Wooden Pallet Analysis (Slovenian version)
•Download as PPTX, PDF•
0 likes•352 views
Predstavitev projekta Numerični preračun palete Pripravil: Aleš Horvat Mentor: Bojan Dolšak
Recommended
More Related Content
More from CEOE-CEPYME ZAMORA
More from CEOE-CEPYME ZAMORA (13)
Wooden Pallet Analysis (Slovenian version)
- 1. Predstavitev projekta Numerični preračun palete Maribor, Marec 2015 Pripravil: Aleš Horvat Mentor: Bojan Dolšak
- 2. Naloga: - Izdelati numerično analizo palete - Preveriti pravilnost zasnove oblike - Preveriti nosilnost palete Analiza: - Samostojna obremenitev palete z izdelki - Skladiščenje ene palete vrh ene palete - Skladiščenje dveh palet vrh ene palete - Prenos polne palete z viličarjem
- 3. Metoda končnih elementov Priprava modela Linijski elementi 1D Površinski elementi 2D Volumenski elementi 3D
- 4. Mreženje modela Velikost elementa – 5mm 560944 elementov 690245 vozlišč Slika mreže
- 5. Predpis lastnosti Smrekov les zelen: - Modul elastičnosti [E] = 8500 MPa - Dopustna napetost [δ] = 18.4 MPa - Poissonovo število = 0.34 Vplivni parametri: - Vlažnost oz. suhost lesa - Nepravilno izraščen les - Prhnenje lesa - Potek vlaken Smrekov 12% vlažnost: - Modul elastičnosti [E] = 10800 MPa - Dopustna napetost [δ] = 38.7 MPa - Poissonovo število = 0.34
- 7. 1.1 Analiza Osnovna polna paleta 8 desk na dnu 1 polna paleta na vrhu
- 8. 1.2 Analiza Osnovna polna paleta 8 desk na dnu 2 polni paleti na vrhu
- 9. 1.3 Analiza Osnovna polna paleta 8 desk na dnu Na viličarju
- 10. 2.1 Analiza Povezovalne deske zvrnjene za 90° 1 polna paleta na vrhu
- 11. 2.2 Analiza Povezovalne deske zvrnjene za 90° 2 polni paleti na vrhu
- 12. 2.3 Analiza Povezovalne deske zvrnjene za 90° Na viličarju
- 13. 3.1 Analiza 10 desk na dnu Stranske kotne deske obrnjene navzven 1 polna paleta na vrhu
- 14. 3.2 Analiza 10 desk na dnu Stranske kotne deske obrnjene navzven 2 polni paleti na vrhu
- 15. 3.3 Analiza 10 desk na dnu Stranske kotne deske obrnjene navzven Na viličarju
- 16. 4. Analiza 10 desk na dnu Dve dolgi stranski kotni deski 2 polni paleti na vrhu
- 17. 8 desk na dnu palete - osnvna postavitev Modul elastičnosti Poisson Velikost mreže Podpora Obremenitev Max. Napetost Max. Upogib 1.1 Ena polna paleta na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 9.251 MPa 4.508 mm Teža palet na vrhu 1477 kg (1 paleta + izdelki) 1.2 Dve polni paleti na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 18.383 MPa 8.969 mm Teža palet na vrhu 2954 kg (2 paleti +2x izdelki) Dve polni paleti na vrhu 8500 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 18.383 MPa 10.974 mm Teža palet na vrhu 2954 kg (2 paleti +2x izdelki) 1.3 Samostojna paleta na vilicarju 10400 0.34 5 mm Vilici Teža izdelkov 1200 kg 16.528 /10 MPa 8.021 mm Teža palet na vrhu 0 kg Samostojna paleta na vilicarju 8500 0.34 5 mm Vilici Teža izdelkov 1200 kg 16.528 /10 MPa 9.814 mm Teža palet na vrhu 0 kg 8 desk na dnu palete - zvrnjene deske 2.1 Ena polna paleta na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 5.019 MPa 0.786 mm Teža palet na vrhu 1477 kg (1 paleta + izdelki) 2.2 Dve polni paleti na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 10.015 MPa 1.577 mm Teža palet na vrhu 2954 kg (2 paleti +2x izdelki) 2.3 Samostojna paleta na vilicarju 10400 0.34 5 mm Vilici Teža izdelkov 1200 kg 18.870 /10 MPa 7.829 mm Teža palet na vrhu 0 kg 10 desk na dnu palete - obrnjene stranske deske 3.1 Ena polna paleta na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 9.430 MPa 4.581 mm Teža palet na vrhu 1509 kg (1 paleta + izdelki) 3.2 Dve polni paleti na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 19.361 MPa 9.208 mm Teža palet na vrhu 3018 kg (2 paleti +2x izdelki) 3.3 Samostojna paleta na vilicarju 10400 0.34 5 mm Vilice Teža izdelkov 1200 kg 15.046 /10 MPa 7.340 mm Teža palet na vrhu 0 kg 10 desk na dnu palete - dve dolgi stranski deski 4 Dve polni paleti na vrhu 10400 0.34 5 mm Tla Teža izdelkov 1200 kg 18.736 MPa 9.164 mm Teža palet na vrhu 3040 kg (2 paleti +2x izdelki)
- 18. 9.251 18.383 16.528 5.019 10.015 18.870 9.430 19.361 15.046 18.736 4.51 8.97 8.02 0.79 1.58 7.83 4.58 9.21 7.34 9.16 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Ena paleta na vrhu Dve polni paleti na vrhu Viličar Ena paleta na vrhu Dve paleti na vrhu Viličar Ena paleta na vrhu Dve paleti na vrhu Viličar Dve paleti na vrhu SKUPNI REZULTATI Max. napetost Max. upogib Osnovna paleta Osnovna paleta - 90° Stranske deske - navzven Dve dolgi stranski deski 18.4
- 19. Zahvala: - Ekipi projekta Ergo Work - Prof. Bojan Dolšak - Kovinarstvo Bučar
Editor's Notes
- Pozdravljeni. Sem Aleš Horvat in sem pod mentorstvom profesorja Bojana Dolška preučeval tehniške značilnosti palete.
- Moja naloga je bila narediti numerično analizo palete, z namenom da ugotovim, ali je paleta primerno zasnovana, in če prenese zadane obremenitve. Pri tem sem se osredotočil na 4 glavne analize. Paleta obremenjena le z lastno težo izdelkov, transport polne palete na viličarju in transport palete v tovornem vozilu. Dobljene rezultate bom predstavil pozneje. Za tiste, ki še niste slišali za numerične analize, bom pa razložil čiste osnove samega poteka numeričnih analiz.
- Izračuni so potekali po MKE. Najprej se uporabi modelirnik, da se ustvari virtualni model izdelka. Ta je lahko 1D (paličje), 2D (kjer modeliramo samo površine) ali pa 3D model (kjer upoštevamo celotni volumen modela). Glavna razlika med njimi je v točnosti dobljenih rezultatov. Če bi nas zanimali samo nastali pomiki, bi lahko uporabili le površinske elemente. Ker pa sem iskali napetosti v paleti, sem se odločili za uporabo volumskega elementa. Torej sem zmodeliral celotno paleto. Za to so najbolj razširjeni programi, kot so Catia, Solid Works in Creo. Jaz smo uporabili modelirnik Catia.
- Zatem sledi pretvarjanje modela v mrežo. To si je najlažje predstavljati, kot da bi cel model enostavno prekrili z mrežo. Seveda je lahko mreža gostejša ali pa redkejša. To določimo na podlagi želene točnosti rezultatov. Jaz sem uporabil 560944 elementov, kar znese 690245 vozlišč. Morda vas zanima, kaj predstavljajo ta vozlišča. To so točke, v katerih računalnik izračuna napetosti in pomike. Najprej se loti izračuna v eni točki, potem pa se z upoštevanjem dobljenih rezultatov pomakne na drugo točko, kjer naredi vnovičen izračun, vzame vse dobljene podatke in se odpravi naprej na naslednjo, in tako naprej. Mrežimo lahko tudi z različno obliko elementov. Izbiramo lahko med heksaedri, tetraedri, in prizmatičnimi elementi. Jaz sem se odločili za najbolj točne, torej Hexaedrične elemente.
- Narejenemu modelu je potrebno predpisati tudi fizične lastnosti. Ker je les organski material na njegove lastnosti vplivajo številni faktorji. Nekateri vplivni elementi so; vlažnost oz. suhost lesa, nepravilno izraščen les, če je sprhnel in podobno. Velik vpliv ima tudi postavitev desk glede na njihov potek vlaken. Če so deske obremenjene v vzdolžni smeri poteka vlaken, potem nosilnost lesa strmo pade. Zato se tudi drva sekajo v vzdolžni in ne v prečni smeri na vlakna. Na srečo so v našem primeru vse deske obremenjene v pravokotni smeri na potek vlaken.
- Samo analizo bi lahko nadaljeval v programskem paketu Catia, vendar zaradi same točnosti sem se raje poslužil namenskega programskega paketa Abaqus. Pri tem sem naredil 4 osnovne teste. Ko paleta leži na tleh, in je napolnjena do svoje predpostavjene nosilnosti 1200 kg. Ker je ta obremenitev vključena v ostalih primerih, sem ta test pozneje opustil. Nato to polno paleto dvignjeno z vilicami viličarja, in še dve simulaciji palete med transportom. Pri tem sem iskal nastale napetosti, če nanjo postavimo eno ali pa dve polni paleti.
- Najprej sem naredili preizkus osnovne palete, ki je bila zasnovana v začetku. Njena značilnost je bila, da je imela na dnu 8 desk. Pri tem naj še omenim, da nam je zaradi simetrične obremenitve program dopuščal uporabiti robne pogoje, zaradi katerih sem simuliral samo ¼ palete, in sem vseeno dobil točne rezultate. Kot vidimo, so rezultati sledeči... Na tem modelu sem preizkusili različne module elastičnosti, torej osnovno lastnost lesa. Uporabil sem povprečnega 10400, sem pa preizkusili paleto z modulom elastičnost 8500. Ker v končnem rezultatu ni bilo bistvenih razlik, so bile ostale simulacije izvedene z višjim modulom elastičnosti.
- Zatem sem si zastavil vprašanje, kako bi se spremenila nosilnost, če bi zgornje deske zvrnili za 90°. Dobljeni rezultati
- Kot naslednji model sem testirali paleto, ki je na dnu vsebovala 10 namesto 8 desk, in je imela stranske kotne deske obrnjene navzven, torej zrcaljene preko navpične osi. Napetosti na spodnjem delu desk, se je zaradi uporabe 10 desk namesto 8 ni bistveno spremenila. Ostale napetosti, pa…
- Kot končni model pa sem testiral še model palete, ki je imel na strani namesto 4 kratkih desk dve dolgi deski, ki sta segali od enega konca palete, vse do drugega. Ker v tem primeru ni šlo za simetričen model, sem simuliral celotno paleto, kar pa je znatno povišalo kalkulacijski čas. Ta je bil zaradi večjega števila elementov kar 4x daljši. Zaradi tega sem naredili le eno simulacijo. To je bila simulacija ko je paleta najbolj obremenjena, torej ko prenaša dve polni paleti. Rezultati so pokazali…
- Če povzamem dobljene rezultate v tabeli, vidimo da je najboljša izvedba palete tista, ki vsebuje zvrnjene povezovalne deske na vrhu palete, najslabše pa je, če obrnemo stranske deske navzven.
- Ne glede na to, nam vsi modeli prenesejo nastale napetosti, saj so vse nižje od dopustne napetosti. Dopustna napetost ni povsem določena. Če bi imeli zelen les, bi znašala 18.4 MPa, kar pa ni dovolj za skladiščenje dveh palet na vrhu ene. Za 12% suhost lesa pa velja, da je dopustna napetost v paleti 38.7 MPa. Na zadnje še moram dodati, da so to statične simulacije, ki pa ne vključujejo udarcev. Tako da pri transportu palet ne priporočam, da se zlagajo dve na vrh ene, saj lahko pride – še posebej na slovenskih cestah – do raznih jam in zaradi tega do nepričakovanih udarcev, ki pa znatno povišajo napetosti.
- To je bilo z moje strani vse. Zahvaljujem se ekipi projekta Ergo Work, ki mi je pustila sodelovati v tem projektu, mentorju Bojanu Dolšaku, ter podjetju Kovinarstvo Bučar, za priskrbljene potrebne podatke o paleti in ostale potrebne informacije. Če ima še kdo kakšno vprašanje… ne, potem pa hvala.