Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Proving Ground Durability Simulations
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.), Machine Design (Div.).
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Simulering av utmattning på provbana (Swedish)
Abstract [en]

Virtual durability simulations have been explored in the automotive industry to complement physical testing in designing durable vehicles. Simulations are useful to check the validity of the design before even building the prototype of the vehicle. They are also useful in checking the effect of changes in vehicle design to the durability of the vehicle. Buses are designed and tested for durability before they are sold to customers. Bus manufacturers use special test tracks consisting of different kinds of maneuvers/obstacles to test the buses for durability. Proving ground durability test schedules defines the combination of different test track maneuvers/obstacles at which the bus is to be run. The test schedules are created to achieve accelerated fatigue damage in the bus comparable with the fatigue damage occurring in typical customer usage. This thesis is an attempt to check if a proving ground durability test schedule can be simulated in a computer. A Multibody dynamic model of the bus with its constituent subsystems is modeled in a multibody simulation software MSC ADAMS. Sub-systems like bus chassis frame and axle are modeled as flexible as their dynamic properties are assumed to influence the simulation results. The virtual bus is run on the virtual version of the test tracks. Loads at suspension torque rods, anti-roll bars, axles and displacement of dampers are extracted from the simulation. The load signals are post-processed to derive fatigue damage. The simulation model is compared with the test results of a single standard test track maneuver. The simulation model is tuned by adjusting the parameters to match with the test results of the given maneuver. Finally, the tuned model is used to run the bus in a test schedule.

Results achieved at the end of the thesis shows that well-tuned simulation model is necessary for simulating test schedules with enough accuracy. Comparison with test results are to be treated with caution as the conditions of the test bus should be exactly same as the simulation model; which is difficult to achieve. Future extension of the work involves improving the accuracy of simulations and using simulations to iterate new kinds of maneuvers/obstacles to improve existing test schedules.

Abstract [sv]

Virtuell hållfasthetsprovning utnyttjats inom fordonsindustrin för att komplettera fysisk provning med avseende att konstruera hållfasta fordon. Simuleringar är användbara för att kontrollera designen innan första prototypen har byggts men även för att kontrollera hur hållfastheten påverkas av olika fordonskoncept. Bussar utvecklas och provas så att de ska klara målen för hållfasthet innan de säljs. Busstillverkarna använder speciella provbanor bestående av olika hinder och manövrar för att testa hållfastheten. Tillsammans med speciella provningsprogram som specificerar vilka provbanehinder och manövrar som bussen ska provas enligt kan hållfastheten säkerställas. Dessa provprogram är framtagna för att den accelererade utmattningen på provbanan ska matcha den utmattning bussen utsätt för hos kund. Denna avhandling undersöker huruvida provprogram kan utvecklas digitalt via simuleringar. Multidynamiska modeller av bussens delsystem modelleras i programvaran MSC ADAMS. Delsystem som buss chassi ram och axlar modelleras som flexibla då deras dynamik egenskaper anses påverka simuleringsresultaten. Den virtuella bussen provas på en digital provbanan. Krafterna i reaktionsstag, kränghämmare, axlar och förskjutningen i stötdämpare beräknas. Dessa kraft- och förskjutningssignalser används senare för att beräkna utmattning. Simulerade resultat av ett hinder jämförs med resultat från fysisk provning för att därefter justera vissa parametrar för att virtuella resultat ska matcha fysiska. Efter att modellen är optimerad kan slutligen delskadan för ett helt provprogram simuleras.

Resultat visar på att en väll optimerad simuleringsmodell är nödvändig för att simulera fram provprogram med bra noggrannhet. Att jämföra simulerade resultat med fysiska ska göras med viss aktsamhet då den fysiska bussen bör vara identisk med den virtuella; vilket är mycket svårt att uppnå. Framtida arbete inom ämnet bör innefatta förbättringar av simuleringsnoggrannheten och använda simulering för framtagandet av nya hinder/manövrar för att förbättra befintliga provprogram.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 64
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:570
Keywords [en]
Virtual Durability Simulations, Multibody Simulations, Buses
Keywords [sv]
Virtuell hållfasthetsprovning, Multibody-simuleringar, bussar
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-259664OAI: oai:DiVA.org:kth-259664DiVA, id: diva2:1352854
External cooperation
Scania AB
Subject / course
Mechanical Engineering
Educational program
Degree of Master
Presentation
2019-08-29, 00:00
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-09-20 Created: 2019-09-20 Last updated: 2019-09-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1759 kB)16 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1759 kBChecksum SHA-512
680b733dbc3567d8d704aa3ccf47dacb2c6ae41882b7ebd87753043ee9f1c33963b5c3c8677cbb5b4e6cbd83b84030079b270395c6cf89ac05763e050ce02778
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Div.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 16 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 88 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf