Finita-element beräkningar på ytförtätning av kugghjul

Bilindustrin präglas av ett intensivt arbete att sänka vikten och kostnaderna hos komponenter samtidigt som prestanda inte får går ned utan helst öka. Pulvermetallurgisk tillverkning (P/M) är ett sätt att åstadkomma detta för vissa komponenter. För att kunna tillverka komponenter utsatta för kontaktutmattning, t ex kugghjul och motorkomponenter, utnyttjar man ytförtätning med hjälp av t ex olika valsnings-processer för att lokalt sänka porositeten i P/M-tillverkade komponenter.

I ett tidigare examensarbete har en metod för bestämning av spännings-töjningssamband för P/M-material tagits fram. Vidare har FEM-simulering av radiell porositetsfördelning hos ytförtätade ringar givit lovande resultat. Den använda modellen för porösa material, Gursonmodellen, baserar sig på antagandet av sfäriska porer under hydrostatisk belasting.

Din uppgift blir att:
1. Undersöka hur en sfärisk por deformeras och ändrar volym under belastningar som är mer representativa för ytförtätningsprocessen
2. Jämföra Gursonmodellen med en mer generell modell utvecklad vid Harvard. Detta fordrar att denna materialmodell kan fås från Harvard.
3. Analysera hur ytförtätning av ett snedskuret kugghjul skall genomföras. Kan problemet reduceras till ett 2D-problem?
4. Genomföra ytförtätningsberäkningar på ett snedskuret kugghjul med en verktygsansats. Genom systematiska körningar skall en lämplig verktygsgeometri tas fram, som ger önskad ytförtätning i kugghjulet. Här finns mätningar genomförda.
Deltagande företag: Höganäs, Volvo, Scania, SKF och Callo.
Per-Lennart Larsson vid Institutionen för Hållfasthetslära vid KTH kommer att vara handledare för punkt 1 och 2 (tel 08-790 75 40).