Sellupesurin rakenteellinen kehittäminen

Abstract

Tämä diplomityö on tehty Andritz Oy:lle Washers & Filters tuoteryhmään. Työ on osa pienten sellupesureiden tuotekehitysprojektia. Tavoitteena on vertailla olemassa olevaa tuotekehitysaineistoa ja tuoda esiin suunnitteluprosessi, jolla DD – sellupesurin osien rakenteita voidaan järjestelmällisesti kehittää. Diplomityössä tutkittuja osia ovat tiiviste–elementti, päätypalkki ja rumpu. Tiiviste–elementtejä vertailtiin olemassa olevan tuotekehitysaineiston osalta, sekä tutkittiin geneettisiin algoritmeihin pohjautuvan topologian optimoinnin soveltuvuutta tiiviste-elementin suunnitteluun. Päätypalkin ja rummun optimaaliset geometriat selvitettiin geneettisiä algoritmejä hyödyntävällä topologisella optimoinnilla. Optimaalisten topologioiden perusteella suunniteltiin valmistettavissa olevat rakenteet joiden ainevahvuudet määrättiin alustavasti vakion variointiin perustuvalla optimoinnilla. Tällä menettelyllä saatiin päätypalkista ja rummusta aikaiseksi aikaisempaa kevyemmät rakenteet. Topologian optimointi huomattiin soveltuvan rakenteisiin, joiden kuormitus- ja kiinnitystiedot ovat yksiselitteisesti määrätyt.

This thesis is made for Andritz Oy, Washers & Filters product group and it is part of a product development project of small DD Washer’s. The purpose of this study is to compare unutilized product development data and introduce a systematic procedure to develop structures of DD Washer’s parts. The parts studied in this thesis are seal bar, support beam and drum. Product development data included different structures for seal bars. They were compared and the suitability of topology optimization based on genetic algorithms for the design of new seal bar structures was studied. The topologies of support beam and drum were optimized by using genetic algorithms. Manufacturable structures were designed based on optimal topologies. Preliminary dimensions were optimized by variating design parameters. By using this procedure the lighter structure for support beam and drum were developed. Topology optimization was noticed to be suitable for structures whose loads and constraints are properly specified. The load data of seal bar was too non-specific to get o functional structure by using topology optimization.