Voortgangsverslag. Jaar 3. 1 e semester blok 1

Transcriptie

1 Voortgangsverslag Jaar 3 1 e semester blok 1 Door: M. Camp TU Delft DEMO m.camp@tudelft.nl Datum: 26 november 2013

2 Introductie In het kader van de HBO opleiding werktuigbouwkunde duaal is dit het voortgangsverslag van het 1 e blok van het 1 e semester in het 3 e jaar. Het voortgangsverslag is vooral bedoeld om afwijkingen van de plannen, knelpunten en evt. problemen te constateren en bij te sturen. De voortgang is gebaseerd op het Persoonlijk Actie Plan (PAP) die in het begin van deze periode is gemaakt. 2

3 Inhoud 1. Inleiding 4 2. Voortgang van de geplande activiteiten Inleiding Stress analyse voor de opname Split-Hopkinson Pressure Bar Apparatus Van ontwerp tot bruikbaar product Nazorg voor de opname Overige activiteiten 7 3. De voortgang Conclusie 12 Bijlage 1 Stress analyse 13 Bijlage 2 Gebruikshandleiding 24 Bijlage 3 Testrapport met aanbevelingen 34 3

4 1 Inleiding Halverwege elke leercontractperiode schrijf je een voortgangsverslag. Het voortgangsverslag geeft een duidelijk beeld aan school wat betreft de voortgang van je competentieontwikkeling bij het bedrijf. Het doel van het voortgangsverslag is, dat de geplande competenties die vastgesteld zijn in je PAP daadwerkelijk worden nagestreefd. Dit ten behoeve van je persoonlijke competentieontwikkeling. In het voortgangsverslag staan de competenties uit je PAP vermeld onder de geplande activiteiten, de voortgang van de geplande activiteiten en de acties ten behoeve van de afwijking. 4

5 2 Voortgang van de geplande activiteiten Inleiding In dit hoofdstuk wordt beschreven wat ik in het 2 e blok van het 2 e semester heb gedaan en vooral hoe ik het gedaan heb. Het is de bedoeling om een voortgang aan te geven in de competenties waarin ik de afgelopen periode wilde groeien. Aan de hand van de door mij gekozen competenties in mijn PAP ga ik in dit hoofdstuk beschrijven wat de werkzaamheden inhielden om te kunnen ontwikkelen in die competenties. 2.2 Stress analyse voor de opname Split-Hopkinson Pressure Bar Apparatus In de voorgaande periode heb ik een opdracht gekregen voor de ontwikkeling van een nieuwe proefstukopname voor de Split-Hopkinson Pressure Bar Apparatus (SHB). Na het vooronderzoek in gerelateerde artikels met betrekking tot de SHB heb ik een ontwerpvoorstel ingediend bij dhr. G.W. Nagtegaal, de projectleider van het onderzoek op de SHB. Het document en bijgevoegde conceptontwerp zijn goedgekeurd met de feedback van de projectleider om voor het definitieve ontwerp nog de nodige aanpassingen te doen. Na de gewenste aanpassingen te hebben toegepast heb ik in het ontwerpprogramma Autodesk Inventor een stress analyse uitgevoerd. Deze stress analyse is bedoeld om zeker te zijn dat de opname zou gaan werken met de optredende krachten tijdens de proeven op de SHB en dat de opname zal voldoen aan de gestelde eisen. Voor de stress analyse ben ik uitgegaan van het materiaal waar de opname uit gefabriceerd zal gaan worden, in dit geval aluminium De gegevens over het proefstuk materiaal waren niet bekend. Om toch een redelijk betrouwbare analyse te kunnen uitvoeren heb ik een willekeurige kunststof genomen uit de materiaal bibliotheek van Inventor, in dit geval LCP Plastic. Omdat niet bekend was hoeveel kracht er op het proefstuk zou gaan werken heb ik voor de analyse een statische kracht van 1600 N genomen. Om zichtbaar te maken dat de grootste kracht op het proefstuk werkt heb ik de schaal op 50 MPa ingesteld. Van de resultaten uit de stress analyse heb ik een rapport opgemaakt om deze voor te leggen aan de projectleider, samen met de tekeningen van het definitieve ontwerp. De opzet en resultaten van de stress analyse zijn te zien in bijlage Van ontwerp tot bruikbaar product Het onderzoeksrapport en de het rapport voor de stress analyse zijn goedgekeurd door de projectleider. Van het definitieve ontwerp heb ik werktekeningen gemaakt om de opname bij een extern bedrijf te laten fabriceren. Ik heb het tekeningenpakket voorgelegd aan dhr. A. Beeloo, de werkvoorbereider van het projectbureau van DEMO. Om inzicht te krijgen in de procedure voor het uitbesteden heb ik hem gevraagd om mij hierover uitleg over te geven. Helaas heeft hij mij alleen laten zien waar hij de opname zou laten fabriceren en heeft hij de bestelling en kostprijs bepaling zelf uitgevoerd. Om er zeker van te zijn dat de opname op de juiste manier gebruikt zou gaan worden heb ik een gebruikshandleiding opgesteld. De gebruikshandleiding is in het Engels geschreven omdat de onderzoeker die met de opname gaat werken een niet Nederlands sprekende Chinees is. In de gebruikshandleiding is in woord en beeld beschreven uit welke onderdelen de opname bestaat en stap voor stap hoe deze het proefstuk inklemmen. Bij elke stap staat de handeling beschreven met duidelijke illustraties. In bijlage 2 is te zien hoe de handleiding is opgesteld. 5

6 2.4 Nazorg voor de opname Na een aantal weken na indienen van de werktekeningen is de opname door het externe bedrijf geleverd. Ik heb de opname met de handleiding ingeleverd bij de projectleider. Ter plaatse heb ik samen met Steve van Herk instructie gegeven voor de montage van het proefstuk in de opname. Ook is gekeken of de opname op de Input en Output bar paste. Het proefstuk bleek te kunnen worden ingespannen zoals was ontworpen en beschreven in de handleiding. Na levering van de opname ben ik met Steve van Herk ter plaatse gaan testen op de werking van de opname in bijzijn van de projectleider en de onderzoeker. Omdat de onderzoeker niet aanwezig was bij de vorige levering, heb ik hem opnieuw instructie gegeven voor het gebruik van de opname. Eenmaal gemonteerd op de Input en Output bar van de SHB zijn de eerste testen uitgevoerd om inzicht te geven in de juiste werking van de opname. In eerste instantie bleek de opname feilloos te werken, echter zonder dat het proefstuk brak. Bij opvoering van de kracht tijdens de test bleek het proefstuk uit de opname getrokken te worden. Ook bleek het niet eenvoudig te zijn om het proefstuk uit de opname te krijgen. De conische vorm van de klem segmenten en het onbehandelde blanke aluminium bleken te blijven plakken in de opname waardoor er veel kracht nodig was om het geheel te demonteren. Op basis van deze eerste testgegevens zijn in samenspraak met de onderzoeker, de projectleider en Steve van Herk een aantal aanpassingen aangedragen om de opname te verbeteren. In eerste instantie werd bedacht om een vork te maken om de segmenten vanaf de achterzijde uit te drukken en om de segmenten te voorzien van een coating met een zo laag mogelijke wrijvingscoëfficiënt. Om het proefstuk beter te laten klemmen werd door de onderzoeker geopperd om de uiteinden van het proefstuk groter in diameter te maken. Van deze eerste test heb ik een rapport opgesteld met daarin de gewenste aanpassingen verwerkt. Dit rapport is te zien in bijlage 3. Ik heb de aanpassingen zelf niet meer kunnen uitvoeren door mijn verplichtingen voor de vakgroep HREM. Buiten deze werkzaamheden om ben ik wel in contact gebleven met de projectleider en Steve van Herk om de vorderingen van de opname te kunnen volgen. 2.5 Overige activiteiten 6

7 Doelgroep A: Onderzoeker Doelgroep B: Professor Doelgroep C: Externe universiteiten Doelgroep D Doelgroep E Doelgroep F Doelgroep G Eigen product C 1: FEI C 2: DENS Solutions C 3: VDL C 4: C 5: C 6: Doelgroep A: Onderzoeker Doelgroep B: Professor Doelgroep C: Externe universiteiten Doelgroep D Doelgroep E Doelgroep F Doelgroep G In het eerste blok van het 3 e leerjaar heb ik voor de module THCP een uitgebreide analyse gedaan voor het ontwerp van de Single Tilt Tip Heating houder (STH houder). In deze analyse dienen een aantal zaken te worden geanalyseerd met betrekking tot de klantwensen, de concurrentie en de sterke en zwakke punten van het ontwerp. Om de klantwensen te analyseren heb ik gebruik gemaakt van de Quality Function Deployment Analyse. In deze analyse zijn de klantwensen opgesteld en zijn per doelgroep een aantal punten gegeven wat voor hun het meest belangrijke is in vergelijking met concurrenten op de markt die dezelfde soort producten ontwikkeld. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 2.1. Belangrijkheid per doelgroep Concurrentieanalyse Verbeteringsgraad (incl. eigen visie) Klantwensen Toepassing in w elke microscoop (FEI, JEOL) Geringe drift bij temperatuurverschillen Tilt (single, double) Tilt grootte Sample afmetingen Aantal spanningscontacten op het sample Tilt bediening (manueel, elektronisch) Maximale afmetingen houder Afw ijkend ontw erp Onderhoud Levertijd Figuur 2.1 Quality Function Deployment Analyse Om inzicht te krijgen in wat de functies van de houder afzonderlijk kosten op de totale kostprijs heb ik een waarde analyse opgesteld. In deze waarde analyse worden een aantal functies gegeven die de houder in zich moet hebben. Deze functies zijn gebaseerd op het Pakket van Eisen. Op basis van belangrijkheid per functie wordt bekeken wat elke functie meedraagt aan de totale kosten van de houder en wat de werkelijke kosten per onderdeel zijn ten opzichte van de gewenste kosten (zie fig. 2.2). Hieruit kan worden bepaald hoe er bespaard kan worden in het totale ontwerp. In het geval van de STH houder is dat lastig te bepalen, zeker omdat voor een prototype houder geen direct budget is gegeven en ik daar in mijn rol als technicus weinig mee heb te maken. 7

8 Detectie Frequentie Ernst Nummer Functie 1 Functie 2 Functie 3 Functie 4 Functie 5 Functie 6 Functie 7 Functie 8 Controle Component Tip Kosten (euro) verwarmen 10 contactpu nten Warmte isolatie Bedrading Vacuüm afsluiten Lage uitzetting scoëfficië nt Uitlijning in microsco op Magnetis me voorkome n Heating tip 1.460,00 190,43 126,96 253, ,39 253,91 317, ,00 Gatenbus 576, , , ,00 Middendeel 300, , , ,00 RVS achterdeel 300, , ,00 Positioneer ring 80, ,00-80,00 Naaldenblok 120,00-75,00-45, ,00 16-pins Connector 55,50 12,33 18,50-24, ,50 Moer 80, , ,00 O-ring 8,5x2 0, , ,45 O-ring 14x1,78 0, , ,55 Positie pen 45, ,00-45,00 M0,7x1 schroef 72, ,00 72,00 Verwarmingsspiraal 0,20 0, , ,20 Totaal (WERKELIJK) 3.089,70 202,89 220,46 733,06 69,74 381,00 714,25 378,91 389, ,70 Totaal (GEWENST) 386,21 386,21 386,21 386,21 386,21 386,21 386,21 386, ,70 Figuur 2.2 Tabel resultaat Waarde analyse Een andere tool die ik gebruikt heb voor de analyse voor de STH houder is de Failure Mode and Effect Analysis (FMEA). Deze tool bepaald wat er tijdens het gebruik van de houder fout kan gaan. Per functie wordt er gekeken naar wat de mogelijke faalwijze is en wat voor gevolgen het falen heeft. Op basis van de mogelijke oorzaak van het falen en de wijze van detectie heb ik een aantal aanbevolen maatregelen gegeven om de houder betrouwbaarder te maken en de kans op falen te verkleinen (zie fig. 2.3). Bij deze maatregelen heb ik een geschatte kostprijs gegeven voor het oplossen van het mogelijke falen van de houder en zijn componenten. Aanbevelingen Realisatie Aanbevolen maatregel Begroting kosten RPN 1 Scherpe randen voorkomen, bedrading doorvoeren in beschermende mantel Temperatuursensor aanbrengen, gebruik van weerstandsdraad met een hogere capaciteit 0, Laden en lossen van het sample zonder dat de naalden daarvoor verplaatst hoeven worden, klemming sample d.m.v. inklemming door schroef Geen maatregel 5 Geen maatregel 6 Laden en lossen van het sample zonder dat de naaldenblokken daarvoor verplaatst hoeven worden, bekabeling op de naaldenblokken uitvoeren in flex kabel Geen maatregel 8 Geen maatregel Figuur 2.3 Aanbevolen maatregelen FMEA 8

9 Voor de STH houder heb ik een risicoanalyse gedaan om inzicht te geven in de risico s die het gebruik van de houder met zich mee dragen (zie fig. 2.4). In deze analyse wordt gekeken naar risico s met betrekking tot de veiligheid van de gebruiker en het gebruik van de houder in het algemeen. Om het risico te bepalen heb ik eerst een aantal vragen opgesteld om het risico te bepalen. Het antwoord op die vragen bepaald de risico omschrijving. Op basis van de risico omschrijving wordt gekeken hoe vaak de kans is dat het risico optreedt, wat de impact is en hoe het risico beheerst kan worden. Uit deze gegevens wordt een risico score opgemaakt om te bepalen of er maatregelen genomen moeten worden en wat voor maatregelen er genomen moeten worden om het risico te verkleinen of weg te nemen. Nr. Risico categorie Vraag om risico te bepalen 1 Veiligheid Is er een mogelijkheid om verw ondingen op te lopen tijdens gebruik? Risicoanalyse Risico omschrijving Kans van optreden? Ja. De gebruiker kan zich snijden aan scherpe randen op de houder. Na verhitting van de tip kan deze nog heet zijn bij het uitnemen uit de microscoop, w aardoor er een kans onstaat zich te verbranden. Dit risico komt alleen bij onjuist gebruik voor Hoe groot is de impact die het risico veroorzaakt? In hoeverre kan het risico beheerst worden? Laag Hoog Geen Groot Volledig Niet Risico score Maatregel 4 Scherpe randen zoveel mogelijk vermijden door deze af te ronden of te voorzien van schuine kanten. De kans op verbranding is tegen te gaan door bij de houder een gebruikershandleiding toe te voegen w aar dit risico is beschreven 2 Veiligheid Kan de gebruiker direct in contact komen met elektrische spanning? 3 Veiligheid Is er bij de gebruiker voldoende ervaring voor het gebruik van de houder? 4 Veiligheid Is er een kans op blijvend letsel bij onjuist gebruik? 5 Veiligheid Zijn er persoonlijke beschermingsmiddelen nodig tijdens het gebruik van de houder? 6 Veiligheid Zijn er in de omgeving w aar de houder gebruikt w ordt risico's m.b.t. aanw ezigen die niet met de houder w erkzaam zijn? Nee. Microscoop is elektrisch afgeschermd. Bij kortsluiting schakeld de microscoop zichzelf uit w aardoor de spanningstoevoer w ordt afgesloten Ja. De gebruiker heeft ervaring met het gebruik van de houder in elektronen microscopen Nee. De houder is licht en heeft geen onafgeschermde bew egende delen. Het elektrische gedeelte w ordt afgeschermd door eigen isolatie en door de isolatie van de elektronen microscoop Nee. Er is tijdens het gebruik geen risico op oogletsel en lichamelijke schade. Er zijn geen zw are onderdelen die bij vallen een risico geven Ja. Aanw ezigen kunnen blijven hangen in de elektrische kabels w aardoor deze kunnen struikelen of de microscoop kunnen beschadigen Geen maatregel nodig 6 Geen maatregel nodig, alleen ervaren gebruikers w erken met deze houder 3 Geen maatregel nodig 4 Geen maatregel nodig 12 Kabels afschermen en gebieden w aar veel kabels lopen of liggen afzetten met w aarschuw ingsborden 7 Gebruik Is er een kans op schade aan de houder tijdens het gebruik? Ja. Een aantal onderdelen zijn vervaardigd uit een breekbaar materiaal. Stoten kunnen de houder beschadigen. Tijdens het laden van het sample kunnen er onderdelen verbuigen of afbreken Gebruik Is de houder bij schade nog bruikbaar? Nee. De houder moet bij schade terug naar de w erkplaats om nagekeken en gerepareerd te w orden De risico's op schade beschrijven in een gebruikershandleiding, evenals de manier van gebruiken 24 Reparatie is allleen mogelijk in de w erkplaats i.v.m. aanw ezigheid test- en meetapparatuur. Geen maatregel nodig 81 Figuur 2.4 Risicoanalyse De uitgebreide analyse voor het ontwerpproces van een nieuw product is een goede methode om een betrouwbaar een veilig product te kunnen ontwerpen. Het is echter lastig om deze methode te hanteren voor de werkzaamheden die van mij worden verwacht. Er is te weinig tijd voor om deze analyse per nieuw product of ontwerp te doen en de opdrachtgever ziet niet in wat deze analyse op de langere termijn voor waarde heeft. Veel van mijn werkzaamheden bestaan uit aanpassingen en verbeteringen van bestaande producten, kleine tools die nodig zijn voor onderzoeken en kleine test apparatuur voor het ontwerp van nieuwe sample houders voor gebruik in elektronen microscopen. Een analyse zoals is gedaan voor de module THCP is voor deze werkzaamheden omslachtig. 9

10 3 De voortgang Een product of productieproces te beheren of te onderhouden Voor de opname voor de SHB heb ik een handleiding opgesteld voor het gebruik van de proefstukopname om te waarborgen dat de opname gebruikt wordt zoals is ontworpen. Met deze handleiding is rekening gehouden met de voertaal zodat het voor iedere gebruiker leesbaar en begrijpelijk is. Door dit document weet de onderzoeker hoe hij het proefstuk moet inspannen op de Input en Output bar op de SHB zonder dat er fouten worden gemaakt. Om de betrouwbaarheid van de opname te bepalen heb ik voor de projectleider een risico analyse gedaan in de vorm van een stress analyse. Deze stress analyse is om aan te geven dat de opname de krachten aan kan optreden tijdens de testen. Door dit document heb ik goedkeuring gekregen om het definitieve ontwerp te laten fabriceren. Tijdens de eerste testen op de werking van de opname zijn met de projectleider en onderzoeker aan aantal opmerkingen gemaakt om de opname te verbeteren. Deze opmerkingen zijn meegenomen in een nieuw ontwerp voor de klem segmenten. Kritisch te handelen (wo analytisch en probleemoplossend vermogen en onderbouwen keuzen, oordeelsvorming) Voor de projecten die ik krijg van de vakgroep HREM beschrijf ik de gewenste eisen van een nieuw product in samenspraak met de professor. Voor elk Pakket van Eisen vraag ik de goedkeuring van de professor en reflecteer het gemaakte ontwerp aan hem om fouten en misvattingen te voorkomen. Hetzelfde heb ik gedaan voor de opdracht voor de SHB. Het document van de stress analyse is bedoeld aan te tonen dat de keuze die ik heb gemaakt voor het ontwerp voldoet aan het Pakket van Eisen. De eerste testen van de opname voor de SHB zijn bedoeld om fouten die optreden tijdens de test te kunnen wegnemen. Hierbij heb ik geluisterd naar de opmerkingen en wensen van zowel de projectleider als de onderzoeker en deze verwerkt in een document om deze te kunnen verwerken in een nieuw aangepast ontwerp. Zichzelf professioneel te ontwikkelen Aan het begin van deze periode heb ik mij bij de secretaresse ingeschreven voor het bijhouden van vakliteratuur. Een voorbeeld van deze vakliteratuur is Constructeur. Hierin stond een interessant artikel over de groei van toepassing van kunststoffen in de industrie, een artikel wat goed aansloot op de lesstof in de module MTT5. In de gelezen literatuur ben ik echter nog weinig tegengekomen wat betrekking heeft op mijn werkomgeving. In september heb ik een update training gehad voor het programma EdgeCam. In deze training werd de nieuwe layout van het programma uitgelegd wat het gebruik van het programma vereenvoudigd. De nieuwe lay-out werkt met tegels zoals bekend in Windows 8 waardoor er snel en eenvoudig een nieuw bewerkingsprogramma kan worden opgemaakt. Tevens is zijn de nieuwe functies binnen EdgeCam getoond en uitgelegd. Naast de EdgeCam training heb ik een cursus gehad voor het bewerkingsprogramma Esprit. Deze cursus omvatte het gebruik van Esprit voor het draadvonken. In Esprit is een feature ingebouwd die het mogelijk maakt om redelijk eenvoudig een bewerkingsprogramma te genereren voor het gebruik op de Fanuc draadvonkmachines. In de toekomst zal ik zeker gebruik maken van dit programma als de te fabriceren producten te complex worden om met de hand programma s aan te maken. 10

11 In een multiculturele en internationale context te functioneren Voor het juiste gebruik van de opname voor de SHB heb ik een Engelstalige handleiding geschreven. Deze handleiding moest in het Engels omdat de onderzoeker een Engels sprekende Chinees is. Tijdens de eerste testen van de opname is, vanwege de aanwezigheid van de onderzoeker, de voertaal Engels. Wensen en opmerkingen zijn in het Engels gedocumenteerd en ter goedkeuring voorgelegd aan de onderzoeker. 11

12 4 Conclusie Aan de hand van dit voortgangsverslag en de voortgang in het algemeen zijn de volgende conclusies te trekken: Competentie nr. 9: Competentie nr. 10: Competentie nr. 13: Competentie nr. 15: Ik heb voldaan aan de door mij beschreven activiteiten voor deze competentie. De stress analyse is bedoeld om mijn ontwerp en keuzes te kunnen onderbouwen en ik heb nazorg geboden voor de opname voor de SHB door een handleiding op te stellen voor het gebruik. De resultaten van de eerste test zijn meegenomen in het vernieuwde ontwerp. Hiermee ga ik van niveau 2 simpel zelfstandig naar niveau 3 lastig zelfstandig. Door mijn bevindingen en opgestelde PvE s te reflecteren aan de opdrachtgevers heb ik fouten en misvattingen kunnen voorkomen. Op basis van analyses heb ik mijn keuzes voor ontwerpen voldoende kunnen onderbouwen. Bij de opmerkingen en wenselijke aanpassingen voor de opname voor de SHB heb ik doorgevraagd tot duidelijk was wat de projectleider en onderzoeker precies bedoelde. Hiermee konden de juiste aanpassingen worden gedaan om de opname te verbeteren. Hiermee ga ik van niveau 2 simpel zelfstandig naar niveau 3 lastig zelfstandig. De afgelopen periode heb ik me ingelezen in vakliteratuur. In die literatuur ben ik op zoek geweest naar artikels die betrekking hadden tot mijn werkomgeving en vakgebied. Ik heb hier nog weinig aansluitende artikels kunnen vinden. Ik heb een tweetal cursussen gehad om mijn vaardigheden met betrekking tot CAD/CAM software te verbeteren. Ik ben hiermee van niveau 2 simpel zelfstandig naar niveau 3 lastig zelfstandig gegaan. Voor de opdracht voor de SHB heb ik een handleiding in het Engels geschreven en was de voertaal tijdens de eerste testen in het Engels. Opmerkingen en wensen zijn in een Engelstalig document samengevat en voorgelegd aan de onderzoeker ter goedkeuring. Hiermee ga ik van niveau 2 simpel zelfstandig naar niveau 3 lastig zelfstandig. 12

13 Bijlage 1 Stress analyse

14 Stress Analyse SHB Proefstuk Opname Door: M. Camp TUDelft DEMO Datum: 4 september

15 Introductie In dit document worden de resultaten van de stress analyse gegeven die zijn uitgevoerd op de ontworpen proefstuk opname voor de Split-Hopkinson Pressure Bar Apparatus. Deze stress analyse is bedoeld om aan te tonen dat het ontwerp voldoet aan de gestelde eisen, met betrekking tot de betrouwbaarheid en sterkte van de opname die van toepassing zijn bij de tensile tests. In het eerste gedeelte van dit document zijn de gegevens over de ontworpen opname te vinden en hoe de stress analyse is opgesteld. In het tweede gedeelte zijn de resultaten van de stress analyse te vinden. De resultaten worden grafisch weergegeven en zijn aangevuld met een beschreven verklaring. 15

16 Inhoud Gegevens proefstuk opname 4 - Overzicht 4 - Materialen 4 - Bedrijfsomstandigheden 6 Analyse resultaten 7 Conclusie 10 16

17 Gegevens proefstuk opname Overzicht Titel Partnummer Project Ontwerper Ontwerp doelstelling Simulatie methode SHB Proefstuk Opname CiTG-SHB/PO SHB Proefstuk Opname M. Camp Single Point Statische Analyse Materialen Materiaal Massadichtheid rekgrens Treksterkte Elasticiteitsmodulus Poisson-factor Schuifmodulus Benaming/St. Nr. LCP Plastic g/cm^3 115 MPa 130 MPa GPa 0.46 ul GPa SHB Proefstuk - CiTG-SHB/PO

18 Materiaal Aluminum 7075 Massadichtheid rekgrens Treksterkte Elasticiteitsmodulus Poisson-factor Schuifmodulus Benaming/St. Nr g/cm^3 420 MPa 485 MPa 71.7 GPa 0.33 ul GPa SHB Klemsegment - CiTG-SHB/PO SHB Opname - CiTG-SHB/PO SHB Klemmoer - CiTG-SHB/PO

19 bedrijfsomstandigheden Soort belasting Omvang Vector X Vector Y Vector Z Type beperking Kracht N 0.00 N N N Vaste beperking Aangrijping kracht 19

20 Analyse resultaten Voor de stress analyse is uitgegaan van aluminium 7075 als materiaal voor de opname onderdelen en van LCP Plastic als materiaal voor het proefstuk. De materiaalkeuze voor het proefstuk heeft als rede dat het te testen materiaal niet bekend is. Om toch een relatief betrouwbaar resultaat te krijgen is er gekozen voor LCP Plastic als uitgangsmateriaal. De schaalverdeling in de afbeeldingen van de stress analyses is op 50 MPa ingesteld, waaruit blijkt dat de grootste stress op het proefstuk werken. Een andere rede voor de instelling van 50 MPa is om elke, geringe spanning in de opname zichtbaar te maken. De eerste drie afbeelding geven de stress weer die in het proefstuk en de opname optreden, waarna iedere keer een aantal onderdelen is weggelaten om de inwendige spanningen zichtbaar te maken. De laatste afbeelding geeft de relatieve uitrekking/verplaatsing weer en is niet meer dan een indicatie. Daarbij wordt uitgegaan van een constante trekkracht op de gehele samenstelling. Resultaten Min. Max. Von Mises-spanning MPa MPa Verplaatsing 0 mm mm Von Mises-spanning complete proefstuk opname 20

21 Von Mises-spanning, SHB Opname en SHB Klemmoer weggelaten Von Mises-spanning, SHB Opname, SHB Klemmoer en 2X SHB Klemsegmenten weggelaten 21

22 Verplaatsing complete proefstuk opname 22

23 Conclusie Zoals te zien is in de resultaten van de stress analyses vindt de meeste spanning plaats in het proefstuk. De spanningen die werken op de opname, klemsegmenten en klemmoer zijn dermate klein dat deze nagenoeg geen gevolgen zullen hebben op deze onderdelen. Echter, er is in deze stress analyse uitgegaan van een statische lineaire kracht op de opname, een kracht die in de praktijk niet zal werken omdat er op de proefopstelling gewerkt wordt met een dynamische kracht. Daarnaast is nog niet bekend wat de daadwerkelijke trekspanning gaat worden die op het proefstuk tijdens de testen zal werken. De resultaten zijn door het ontbreken van gegevens een indicatie en geven geen beeld van de werkelijkheid. Met deze indicatie kan wel gezegd worden dat het ontwerp van de proefstuk opname voldoende is gedimensioneerd om de op het proefstuk werkende krachten aan te kunnen en om de betrouwbaarheid te garanderen. 23

24 Bijlage 2 Gebruikshandleiding

25 User Manual SHB Specimen clamp By: M. Camp TUDelft DEMO Date: 9 September

26 Preface For the determination of the mechanical properties of materials at high rates of tensile stress, a specimen clamp has been developed. It is developed to ensure the accuracy of the measurements. This document describes the assembly sequence to ensure the reliability of the clamping mechanism and provides a reproducible measurement of the specimen. In the first section an overview of the parts used in the clamping assembly is given. The second section describes the sequence in which the specimen clamp is mounted. The assembly sequence is illustrated with pictures. 26

27 Content 1. Parts of the clamping mechanism 4 2. Assembly sequence 5 27

28 1 parts of the clamping mechanism Clamp segment 4X The clamp segment encloses the shape of the specimen by 2 segments per side Clamp 2X The clamp supports the 2 segments which enclose the specimen Clamping nut 2X The clamping nut provides a clamping force on the 2 segments. It contains a fit for the clamp segments to align them for assembly 28

29 2 Assembly sequence Step 1 Before assembling, make sure each part of the clamping mechanism and specimen are clean and free of burs and scratches. The assembly starts with the specimen. Step 2 Add 2 clamp segments on one side of the specimen. The specimen is sandwiched between the 2 segments and has to fit perfectly on the inside of the clamp segments. 29

30 Step 3 Slide the clamp segments with the sandwiched specimen into the clamp and let the conical shape of the segments rest on the conical fitting inside the clamp. Step 4 Slide the clamping nut on the specimen and screw it on the clamp. Make sure the fitting of the clamp segments fit inside the fitting of the clamping nut. Apply enough force (hand tight) on the clamping nut to keep the specimen and clamp segments in place inside the clamp. 30

31 Step 5 Slide the second clamping nut on the specimen and let it rest on the other tightened clamping nut. Step 6 Sandwich the other side of the specimen with the remaining 2 clamp segments. Make sure the specimen fits perfectly on the inside of the clamp segments. 31

32 Step 7 Slide the clamp segments with the sandwiched specimen into the second clamp and let the conical shape of the segments rest on the conical fitting of the clamp. Step 8 Screw the clamping nut on the clamp. Make sure the fitting of the clamp segments fit inside the fitting of the clamping nut. Apply enough force (hand tight) on the clamping nut to keep the specimen and clamp segments in place inside the clamp. 32

33 Step 9 The complete assembly can be screwed on the Input and Output bar. Apply enough force to make sure the assembly front side surfaces contact the front side surfaces of the Input en Output bars. 33

34 Bijlage 3 Testrapport met aanbevelingen

35 First test SHB Specimen clamp Present: Merlijn Camp Steve van Herk Gerrit Nagtegaal Jitang Fan Results: - The specimen seems to be torn out of the clamp with higher tensile forces; - Due to the conical shape of the clamp segments and the bare metal surface, the segments are sticking inside the clamp when the clamp is disassembled after a test. Actions to improve the clamping device: - Enlarge the diameter of the sample by 0,5 mm to improve clamping in the clamping segments; - Apply 4 holes on the back of the clamps and design a fork to push out the sticking clamp segments; - Apply a low friction coating on the clamping segments to improve disassembly after a test; - Enlarge the clamping surface of the samples to get a better grip inside the clamping segments. Ensure that the testing length of the sample doesn t get longer than 10 mm; - With the enlarged clamping surface of the sample, the clamping nuts needs to be shortened to ensure a proper assembly because of the space between the clamps is limited, due to the testing length of 10 mm; - Apply lubricant on the threads to ensure the reliability of the threads during the assembly and tests. 35