment. In both Sweden and Finland, the enclosure is designed as a concrete cylinder, which is pre-stressed both vertically and horizontally. The second review describes about those reactor containments, which has a similar construction to the OKG (the tendons are placed in the casing that after chucking was injected with cement mortar). A similar construction can be found in Finland and France. The investigation also reveals the damage and accidents in Swedish and foreign nuclear power reactors in recent years. Furthermore, company has two other issues, which were implemented in the later stages of the work. Due to shrinkage and creep in the concrete and relaxation in the tendons, the prestressed capacity decreases with time which affects the structure negatively. The objective of this thesis is to investigate if there are methods for determining tensile forces where the tendons are not accessible. Methods are divided into two different types: one is cement grouting method, same as OKG and another one is oil-injection method. The final review of report is to investigate about TRAFIKVERKET methods to check/inspection the bridges. It can be concluded that the main expectations of this thesis has been fulfilled but some parts are still missing due to limitation of proper information. To contact with the various foreign nuclear power plants was not so easy within this short time. All our experiments were web-based and there were many confidential matters which is unreachable. Swedish Radiation Safety authority (SSM) helped us to get contact details of 3 different countries. The discussions about the reviews are summarized at the end of the report.

The process control of metalcutting production processes requires a knowledge of the spatial and temporal behaviour of the cutting forces. By including the clamping unit into he sensory means required for measuring such forces, it is possible to determine two process values from on sensor signal, namely the cutting and the clamping force. The measurement of forces by using strain control strips is based on the linear dynamic theory of deformation, so that it becomes possible to distinguish the static part of the signal from the dynamic one.

The direct measurement of metal cutting forces by means of force sensors is only feasible in very few cases, as it involves an intervention into the constructive structure of the tool. However, the forces can be determined indirectly via a measurement of expansion at the relative machine components with much less effort. In the following, it is demonstrated how the quality of the required sensor system can be determined even before its production by means of FEM simulations and selected measurements of calibration.

The development of a control concept for the clamping force and its implementation by means of hydraulic servo control system for power-operated three-jaw chucks are presented. Results show that the control system is successful. This creates a promising approach for making optimum use in the future of the full potential of these chucks in turning operations.

Tool wear and tool breakage recognition is based as a rule on previously "learnt" signal patterns when it comes to monitoring the machining process of machine tools. This is necessary as the vibrations of the tool may superimpose on the cutting characteristics to an extent that an evaluation without any pattern becomes incertain or even impossible. Morever, interfering factors such as variations in the material charges, blank-shape faults or material defects often cause an unjustified response of the monitoring systems and false interpretations. The paper presents a surveillance system capable of evaluating the signals coming from the strain gauges in the turning chuck jaws not only for monitoring the chucking force but also for detecting the cutting force during the cutting process. The information contained in the chucking force signal can hence be used successfully both for the determination of the cutting force and for tool breakage recognition.

Chucking force monitoring with consideration of forces and stresses in the jaw. The clamping force of chucks can be measured with wire strain gauges during the machining operation. In order to determine suitable measuring points, the deformation behaviour of base jaw and top jaw was examined with the finite element method. The calculated results and experimental investigations showed that the kind of force must be taken into consideration for the calibration of the sensors. This restriction is removed when the sensors are stressed at the clamping position above a defined load point. In this case the calibration can be carried out pendent from the load point.