Puutavarakahmarin rakenteen jäykistäminen

Opinnäytetyössä tutkittiin, kuinka pystytään parantamaan Outokummun Metalli Oy:n Vahva C21 -puutavarakahmarin rakenteen kestävyyttä ja vähentämään taipumia FEM -analyysin avulla. Työssä pyrittiin mallintamaan todenmukainen rasitustilanne ja tarkastelemaan sen aiheuttamia jännityksiä ja taipumia sekä niiden keskittymiä rakenteessa. Työ koostuu alkuperäisille ja muokatuille 3D -malleille tehdyistä lujuusanalyyseistä Creo Parametric 3.0 - ja 4.0 -ohjelmilla. Työssä pyrittiin vertaamaan muokattuja malleja alkuperäisiin ja osoittamaan parannusehdotusten toimivuus. Samalla pyrittiin huomioimaan jännityskeskittymien paikat ja niiden suuruus, koska ne vaikuttavat eniten rakenteen kestävyyteen todellisessa rasittavassa kuormituksessa. Työssä painottui valmistuksen helppous ja kustannustehokkuus, sillä parannettu puutavarakoura ei saanut olla alkuperäistä huomattavasti kalliimpi valmistaa. Alkuperäisiä malleja testatessa löydettiin useita kriittisiä pisteitä, joihin jännitykset keskittyivät. Näitä kohtia muokattiin siten, että rakenteen paino pysyi lähes samana alkuperäiseen verrattuna. Taipumia pienennettiin jäykistämällä rakennetta. Parannettu puutavarakoura ei ollut merkittävästi monimutkaisempi valmistaa, jolloin myös sen valmistuskustannukset pysyivät maltillisina.The subject of the thesis was to study how to improve the structure durability and reduce bending of a VAHVA C21 log grapple manufactured at Outokummun Metalli Oy by using FEM analysis. The thesis was based on modelling a real life stress situation aiming to analyze stress and bend concentrations in the structure The thesis consists of FEM analyses made both for the original and modified 3D models of the log grapple jaws. The software used in the analysis was Creo Parametric 3.0 and 4.0. In this thesis the aim was to compare the original version of the log grapple jaws to the modified versions to confirm the benefits of modifications. At the same time, stress concentration places and magnitudes were taken into account because these are two most important factors in the structure in a real world stress situation. Modifications were implemented keeping the manufacturing properties and low cost in mind because the modified log grapple must not be too expensive to manufacture compared to the original one. When testing the original 3D models, many critical stress points were found in the structure. These points were modified in a way that did not increase the weight very much compared to the original design. Bends were decreased by making the structure stiffer. Enhanced log grapple was not very complex in design whereupon its manufacturing costs were not too high