Mekaniska beräkningar av armeringstråd vid förläggning på högspänningskablar



Relevanta dokument
Syns du, finns du? Examensarbete 15 hp kandidatnivå Medie- och kommunikationsvetenskap

Ökat personligt engagemang En studie om coachande förhållningssätt

Bridging the gap - state-of-the-art testing research, Explanea, and why you should care

Kristina Säfsten. Kristina Säfsten JTH

Collaborative Product Development:

Projektmodell med kunskapshantering anpassad för Svenska Mässan Koncernen

Goals for third cycle studies according to the Higher Education Ordinance of Sweden (Sw. "Högskoleförordningen")

MILJÖBEDÖMNING AV BOSTÄDER Kvarteret Nornan, Glumslöv

Kursplan. FÖ3032 Redovisning och styrning av internationellt verksamma företag. 15 högskolepoäng, Avancerad nivå 1

Motivet finns att beställa i följande storlekar

Titel Mall för Examensarbeten (Arial 28/30 point size, bold)

Företagsekonomi, allmän kurs. Business Administration, General Course. Business Administration until further notice

Kursplan. MT1051 3D CAD Grundläggande. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. 3D-CAD Basic Course

SVENSK STANDARD SS-ISO 8779:2010/Amd 1:2014

Swedish adaptation of ISO TC 211 Quality principles. Erik Stenborg

Course syllabus 1(7) School of Management and Economics. FEN305 Reg.No. EHVc 2005:6 Date of decision Course Code. Företag och Marknad I

Semantic and Physical Modeling and Simulation of Multi-Domain Energy Systems: Gas Turbines and Electrical Power Networks

En bild säger mer än tusen ord?

FOI MEMO. Jonas Hallberg FOI Memo 5253

Kursplan. AB1029 Introduktion till Professionell kommunikation - mer än bara samtal. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1

De interaktiva kuddarna Textil som kommunikationsredskap

Information technology Open Document Format for Office Applications (OpenDocument) v1.0 (ISO/IEC 26300:2006, IDT) SWEDISH STANDARDS INSTITUTE

Methods to increase work-related activities within the curricula. S Nyberg and Pr U Edlund KTH SoTL 2017

SWESIAQ Swedish Chapter of International Society of Indoor Air Quality and Climate

Utfärdad av Compiled by Tjst Dept. Telefon Telephone Datum Date Utg nr Edition No. Dokumentnummer Document No.

The present situation on the application of ICT in precision agriculture in Sweden

SVENSK STANDARD SS-ISO 8734

Observationshotellet. The observation hotel. Fanny Vallo !!! Ersätt bilden med en egen bild. Emma Karlsson Martin Hedenström Ljung.

Genusstudier i Sverige

Examensarbete Introduk)on - Slutsatser Anne Håkansson annehak@kth.se Studierektor Examensarbeten ICT-skolan, KTH

De interaktiva kuddarna. Textil som kommunikationsredskap

Maria Fransson. Handledare: Daniel Jönsson, Odont. Dr

Kursplan. NA3009 Ekonomi och ledarskap. 7,5 högskolepoäng, Avancerad nivå 1. Economics of Leadership

Tunga metaller / Heavy metals ICH Q3d & Farmakope. Rolf Arndt Cambrex Karlskoga

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 19108:2005/AC:2015

Kursplan. IK1004 Java - Grafiska användargränssnitt med Swing. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. Java - GUI Programming with Swing - Undergraduate Level

Gradientbaserad Optimering,

Thesis work at McNeil AB Evaluation/remediation of psychosocial risks and hazards.

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

Kursplan. NA1032 Makroekonomi, introduktion. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. Introductory Macroeconomics

Skrivandets pentagon. 5 enkla tips för bättre uppsatser och rapporter Richard Nordberg,

Skrivandets pentagon. 5 enkla tips för bättre uppsatser och rapporter Richard Nordberg,

The Finite Element Method, FHL064

Patientutbildning om diabetes En systematisk litteraturstudie

Ett hållbart boende A sustainable living. Mikael Hassel. Handledare/ Supervisor. Examiner. Katarina Lundeberg/Fredric Benesch

Kommentar till bilderna. Att spara hörsel för framtiden. Bara det värdefulla är vi beredda att skydda! Hörseln vad kan vi förstå?!

Skattejurist för en dag på Deloitte i Malmö! 26 april 2016

Utrymningshissar och utrymningsplatser utifrån de utrymmandes perspektiv. kristin andrée

Vågkraft. Verification of Numerical Field Model for Permanent Magnet Two Pole Motor. Centrum för förnybar elenergiomvandling

en uppsatstävling om innovation Sammanfattning av de vinnande bidragen

Kundfokus Kunden och kundens behov är centrala i alla våra projekt

EXTERNAL ASSESSMENT SAMPLE TASKS SWEDISH BREAKTHROUGH LSPSWEB/0Y09

Checklistor för intyg gällande ansökningar om förlängning av uppehållstillstånd för studier

Quality-Driven Process for Requirements Elicitation: The Case of Architecture Driving Requirements

State Examinations Commission

Effekter av införande av agila metoder. Daniel Sundmark Mälardalens högskola

ISO general purpose screw threads Basic profile Part 1: Metric screw threads

PRESS FÄLLKONSTRUKTION FOLDING INSTRUCTIONS

Förändrade förväntningar

ÅRSKURS 1, civilingenjörsprogrammet i teknisk fysik med materialvetenskap, lå 2018/2019

Kursplan. FÖ1038 Ledarskap och organisationsbeteende. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. Leadership and Organisational Behaviour

What Is Hyper-Threading and How Does It Improve Performance

Anmälan av avsiktsförklaring om samarbete med AstraZeneca AB

PRESS FÄLLKONSTRUKTION FOLDING INSTRUCTIONS

Forskningstrender inom mekanisk fogning vid Centre for Joining and Structures Svets- och fogningsteknik, Elmia

Fortsatt Luftvärdighet

1. How many hours per week have you on average spent on the course, including scheduled time?

Campuskurs Distanskurs Annan. Examinator Remigijus Gustas

Skrivandets pentagon. 5 enkla tips för bättre uppsatser och rapporter Richard Nordberg,

EVALUATION OF ADVANCED BIOSTATISTICS COURSE, part I

Hållbar utveckling i kurser lå 16-17

The Swedish system of Contract Archaeology

Institutionen för individ och samhälle Kurskod SOL200. Fastställandedatum Utbildningsnivå Grundnivå Reviderad senast

ATTITYDER, VÄRDERINGAR och INSTÄLLNING till FRAMTIDA ARBETSLIV En kvalitativ studie med sex unga kvinnliga beteendevetarstudenter

FORSKNINGSKOMMUNIKATION OCH PUBLICERINGS- MÖNSTER INOM UTBILDNINGSVETENSKAP

Civilingenjörsexamen

Not everything that counts can be counted, and not everything that can be counted counts. William Bruce Cameron

Kursplan. EN1088 Engelsk språkdidaktik. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. English Language Learning and Teaching

SVENSK STANDARD SS :2015

Teknikprogrammet Klass TE14A, Norrköping. Jacob Almrot. Självstyrda bilar. Datum:

Skrivträning som fördjupar den naturvetenskapliga förståelsen Pelger, Susanne

SVENSK STANDARD SS-EN 581-2:2015/AC:2016

DET AKADEMISKA SKRIVANDETS POLITISKA EKONOMI. Träff 1, 6/9 2018

SVENSK STANDARD SS-EN ISO :2009/AC:2010


A metadata registry for Japanese construction field

12.6 Heat equation, Wave equation

Social innovation - en potentiell möjliggörare

Utmaningar och möjligheter vid planering, genomförande och utvärdering av förändringsarbete i organisationer

Magisterprogram i nationalekonomi med inriktning turism och evenemang 60 högskolepoäng

Institutionen för individ och samhälle Kurskod PSK500. Fastställandedatum Utbildningsnivå Grundnivå Reviderad senast

Transkript:

Mekaniska beräkningar av armeringstråd vid förläggning på högspänningskablar Philip Nilsson Blekinge Tekniska Högskola Sektionen för teknik Maskinteknik Karlskrona År 2014 Följande arbete är utfört som en obligatorisk del av utbildningen på programmet Civilingenjör i maskinteknik inom området tillämpad mekanik på Blekinge Tekniska Högskola. i samarbete med ABB High Voltage Cables Karlskrona

[Denna sida lämnades medvetet blank] ii

[Denna sida lämnades medvetet blank] iii

Sammanfattning Detta examensarbete har tagit plats på ABB High Voltage Cables i Karlskrona och fokuserar på deras armeringsprocess (AR50) som förstärker kabeln genom påläggning av armeringstrådar. Arbetet är starkt begränsat till enbart den korta perioden för själva påläggningen av tråden och undersöker spänningsskillnader i en armeringstråd beroende på olika kabel och tråddimensioner samt bromskrafter som används i produktionen. Studien följer en modell och teoriutvecklande forskningsprocess kombinerat med ett utprövande resultatbildande. Studiens syfte är att tillsammans med en beräkningsmodell öka och fördjupa ABBs kunskaper kring armeringstråden som idag används för att stärka och skydda ABBs alla olika högspänningskablar. Beräkningsmodellen tas fram i FEA (Finita Element Analys) prorammet ABAQUS genom en dynamisk explicit modell. En förklaring till hur beräkningsmodellen har byggts upp och vilka parametrar som används beskrivs i rapporten. Dessa delar bidrar sedan till resultatet i studien som ger en bild av att bromskraften som används i AR50s armeringsprocessen inte behöver kontrolleras med en hög precision så länge den är tillräckligt stor för att hålla armeringstråden sträckt vid påläggningen. Studien visar också att olika kabel och tråddimensioner inte påverkar spänningsnivåerna något markant vid armeringsprocessen och att nippeln som används i armeringsprocesen för att trycka ner armeringstråden mot kabeln bestämmer hur spänningsbilden ser ut. Nyckelord: FEA, ABAQUS, Armeringstråd, Spänning, Vridning, Böjning, Helix. iv

Abstract This thesis has taken place at ABB High Voltage Cables in Karlskrona and focuses on their reinforcement process (AR50) which reinforces the cable by application of reinforcement wires. The research is strictly limited to only the short period during the application of the wire on the cable and investigates stress differences in one reinforcing wire depending on cable - and wire dimensions as well as brake forces used in the production. The study follows a model - and theory development research process combined with a testing process to obtain the results. The study aims is to increase and expand ABB's knowledge about the reinforcing process that is used to strengthen and protect ABB s all different high voltage cables together with a computational calculation model. The model is developed in the FEA (Finite Element Analysis) program ABAQUS through a dynamic explicit model. An explanation of how the calculation model has been built and the parameters used are described in this report. These parts then contribute to the outcome of the study which provides a sense that the brake force used in AR50 s reinforcement process does not need to be controlled with a high precision so long as it is large enough to hold the reinforcement wire stretched upon the application. The study also shows that different cable - and wire dimensions does not affect the stress levels somewhat significantly by reinforcing the process and that the nipple used in reinforcement process to press down the reinforcing wire on the cable is the main source that determines how the stress distribution looks like on the reinforcement wire. Keywords: FEA, ABAQUS, Reinforcement wire, Stress, Twisting, Bending, Helical. v

Förord Detta arbete är ett examensarbete på Blekinge Tekniska Högskola under civilingenjörsutbildningen i maskinteknik med inriktning tillämpad mekanik. Jag vill tacka Magnus Hammarlund och Bengt Larsson på ABB AB HVC i Karlskrona som introducerade projektet för mig samt har varit en stor tillgång i detta arbete. Från Blekinge Tekniska Högskola har jag fått ett stort stöd från bland annat Dr Johan Wall som har agerat handledare åt detta examensarbete. Jag vill också tacka Shafiq Mq Islam som har varit en stor hjälp vid dragprovmaskinen. Karlskrona 2014-06-02 Philip Nilsson vi

Innehållsförteckning Sammanfattning... iv Abstract... v Förord... vi Notationer... viii 1 Introduktion... 1 1.1 Inledning... 1 1.2 ABB AB HVC Sverige... 2 1.3 Uppbyggnad av högspänningskabel... 2 1.4 Befintlig armeringsprocess... 3 1.5 Problemformulering... 9 1.6 Avgränsningar... 10 2 Forskningsmetod och tillvägagångssätt... 11 2.1 Forskningsprocess... 11 2.2 Vetenskaplig ansats... 13 2.3 Målgrupp... 13 2.4 Tillvägagångssätt... 13 3 Dynamisk analys av armeringstråd... 15 3.1 Finita Element Analys... 15 3.2 ABAQUS... 15 3.3 Problemutformning grundmodell... 18 3.4 Implementering av böjning runt nippeln... 24 3.5 Påläggning av bromskraft... 36 4 Resultat... 37 4.1 Resultat FEA-analys... 37 4.2 Diskussion kring verifiering... 51 5 Diskussion och slutsatser... 53 6 Framtida arbeten... 55 7 Referenser... 57 Bilaga 1 Ritningar... 61 Bilaga 2 Dragprov... 62 vii

Arbetet är censurerat och kommer inte att publiceras i större utsträckning 1

1 Referenser Litteraturförteckning Abaqus Documentation 6.13. (2014). Abaqus Analysis User's Guide. Providence, RI, USA: Dassault Systèmes Simulia Corp. ABB AB High Voltage Cables. (2010). Mekanisk Hantering av extruderade sjökablar. Karlskrona: ABB AB High Voltage Cables. Andersson, N. & Borgbrant, J. (1998). Byggforskning - processer och vetnskaplighet. Luleå: Luleå Tekniska Universitet. Chakrabarty, J. (2006). Theory of plasticity 3 rev. Oxford: Butterworthheinemann ltd. Creswell, J. W. (2007 ). Qualitativ Inquiry & Research Design - Choosing Among Five Approaches 2 rev. Nebraska, Lincoln: Sage Publicataions Inc. Dahlberg, T. (2001). Teknisk Hållfasthetslära. Lund: Studentlitteratur AB. Ekh, J. (2011). Strains in helical structuers. Karlskorna: ABB AB HVC. Eriksson, L. & Wiederheim-Paul, F. (2006). Att utreda forska ochrapportera. Malmö: Liber. Europastandard. (1994). EN 10 016-2:1994sv - Olegerad valstråd för dragning och/eller kallvalsning. Brussels: CEN. Field, A. & Hole, G. (2005). How to Design and Report Experiments. London: SAGE publications company. Gummesson, E. (2000). Qulitative methods in manegement research 2 rev. Thousends Oaks, California: Sage Publications Inc. HVC, ABB AB. (2013). Kontroll av bromskraft AR50. Karlskorna: ABB AB HVC. 2

Hörle Wire AB. (den 24 Februari 2014). Hörle Wire. Hämtat från http://horlewire.com/ Liker, J. K. (2009). The Toyota Way - Lean för Världsklass. Malmö: Liber. MathWorks, T. (den 10 April 2014). MathWorks. Hämtat från http://www.mathworks.se/ den 10 April 2014 Ottosen, N. & Petersson, G. (1992). Introduction to the Finite Element Method. New Jersey: Prentice Hall. Papailiou, K. O. (1995). Bending of helically twisted cables under variable bending stiffness due to internal friction, tensile force and cable curvature. Zurich. Robert N, W. (2011). Wire Technology process Engineering and Metallurgy. Oxford: Elsiver Inc. Sundström, B. (1998). KTH Handbok och formelsamling i hållfasthetslära. Stockholm : KTH. Swedish Standards Institute. (2009). SS-EN ISO 6892-1:2009 Metaliska Material - Dragprov. Stockholm: SIS Förlag AB. Wadas, P. (1997). Intoduction to Finite Element Analysis. Virginia: Virginia Tach Material Science Engineering. Wire, Hörle. (den 22 10 2010). Inspection Certificate MS-015-6. Zink Coated Steel Wire for Cables. Nitra, Slovakien: Hörle Wire. Wu, S. & Gu, L. (2012). Introduction to the Explicit Finite Element Method for Nonlinear Transient Dynamics. Somerset, USA: Wiley. Yin, R. K. (2003). Case Study Research Design and Methods. Thousend Oaks, California: Sage Publication Ltd. 3