dimenzioniranje nosilne konstrukcije kogeneracijske enote · 2017. 11. 28. · 2. alternator 340 kg...

DIMENZIONIRANJE NOSILNE KONSTRUKCIJE

KOGENERACIJSKE ENOTE

Diplomsko delo

Študent(ka): Žiga VOLK

Študijski program: Univerzitetni študijski program Strojništvo

Smer: Konstrukterstvo

Mentor: red. prof. dr. Srečko GLODEŽ

Somentor: doc. dr. Janez KRAMBERGER

Maribor, Avgust 2014

-III-

I Z J A V A

Podpisani Žiga VOLK izjavljam, da:

je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof.

dr. Srečka GLODEŽA in somentorstvom doc. dr. Janeza KRAMBERGERJA ;

predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 20.8.2014 Podpis: ___________________________

-IV-

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Srečku

GLODEŽU in somentorju doc. dr. Janezu

KRAMBERGERJU za pomoč in vodenje pri

opravljanju diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi

asist. dr. Mateju Borovinšku.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

-V-

DIMENZIONIRANJE NOSILNE KONSTRUKCIJE

KOGENERACIJSKE ENOTE

Ključne besede: kogeneracija, konstrukcija, program Abaqus

UDK: 531.25:624.04(043.2)

POVZETEK

V podjetju INDOP, d.o.o. se ukvarjajo z razvojem, proizvodnjo ter servisom kogeneracijskih

enot različnih moči. Med njimi razvijajo tudi kogeneracijo moči 50kW. Za to enoto je

potrebno opraviti statični preračun.

V diplomskem delu je opravljena statična analiza podnožja 50 kW enote. Preračun je

opravljen s programom Abaqus. Preračun je opravljen z linijskim modelom podnožja. Zaradi

boljših rezultatov pa je nato opravljen še preračun z ploskovnim modelom. Na koncu je

primerjava obeh rezultatov.

-VI-

DIMENSIONING CONSTRUCTION OF COGENERATION

UNIT

Key words: cogeneration unit, construction , program Abaqus

UDK: 531.25:624.04(043.2)

ABSTRACT

In company INDOP, d.o.o. they engaged with development, manifacture and service of

cogeneration units of different power. Among them are also developing cogeneration unit of

50kW. For this unit they must have static calculation.

In this diploma work is done static analize of the base 50kW unit. The cenversion is

performed by using program Abaqus. The cenversion is performed by the beam model. Due to

better results is then performed in the conversion of shell model. In the end there is the

comparison of the results.

-VII-

KAZALO

1 UVOD ................................................................................................................................. 1

1.1 Predstavitev problema .................................................................................................. 1

1.2 Cilji diplomskega dela ................................................................................................. 1

2 TEORETIČNE OSNOVE KOGENERACIJSKE ENOTE ................................................. 2

3 NUMERIČNI IZRAČUN PO MKE ................................................................................... 3

3.1 Vhodni podatki ............................................................................................................ 4

3.1.1 Konstrukcija ......................................................................................................... 4

3.1.2 Obremenitve ......................................................................................................... 6

3.2 3D model ...................................................................................................................... 7

3.3 Metoda končnih elementov .......................................................................................... 9

3.4 Robni pogoji ............................................................................................................... 9

4 ANALIZA REZULTATOV .............................................................................................. 11

5 NUMERIČNI PRERAČUN Z PLOSKOVNIM MODELOM ......................................... 15

5.1 Analiza rezultatov ploskovnega modela .................................................................... 17

6 ZAKLJUČEK .................................................................................................................... 19

6.1 Doseženi cilji ............................................................................................................. 20

6.2 Predlogi za nadaljnje delo .......................................................................................... 20

7 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV .............................................................................. 21

-VIII-

KAZALO SLIK

Slika 1.1: Dokončna enota obdana s protihrupnimi paneli ...................................................................................... 1

Slika 2.1: Shematski opis delovanja kogeneracije ................................................................................................... 2

Slika 3.1: Razlika v modelih: a) volumski model, b) ploskovni model, c) linijski model ............................................ 3

Slika 3.2: Konstrukcija .............................................................................................................................................. 4

Slika 3.3: U profil z zavihkoma ................................................................................................................................. 5

Slika 3.4: U profil z zavihkom ................................................................................................................................... 5

Slika 3.5: L profil ...................................................................................................................................................... 5

Slika 3.6: U profil...................................................................................................................................................... 5

Slika 3.7: Pohištvena cev 60x40x4 ........................................................................................................................... 5

Slika 3.8: Pohištvena cev 40x40x3 ........................................................................................................................... 5

Slika 3.9: Prikaz obremenitev .................................................................................................................................. 7

Slika 3.10: Linijski model .......................................................................................................................................... 8

Slika 3.11: Linijski model - prikaz profilov ................................................................................................................ 8

Slika 3.12: Linijski model – mreža končnih elementov ............................................................................................. 9

Slika 3.13: Linijski model - robni pogoji ter obremenitve ....................................................................................... 10

Slika 4.1: Linijski model - napetosti ........................................................................................................................ 12

Slika 4.2: Linijski model z profili - napetosti ........................................................................................................... 12

Slika 4.3: Linijski model - pomiki ............................................................................................................................ 13

Slika 4.4: Linijski model z profili - pomiki ............................................................................................................... 13

Slika 4.5: Linijski model – prikaz pomikov – 150 kratna povečava ........................................................................ 14

Slika 5.1: Ploskovni model ..................................................................................................................................... 15

Slika 5.2: Ploskovni model prikaz debeline ............................................................................................................ 15

Slika 5.3: Ploskovni model - mreža končnih elementov ......................................................................................... 16

Slika 5.4: Ploskovni model - robni pogoji in obremenitev ...................................................................................... 16

Slika 5.5: Ploskovni model - napetosti ................................................................................................................... 17

Slika 5.6: Ploskovni model - pomiki ........................................................................................................................ 18

Slika 5.7: Ploskovni model – pomiki – 150 kratna povečava ................................................................................. 18

Slika 6.1: Razlika v modelu nosilca: a) linijski model, b) ploskovni model ............................................................. 19

KAZALO PREGLEDNIC

Preglednica 3.1: Značilnosti različnih modelov za preračun .................................................................................... 3

Preglednica 3.2: Lastnosti prerezov ......................................................................................................................... 5

Preglednica 3.3: Mehanske lastnosti gradiva .......................................................................................................... 6

Preglednica 3.4: Obremenitve ................................................................................................................................. 6

-IX-

UPORABLJENE KRATICE

MKE - metoda končnih elementov

CAD - computer aided design

SPTE - soproizvodnja toplote in elektrike

UPORABLJENI SIMBOLI

- napetosti

- dopustne napetosti

- varnostni koeficient

E - Youngov modul oz. modul elastičnosti

- Poissonov koeficient

- Natezna trdnost

- Meja plastičnosti

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

-1-

1 UVOD

1.1 Predstavitev problema

V podjetju INDOP, d.o.o. se ukvarjajo s proizvodnjo, servisom ter razvojem kogeneracijskih

enot. Kogeneracijska enota je samostojna enota za pridobivanje toplotne ter električne

energije. Sama enota je sestavljena iz različnih komponent, ki so nameščene na podnožju ter

obdane z protihrupnimi paneli.

Ker je seveda celotno enoto potrebno ustrezno preračunati ter sestaviti je potrebno narediti

tudi statični preračun podnožja, s katerim ugotovimo ali bo podnožje zmožno prenašati

obremenitve, ki jih povzročajo komponente.

1.2 Cilji diplomskega dela

Cilj diplomskega dela je statično preračunati ter ustrezno dimenzionirati podnožje

kogeneracijske enote. Za preračun sem dobil podnožje enote moči 50 kW, ki je v fazi razvoja.

Enota, ki je prikazana na sliki 1.1 je namenjena notranji uporabi. V fazi razvoja pa je tudi

kontejnerska izvedba, ki pa je namenjena zunanji uporabi.

Slika 1.1: Dokončna enota obdana s protihrupnimi paneli


-2-

2 TEORETIČNE OSNOVE KOGENERACIJSKE ENOTE

Kogeneracijska enota (krajše SPTE enota) je enota za soproizvodnjo toplotne ter električne

energije. Glavni del je štiritaktni motor, katerega napajamo z gorivom (zemeljski plin). Ta

pretvori zgorevanje goriva v toplotno in mehansko energijo, katero pa nato generator pretvori

v električno energijo (slika 2.1).

Izpušni plini, ki jih proizvaja motor potujejo najprej skozi katalizator, nato skozi izmenjevalec

toplote dimni plini-voda, kjer jim odvzamemo toploto ter na koncu še skozi dušilec zvoka.

Tako dobimo večji del toplotne energije. Drugi del toplotne energije pa pridobimo z

hlajenjem motorja. To toplotno energijo kasneje preko izmenjevalnika toplote voda-voda

prenesemo na zunanji oz. sekundarni tokokrog napajalnega voda.

Vsa enota pa je pod nadzorom nadzorne enote, ki pa je ključnega pomena za pravilno

delovanje enote prav tako pa je pomembna pri odkrivanju oz. diagnosticiranju napak.

Kogeneracijska enota tako uspešno pretvori 90% vložene energije, iz katere dobimo približno

40 % električne in 50 % toplotne energije. [1]

Slika 2.1: Shematski opis delovanja kogeneracije


-3-

3 NUMERIČNI IZRAČUN PO MKE

Za sam preračun sem izbral metodo končnih elementov (MKE), s katero se rešujejo podobni

problemi. Numerični preračun je bil opravljen z programom Abaqus.

Predvideno je bilo, da bo preračun opravljen samo z linijskimi elementi, vendar sem zaradi

boljših rezultatov opravil tudi preračun z uporabo ploskovnih elementov.

Poleg ploskovnih ter linijskih elementov pa poznamo še volumske elemente. Preračun je tako

možno opraviti na tri različne načine, katerih glavne značilnosti so opisane v preglednici 3.1.

Preglednica 3.1: Značilnosti različnih modelov za preračun

VRSTA MODELA ZNAČILNOSTI Volumski model Oblika je lepo vidna. Preračun je najbolj natančen, vendar redko

uporabljen.

Ploskovni model Oblika je vidna vendar nima 'globine' oz. ni vidna debelina posameznih

sten. Debelina sten se določi pri določevanju lastnosti modela. Preračun

z tem modelom je precej natančen.

Linijski model Obremenjena komponenta je prikazana samo z črto oz. linijo. Vidna je

samo srednjica profila. Oblika profila se določi pri določevanju

lastnosti. Ta vrsta preračuna je v inženirski praksi najbolj pogosto

uporabljena. Model je najenostavnejši. Potrebno je biti pozoren pri

uporabi več različnih profilov, saj jih je potrebno ustrezno orientirati.

Natančnost preračuna je ustrezna vendar slabša od ploskovnega ter

volumskega preračuna.

Vsi trije modeli so prikazani na sliki 3.1.

Sicer se inženirski praksi pogosto uporabljajo tudi drugi izrazi, ki izhajajo iz angleščine in

sicer volumski so velikokrat omenjeni kot solid, ploskovni kot shell, linijski pa beam oz. wire.

Slika 3.1: Razlika v modelih: a) volumski model, b) ploskovni model, c) linijski model

(a)

(b)

(c)


-4-

3.1 Vhodni podatki

Kot vhodne podatke imamo podane geometrijske izmere konstrukcije, robne pogoje vpetja ter

obremenitve. Konstrukcija je iz konstrukcijskega jekla z oznako 1.0570 (S355J2G3) [3].

3.1.1 Konstrukcija

Za konstrukcijo je bil izdelan CAD model, ki je prikazan na sliki 3.2.

Slika 3.2: Konstrukcija

Konstrukcija je dimenzij cca. 2,2 m × 1,6 m × 1m. Zasnovana je kot toga konstrukcija iz

različnih profilov, kjer prevladujejo predvsem hladno oblikovani profili iz upogibane

pločevine.

Sicer pa so karakteristike prerezov posameznih profilov prikazane v preglednici 3.2.


-5-

Preglednica 3.2: Lastnosti prerezov

Prerez nosilca Ploščina Vztrajnostni momenti

Slika 3.3: U profil z zavihkoma

6,39e-004m2 Ix= 309115,597mm

4

Iy= 401040,585mm4

Slika 3.4: U profil z zavihkom

5,706e-004m2 Ix= 177198,47mm

4

Iy= 371156,471mm4

Slika 3.5: L profil

3,152e-004m2 Ix= 34444,273mm

4

Iy= 156871,672mm4

Slika 3.6: U profil

3,479e-004m2 Ix= 30419,08mm

4

Iy= 81558,244mm4

Slika 3.7: Pohištvena cev 60x40x4

7,326e-004m2 Ix= 176692,07mm

4

Iy= 342045,934mm4

Slika 3.8: Pohištvena cev 40x40x3

4,4e-004m2

Ix= 124638,737mm4

Iy= 124638,737mm4


-6-

Konstrukcija je iz jekla oznake oznako 1.0570. Gre za standardno konstrukcijsko jeklo, ki se

pogosto uporablja. Vse mehanske lastnosti materiala pa so predstavljene v preglednici 3.3 [3].

Preglednica 3.3: Mehanske lastnosti gradiva

Vrednost

Youngov modul oz. modul elastičnosti E 210 000 MPa

Poissonov koeficient 0,3

Natezna trdnost 490 MPa

Meja plastičnosti 345 MPa

Seveda pa na dopustne napetosti močno vpliva tudi stanje materiala. Zato je potrebno material

temeljito pregledati. Material ne sme imeti vidnih okvar, kot so votline, mehurji itd., ki

zmanjšujejo nosilne prereze in lahko povzročajo zarezne napetosti. In ravno zaradi tega se v

podjetju naredi temeljita vhodna kontrola vsake konstrukcije, da se preveri stanje materiala

oziroma konstrukcije. V primeru neustreznosti konstrukcije se nemudoma obvesti dobavitelja,

ki mora zadevo ustrezno rešiti.

3.1.2 Obremenitve

Stroj je obremenjen tako z dinamičnimi kot z statičnimi obremenitvami.

Statične obremenitve so obremenitve pri katerih se vrednost ter smer obremenitve s časom ne

spreminja. Pri statični obremenitvi so vsi deli v statičnem ravnotežju.

Dinamične obremenitve pa so obremenitve katerih smer ter velikost se s časom spreminja.

Ker pa je cilj diplomske naloge narediti statični preračun sem pri samem preračunu upošteval

še varnostni faktor, ki je opisan v enačbi (4.1)

Obremenitve predstavlja sila teže komponent, si so navedene v preglednici 3.4.

Preglednica 3.4: Obremenitve

Zap.

Št.

Komponenta Masa Upoštevana obremenitev

1. Motor 430 kg 4 218,3 N

2. Alternator 340 kg 3 335,4 N

3. Rezervoar za olje 17 kg 166,8 N

4. Olje v rezervoarju 40 l 392,4 N

5. Črpalka 27,3 kg 267,5 N

6. Dušilec zvoka 30 kg 294,3 N

7. Katalizator 14 kg 137,4 N

8. Izmenjevalec toplote dimni plini-voda 60 kg 588,6 N

9. Protihrupni paneli 280 kg 2 746,8 N

10. Plinska proga 5 kg 49 N


-7-

Ker gre za enoto, ki mora biti postavljena v notranjem prostoru pri preračunu nismo

upoštevali obremenitev zaradi teže snega ter vpliva vetra.

3.2 3D model

Za izbrano konstrukcijo je bil izdelan 3D (CAD) model, ki je prikazan na sliki 3.9 na kateri

pa so tudi prikazani položaji obremenitev, ki so našteta v preglednici 3.4.

Slika 3.9: Prikaz obremenitev

Za sam preračun smo si izbrali metodo končnih elementov z linijskimi elementi.

Za preračun z linijskim modelom smo se odločili, ker je ta precej enostaven ter najbolj

primeren za inženirje. Potrebovali smo linijski model podnožja, ki je prikazan na sliki 3.10.

Model je bil narejen z programom Abaqus.

1.

2.

3.,4.

5.

6. 7.

8.

10.


-8-

Slika 3.10: Linijski model

Pri linijskem modelu je potrebno določiti obliko prečnega prereza, ter kasneje tudi njegovo

orientacijo. Da lahko določimo orientacijo posameznih profilov je potrebno vklopiti funkcijo

prikaza profilov, kot je prikazano na sliki 3.11 [4].

Slika 3.11: Linijski model - prikaz profilov


-9-

3.3 Metoda končnih elementov

Po tem, ko smo naredili model ter določili vse potrebne lastnosti smo ga lahko zamrežili z

mrežo končnih elementov.

Slika 3.12: Linijski model – mreža končnih elementov

Na sliki 3.12 lahko vidimo mrežo končnih elementov na linijskem modelu. Mreža je

sestavljena iz 5965 končnih elementov. Končni elementi uporabljeni pri tem preračunu so

prostorski dvovozliščni linijski elementi z linearno interpolacijo.

Prikaz na tej sliki je lahko precej varljiv, kajti pri kreiranju te slike smo imeli vklopljeno

funkcijo prikaza profilov, če pa ta funkcija nebi bila vklopljena pa bi se videlo samo paličje,

kot je videti na sliki 3.10.

3.4 Robni pogoji

Podjetje poleg enote kupcu doda tudi dokumentacijo oziroma navodila za uporabo enote. V

teh navodilih je navedeno, da mora biti konstrukcija postavljena na podlagi, ki mora biti

dovolj nosilna, trdna, čista in ravna.

To smo upoštevali tudi v samem preračunu ter določil nedovoljene pomike konstrukcije v

navpični smeri.


-10-

Slika 3.13: Linijski model - robni pogoji ter obremenitve

Slika 3.13 prikazuje obremenitve ter robne pogoje konstrukcije. Rdeče točke označujejo

mesta nedovoljenih pomikov. Rumene točke in puščice pa prikazujejo mesta in smer

obremenitev.


-11-

4 ANALIZA REZULTATOV

Konstrukcija se med samo obremenitvijo ne sme trajno plastično deformirati, ker bi s tem

onemogočila varno delovanje stroja. Napetosti torej ne smejo preseči meje plastičnosti

izbranega materiala. Pri tem smo upoštevali tudi varnostni faktor, ki smo ga izbrali. Izbrani

faktor varnosti je . Tako je dopustna napetost izračunana po enačbi:

(4.1)

(4.2)

Iz zgornje enačbe ugotovimo, da morajo dobljene napetosti preračuna imeti vrednost, ki je

manjša oziroma enaka vrednosti 172,5 MPa.

Ker je sama konstrukcija obdana tudi z protihrupnimi paneli ter štirimi vrati je potrebna tudi

omejitev deformacij same konstrukcije. Sicer so protihrupni paneli konstruirani tako, da je 5

mm zračnosti med paneli in nosilnim okvirjem, vendar je zaželeno da je pomik manjši. Po

pogovoru z glavnim konstruktorjem te enote smo določili maksimalni pomik cca 2-3 mm.


-12-

Ko smo vse skupaj preračunati smo dobili rezultate. Najprej smo preverili napetostno stanje

konstrukcije.

Model je obarvan z različnimi barvami, ki prikazujejo različna napetostna področja.

Slika 4.1: Linijski model - napetosti

Ker pa je na sliki 4.1 vse skupaj slabo vidno imamo tukaj tudi možnost prikaza obremenjenost

profilov. In sicer je to vidno na sliki 4.2.

Slika 4.2: Linijski model z profili - napetosti

Max napetosti


-13-

Kot vidimo na sliki 4.1 so največje napetosti na konstrukciji . Področje maksimalnih

napetosti je na nosilcu alternatorja. Napetosti so precej majhne.

Sicer pa maksimalne napetosti ustrezajo pogojem, ker so pod mejo tečenja.

Ko smo preverili napetostno stanje na konstrukciji smo preverili še stanje pomikov. Prikaz je

podoben kot pri prikazu napetostnega stanja.

Slika 4.3: Linijski model - pomiki

Slika 4.4: Linijski model z profili - pomiki

Max

pomiki


-14-

Kot je razvidno iz slike 4.3 so maksimalne pomiki 0,47mm. Pomiki so največji na nosilcu

izmenjevalca toplote. In so ravno tako pod mejo, ki jo je predpisal glavni konstruktor.

Na sliki 4.3 ter sliki 4.4 se vidi kje se konstrukcija deformira, ne vidi pa se v katero smer se

konstrukcija deformira. Ker pa nas seveda zanimajo smeri pomikov pa si pomagamo z

faktorjem ojačitve pomikov.

Slika 4.5: Linijski model – prikaz pomikov – 150 kratna povečava

Dejanska smer pomikov nosilcev je vidna na sliki 4.5. Kot opozorilo velja, da je pri tej sliki

upoštevan faktor ojačitve prikaza pomikov, kajti deformacija 0,4mm praktično ni opazna. Pri

zgornji sliki znaša faktor povečave pomikov 150.


-15-

5 NUMERIČNI PRERAČUN Z PLOSKOVNIM MODELOM

Linijski model je precej poenostavljen, zato ne prikaže čisto pravega napetostnega stanja v

zahtevnih kontrukcijskih detajlih. Zaradi geometrije smo se odločili za preračun z

ploskovnimi elementi. In potreboval sem tudi ploskovni model podnožja, ki pa je prikazan na

sliki 5.1.

Slika 5.1: Ploskovni model

Tudi pri ploskovnem modelu lahko vklopimo funkcijo prikaza debeline pločevine, kar je lepo

vidno na sliki 5.2, kajti različne barve prikazujejo različne debeline pločevine [4].

Slika 5.2: Ploskovni model prikaz debeline


-16-

Ko smo model zamrežili z mrežo končnih elementov smo dobili 58 522 končnih elementov.

Končni elementi so ploskovni štirivozliščni z reducirano integracijo in linearno interpolacijo.

Mreža končnih elementov pa je tudi lepo vidna na sliki 5.3.

Slika 5.3: Ploskovni model - mreža končnih elementov

Slika 5.4: Ploskovni model - robni pogoji in obremenitev

Robni pogoji ter obremenitve so lepo vidni na sliki 5.4 in so ostali isti kot pri linijskem

modelu.


-17-

5.1 Analiza rezultatov ploskovnega modela

Ko smo ploskovni model ustrezno uredili, ter obremenili smo naredili preračun. Pričakovati je

bilo malenkost večje napetosti, predvsem pri nosilcu elektro omare, kajti elektro omara ima

maso skoraj 100kg ter skupaj z ročico tvori velik moment.

Slika 5.5: Ploskovni model - napetosti

Kot je razvidno iz slike 5.5 so maksimalne napetosti 132 MPa. Napetosti ustrezajo pogojem,

kajti so pod mejo 175 MPa, ki je bila postavljena z upoštevanjem varnostnega faktorja.

Zanimivo pa je, da je prišlo do maksimalnih napetosti na povsem drugem delu konstrukcije

kot pri linijskem modelu, čeprav sta oba modela vsebovala iste obremenitve.

Do precej velikih napetosti pa je prišlo tudi pri nosilcu elektro omare in sicer okoli 100MPa.

Ko smo preverili napetostno stanje v konstrukciji smo preverili še stanje pomikov. Opazimo,

da se deformira praktično cela konstrukcija. Največji pomiki se pojavijo na nosilcu

izmenjevalca. Največji pomiki znašajo 1,3 mm, kar prikazuje slika 5.6.

Max napetosti


-18-

Slika 5.6: Ploskovni model - pomiki

Slika 5.7: Ploskovni model – pomiki – 150 kratna povečava

Ko pa vključimo prikaz z faktorjem ojačitve pomikov (Slika 5.7) pa opazimo, da se spodnja

vzdolžna nosilca malce skrajšata, sprednja stranska nosilca pa se upogibata pod težo elektro

omare kar bi znalo predstavljati težave pri montaži vrat, kajti vsi ostali paneli so fiksno

namontirani na podnožje, vrata pa so na tečajih.


-19-

6 ZAKLJUČEK

V diplomskem delu je bila opravljena statična analiza konstrukcije kogeneracijske enote.

Analiza je bila opravljena z linijskimi ter ploskovnimi elementi. Ko smo primerjali rezultate

obeh analiz smo videli, da so razlike v napetostih pri enem ter pri drugem modelu kar velike

in sicer dobrih 100 MPa.

Sicer so vsi rezultati znotraj zahtevanih mej, vendar vseeno pride do velike razlike.

Razlog je v tem, da pri linijskem modelu celotno konstrukcijo zelo poenostavimo ter ne

modeliramo detajlov, kot je vidno na sliki 6.1, kjer je prikazana razlika med modeliranjem

nosilca pri linijskem ter ploskovnem modelu.

Pri ploskovnem modelu lahko zelo dobro narišemo oblike posameznih profilov, česar v

linijskem modelu ne moremo, kajti pri linijskem modelu so ti prehodi ostri.

Slika 6.1: Razlika v modelu nosilca: a) linijski model, b) ploskovni model

Običajno so rezultati z linijskim modelom bolj globalni in manj točni v detajlih. Seveda pa je

vse skupaj pogojeno z ustrezno pripravo modela.

Vendar pa je v strojništvu tako, da so linijski preračuni popolnoma ustrezni in tudi za dano

konstrukcijo bi bil čisto dovolj samo linijski preračun. Ker pa je bil narejen tudi preračun z

ploskovnimi elementi se bo pri nadaljnjem dimenzioniranju konstrukcije upošteval rezultat z

ploskovnimi elementi.

(a) (b)


-20-

6.1 Doseženi cilji

Da bo konstrukcija prenesla obremenitev je potrebno več dokazov in sicer:

Dokaz nosilnosti (da se ne poruši)

Dokaz uporabnosti (da niso preveliki povesi)

Dokaz stabilnosti (da se npr. nosilci ne uklonijo ali pločevine izbočijo)

Dokaz utrujanja (da vzdrži predvideno življenjsko dobo)

V diplomskem delu smo ugotovili, da konstrukcija ustreza pogojem nosilnosti ter

uporabnosti. Medtem, ko ostala dva pogoja nista bila upoštevana tekom diplomske naloge.

V diplomski nalogi smo dosegli zastavljene cilje. Preračunali smo tako ploskovnimi model

kot tudi linijski. Z primerjavo rezultatov pa smo ugotovili, da so bolj verodostojni rezultati

pridobljeni z metodo ploskovnih elementov.

V samem podjetju bodo konstrukcijo še popravili in ko bo izboljšana se bo tudi naročila pri

dobavitelju in ko bo dostavljena se bo pričela sestava enote. Nato pa sledi še vrsto testiranj, ki

bodo dala rezultat če enota ustreza pogojem ter preračunom.

6.2 Predlogi za nadaljnje delo

Podjetju so bili posredovani rezultati statične analize. Razvojni inženirji se bodo odločili, če

so izračunane napetosti ter deformacije v dopustnih mejah. Če bodo ugotovili, da so napetosti

oziroma deformacije prevelike pa sledi popravljanje računalniškega modela same konstrukcije

ter ponoven preračun.

Če bodo rezultati v ustreznih mejah pa bodo pričeli z naročilom konstrukcije ter ostalih

komponent. Nato pa sledijo še nadaljnja preizkušanja ter izboljšave enote.


-21-

7 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV

[1] indop, razvoj, proizvodnja, servis kogeneracij [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

www.gorenje-indop.si / [10.7.2014]

[2] Glodež, Srečko, Flašker, Jože. Dimenzioniranje na življenjsko dobo : znanstvena

monografija. Maribor : Pedagoška fakulteta: Fakulteta za strojništvo, 2006.

[3] Metal Ravne Steel Selector [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.metalravne.com/selector/steels/st523.html / [15.7.2014]

[4] Ren Zoran, Ulbin Miran. MKE Praktikum za ABAQUS : Navodila za vaje. Maribor :

Fakulteta za strojništvo, 2010.

[5] Kraut Bojan. Krautov strojniški priročnik, 14. slovenska izdaja / izdajo pripravila Jože

Puhar, Jože Stropnik. Ljubljana : Littera picta, 2003.

http://www.gorenje-indop.si/

http://www.metalravne.com/selector/steels/st523.html

dimenzioniranje nosilne konstrukcije kogeneracijske enote · 2017. 11. 28. · 2. alternator 340 kg...

Documents