Stresses of a boat trailer
Suksi, Tomi (2015)
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015081710943
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015081710943
Tiivistelmä
In this thesis work, a strength analysis is made for a boat trailer. The studied trailer structure
is manufactured from Ruukki’s structural steel S420. The main focus in this work is in the
trailer’s frame.
The investigation process consists two main stages. These stages are strain gage measurements
and finite elements analysis. Strain gage measurements were performed to the current
boat trailer in February 2015. Static durability and fatigue life of the trailer are analyzed with
finite element analysis and with two different materials. These materials are the current
trailer material Ruukki’s structural steel S420 and new option material high strength precision
tube Form 800. The main target by using high strength steel in a trailer is weight reduction.
The applied fatigue analysis methods are effective notch stress and structural hot spot
stress approaches. The target of these strength analyses is to determine if it is reasonable to
change the trailer material to high strength steel.
The static strengths of the S420 and Form 800 trailers is sufficient. The fatigue strength of
the Form 800 trailer is considerably lower than the fatigue strength of the S420 trailer. For
future research, the effect of hot dip galvanization to the high strength steel has to be investigated.
The effect of hot dip galvanization to the trailer is investigated by laboratory tests
that are not included in this thesis. Tässä diplomityössä suoritetaan lujuusanalyysi venetrailerille. Tutkittava traileri on
valmistettu Ruukin S420 rakenneteräksestä.
Työ koostuu venymäliuskamittauksista ja FE-analyysista. Venymäliuskamittaukset
suoritettiin nykyiselle trailerille helmikuussa 2015. Traileria tutkitaan sen staattisen
kestävyyden ja väsymisen kannalta kahdella eri materiaalilla. Vertailtavat materiaalit ovat
trailerin nykyinen materiaali S420 rakenneteräs ja lujasta teräksestä valmistettu Form 800-
ohutseinämäputki. Lujaa terästä käyttämällä pyritään vähentämään trailerin rungon massaa.
Väsymiskestävyyttä tutkitaan tehollisen lovijännityksen menetelmällä ja rakenteellisen hot
spot-jännityksen menetelmällä. Lujuusanalyysien pohjalta pyritään saamaan käsitys siitä,
onko trailerin materiaalia kannattavaa vaihtaa.
Trailerin staattinen kestävyys on riittävä S420 ja Form 800 materiaaleilla. Form 800
ohutseinämäputkella valmistetun trailerin väsymiskestävyys työssä käytetyillä profiileilla on
huomattavasti heikompi kuin S420 trailerin väsymiskestävyys. Jatkotutkimuskohteena
kuumasinkityksen vaikutus lujan teräksen väsymiskestävyyteen trailerissa on tutkittava,
ennen kuin päätös lujan teräksen käytöstä trailerissa voidaan tehdä. Kuumasinkityksen
vaikutusta traileriin tutkitaan väsytyskokeilla, jotka eivät sisälly tähän työhön.
is manufactured from Ruukki’s structural steel S420. The main focus in this work is in the
trailer’s frame.
The investigation process consists two main stages. These stages are strain gage measurements
and finite elements analysis. Strain gage measurements were performed to the current
boat trailer in February 2015. Static durability and fatigue life of the trailer are analyzed with
finite element analysis and with two different materials. These materials are the current
trailer material Ruukki’s structural steel S420 and new option material high strength precision
tube Form 800. The main target by using high strength steel in a trailer is weight reduction.
The applied fatigue analysis methods are effective notch stress and structural hot spot
stress approaches. The target of these strength analyses is to determine if it is reasonable to
change the trailer material to high strength steel.
The static strengths of the S420 and Form 800 trailers is sufficient. The fatigue strength of
the Form 800 trailer is considerably lower than the fatigue strength of the S420 trailer. For
future research, the effect of hot dip galvanization to the high strength steel has to be investigated.
The effect of hot dip galvanization to the trailer is investigated by laboratory tests
that are not included in this thesis.
valmistettu Ruukin S420 rakenneteräksestä.
Työ koostuu venymäliuskamittauksista ja FE-analyysista. Venymäliuskamittaukset
suoritettiin nykyiselle trailerille helmikuussa 2015. Traileria tutkitaan sen staattisen
kestävyyden ja väsymisen kannalta kahdella eri materiaalilla. Vertailtavat materiaalit ovat
trailerin nykyinen materiaali S420 rakenneteräs ja lujasta teräksestä valmistettu Form 800-
ohutseinämäputki. Lujaa terästä käyttämällä pyritään vähentämään trailerin rungon massaa.
Väsymiskestävyyttä tutkitaan tehollisen lovijännityksen menetelmällä ja rakenteellisen hot
spot-jännityksen menetelmällä. Lujuusanalyysien pohjalta pyritään saamaan käsitys siitä,
onko trailerin materiaalia kannattavaa vaihtaa.
Trailerin staattinen kestävyys on riittävä S420 ja Form 800 materiaaleilla. Form 800
ohutseinämäputkella valmistetun trailerin väsymiskestävyys työssä käytetyillä profiileilla on
huomattavasti heikompi kuin S420 trailerin väsymiskestävyys. Jatkotutkimuskohteena
kuumasinkityksen vaikutus lujan teräksen väsymiskestävyyteen trailerissa on tutkittava,
ennen kuin päätös lujan teräksen käytöstä trailerissa voidaan tehdä. Kuumasinkityksen
vaikutusta traileriin tutkitaan väsytyskokeilla, jotka eivät sisälly tähän työhön.