Tuulikuormien vaikutus teleskooppimaston toimintaan

Abstract

Tämä diplomityö on tehty Patria Vehicles Oy:n toimeksiannosta. Patria Vehicles Oy:n tuotantoon kuuluvat vaativiin maasto-olosuhteisiin soveltuvat sotilasajoneuvot sekä teleskooppimastot. Tutkimuksen tarkoituksena oli mallintaa mastoperävaunusta joustava malli, johon vaikuttavat tuulikuormat. Mallin avulla voidaan tutkia maston siirtymiä, kallistumia sekä kiertymiä. Tutkimuksessa on käytetty ADAMS-simulointiohjelmistoa sekä I-DEAS- FEM ohjelmistoa. Dynaamisten ongelmien ratkaisemiseksi on ymmärrettävä rakenteiden käyttäytymistä. Tuulikuormien mallintamisen edellytyksenä on tuulikuormien syntymisen ymmärtäminen. Tämän työn peruslähtökohtana on mallintaa kaikki maston jäykkyyteen vaikuttavat komponentit joustavina FE-menetelmän avulla. Luodaan superelementit Craig-Bamptonin ominaismuotojen superponointimenetelmällä. Nämä superelementit liitetään toisiinsa ja asetetaan niille tuulikuormat. Luodaan kosketukset puomien, sekä maan ja maston välille. Pienennetään joustavien osien ominaismuotojen määrää, jotta saataisiin nopeammat analyysit. Parametrisoidaan malli, jolloin voidaan analysoida mallilla useampia tapauksia. Verifioidaan malli varmistaaksemme sen oikeellisuuden. Taulukoidaan tulokset.

This master´s thesis has been done under the assigment of Patria Vehicles Ltd., which produces armoured cross-country vehicles and telescopic masts for extreme enviroments. The purpose of the thesis was to create a flexible model of the mast trailer, which is under the influence of wind loads. The model is used to analyse mast´s displacements, declinations and twists. ADAMS-simulation- sofware and I-DEAS-FEM-software were utilised during this study. To solve dynamic problems it is necessary to understand the behavior of the structures. The condition on creating wind loads on structures is to understand the characteristics of wind. The basis of this study is to create all the components, which have an affect on mast stiffness, with finite element method. Craig-Bampton’s method for mode-superposition was used on the creation of superelements. Superelements are joint to each others and wind forces are applied on them. The contacts between beams and between ground and mast’s trailer are created. The number of used modes of flexible components are reduced in order to run analyses faster. The model is parameterized for the possibility to analyse other cases. The model is verified to make sure of it´s correctness. The results are tabulated.