Lastuavan työstön elementtimallintaminen - sovellukset ja käyttö

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Laakso, Sampsa Vili Antero
dc.date.accessioned 2012-03-06T13:35:31Z
dc.date.available 2012-03-06T13:35:31Z
dc.date.issued 2009
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/3058
dc.description.abstract Tässä diplomityössä käsitellään lastuavan työstön elementtimallintamista teollisuuden käyttötarpeiden kannalta. Teollisuudessa lastuava työstö on kallista, joten sen prosessiparametrien valinta on erittäin tärkeää tuotannon tehokkuuden kannalta. Oikeiden prosessiparametrien arvojen valinta vaatii prosessin tuntemista, joka saavutetaan nykyisin empiirisin keinoin. Lastuamiskokeet ovat kalliita, joten on mielekästä käyttää vaihtoehtoista keinoa tutkia prosessia, kuten simulointia. Työssä esitellään tyypilliset lastuamismenetelmät sorvaaminen, jyrsintä ja poraaminen elementtimenetelmän, kontinuumimekaniikan ja ratkaisumenetelmien perusteet ja muiden tutkijoiden julkaisuja aiheesta. Julkaisuosuudessa tutkimukset on jaoteltu lastuamisvoimia ja lämpötilaa tarkasteleviin tutkimuksiin, kitkaa ja kulumista tarkasteleviin, jäännösjännityksiä tarkasteleviin sekä materiaalimalleja tarkasteleviin tutkimuksiin. Työn varsinainen tutkimusosuus käsittelee kahden kaupallisen lastuavan työstön simulointiin tarkoitetun ohjelmiston käytettävyyttä ja tarkkuutta. Tutkitut ohjelmistot ovat Advant Edge ja Deform. Työssä tehdään kolme simulaatiosarjaa, joiden tulokset varmennetaan lastuamiskokein. Simulaatiosarjat ovat sorvaamista, poraamista ja jäännösjännityksiä tarkastelevia kokeita. Simulaatiotulosten ja koearvojen todetaan olevan kohtuullisen hyvässä konsensuksessa, vaikka simulaatiotulosten tarkkuudessa olisikin parannettavaa. Tuloksia voidaan parantaa käyttämällä simulointia ja lastuamiskokeita yhdessä, jolloin simulaatiot voidaan kalibroida lastuamiskokein. Todetaan, että tulevaisuuden kehitys niin laskennan, mallinnuksen kuin tietotekniikan osalta tulee nostamaan menetelmän tarkkuuden uudelle tasolle, jolloin lastuamiskokeita tarvitsee tehdä enää hyvin vähän, jos ollenkaan. On tärkeää että Suomen teollisuus panostaa menetelmän tutkimukseen ja soveltamiseen, sillä tulevaisuuden tehokkuusvaatimukset tulevat olemaan jatkuvasti suurempia, jolloin oma osaaminen prosessien optimoinnissa on erittäin suuri kilpailuetu. fi
dc.description.abstract In this Master's thesis finite element modelling of cutting processes is dealt with from the point of view of the demands of industry. In industrial production cutting processes involve high costs, which make the choice of the right values for process parameters extremely important. The choice of the right process parameters requires thorough knowledge of the process, which is at present achieved mostly with empirical means. The cutting experiments are expensive, which increases the need for alternative methods to study the process, such as simulation. In this study the typical cutting methods are presented briefly: turning, milling and drilling. In addition, the basics of the finite element method, continuum mechanics and numerical solution methods and other researchers' publications of the subject are presented in the research review. The studies have been divided into four parts: cutting forces and temperature, friction and tool wearing, residual stresses and material models. The actual research section of this study deals with the usability and ability to predict the true values for the cutting phenomenon of two commercial cutting simulation software. The examined software are Advant Edge and Deform. In this research three simulation series of cutting experiments were made to verify the results. The simulation series were turning experiments, drilling experiments and tests examining residual stresses. It was observed that the simulation results were moderately well congruent with the test values, but the accuracy of the simulation results could still worked on. The results can be improved by using the simulation and cutting experiments together, in which case the simulations are calibrated with cutting tests. It was observed that the development of calculation, modeling and information technology will improve the accuracy of the method to a level were only few cutting tests will have to be performed. It is vital that the Finnish industry invests in researching and adapting the method, because the demands for efficiency will be ever higher in the future, and self supported knowhow in the optimization of the processes will be a big competitive advantage. en
dc.format.extent 130
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso fi en
dc.publisher Teknillinen korkeakoulu fi
dc.publisher Helsinki University of Technology en
dc.title Lastuavan työstön elementtimallintaminen - sovellukset ja käyttö fi
dc.title Finite element modeling of cutting - applications and usability en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.department Koneenrakennustekniikan laitos fi
dc.subject.keyword FEM fi
dc.subject.keyword elementtimenetelmä fi
dc.subject.keyword simulointi fi
dc.subject.keyword Advant Edge fi
dc.subject.keyword Deform fi
dc.subject.keyword lastuaminen fi
dc.subject.keyword sorvi fi
dc.subject.keyword sorvaaminen fi
dc.subject.keyword jyrsintä fi
dc.subject.keyword poraaminen fi
dc.subject.keyword jäännösjännitykset fi
dc.subject.keyword tuotantotekniikka fi
dc.subject.keyword materiaalimalli fi
dc.subject.keyword FEM en
dc.subject.keyword finite element method en
dc.subject.keyword simulation en
dc.subject.keyword Advant Edge en
dc.subject.keyword Deform en
dc.subject.keyword cutting en
dc.subject.keyword lathe en
dc.subject.keyword milling en
dc.subject.keyword grinding en
dc.subject.keyword drilling en
dc.subject.keyword residual stresses en
dc.subject.keyword production technology en
dc.subject.keyword material model en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201203071289
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Tuotantotekniikka fi
dc.programme.mcode Kon-15
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Niemi, Esko


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account