Dimensioning and serialization of internal working platform support beams

Abstract

The goal of this master’s thesis was to develop the design for the supporting beams of internal service platforms of certain equipment using serialization. The goal was to serialize the beams to fit the needs of a certain product family. The serialization was done by finding the most critical load cases in the product family and dimensioning the supporting beams and their joints to withstand the load cases in question. ISO 14122-2 standard, which guides the design of working platforms, and source material from the manufacturer of the equipment were used to determine the load cases. The work ended up looking at seven different cases.

The structures were dimensioned mainly in accordance with the Eurocode standards EN 1993 and EN 1990. For the service limit state examination, the deflection limit was determined according to the standard ISO 14122-2. Commonly available profile sizes were selected for investigation, from which the most suitable options were selected for different cases. The examination was done with analytical methods and using FE analysis. The most important goal of the structure analysis was to identify the most critical boundary conditions and ensure that the designed structure meets the requirements set by the boundary conditions.

As a result of the work, it was possible to produce structures that meet the requirements for seven load cases. Consequently, the variation in the structures of the working platforms of the considered product family was significantly reduced.

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää erään prosessilaitteen sisäistenhoitotasojen palkiston suunnittelua hyödyntäen sarjoitusta ja näin vähentää variaatiota rakenteissa. Tavoitteena oli sarjoittaa palkistot sopimaan tietyn tuoteperheen tarpeisiin. Sarjoitus tehtiin etsimällä tuoteperheestä kriittisimmät kuormitustapaukset ja mitoittamalla palkistot ja näiden liitokset kestämään kyseiset kuormitustapaukset. Kuormitustapausten määrittämiseen hyödynnettiin hoitotasojen suunnittelua ohjailevaa standardia ISO 14122-2 sekä lähdeaineistoa prosessilaitteen valmistajalta. Työssä päädyttiin tarkastelemaan seitsemää eri tapausta.

Rakenteiden mitoitus tehtiin pääasiassa Eurokoodistandardien EN 1993 ja EN 1990 mukaisesti. Käyttörajatilatarkastelua varten taipumarajoitus määritettiin standardin ISO 14122-2 mukaisesti. Tarkasteluun valittiin yleisesti saatavilla olevia profiilikokoja, joista valittiin sopivimmat vaihtoehdot eri tapauksiin. Tarkastelu tehtiin analyyttisin keinoin sekä FE-analyysiä hyödyntäen. Rakenteen analysoinnin tärkeimpänä tavoitteena oli tunnistaa kriittisimmät rajatilat ja varmistaa, että suunniteltu rakenne täyttää rajatilojen asettamat vaatimukset.

Työn tuloksena saatiin tuotettua suunnitelma vaatimukset täyttäviin rakenteisiin seitsemään kuormitustapaukseen. Näin ollen pystyttiin vähentämään variaatiota tarkastellun tuoteperheen hoitotasojen rakenteissa huomattavasti.