Deformerbare elastiske ringer for Gripper

Abstract

Denne rapporten tar utgangspunkt i en ide som ble presentert for meg av Vector Technology Group AS. Grunnlaget for ideen var å utvikle et produkt som ville bli brukt til å fortøye lastskip etc ved hjelp av ringer som skal vrenges ut slik at de tar tak i et eksternt rør som vil være på havbunnen. Arbeidet i denne perioden har rettet seg mot å utvikle konseptet bak ringene, og deres bevegelse. Produktet består av flere lag med plater og ringer samt en bolt i midten. Denne bolten vil tilføre en forspenning som vil komprimere produktet. På denne måten vil ringene få overført krefter, som vil føre til at de utvider seg utenfor platen og kan ta tak i et eksternt element. Ringene vil være av elastisk materiale da en viktig del av produktet er at bevegelsen skal kunne tilbakeføres, når fortøyningstiden er over. Derfor ble det utviklet en FEM modell i Ansys Mechanical, og en analytisk modell der det ble undersøkt hvilket tverrsnitt og hvilken utgangsvinkel som var ideell for et slikt produkt. Den analytiske modellen ble oppbygget på grunnlag av Roark´s modell for ringer med rotasjonssymmetrisk belastning. Begge modellene ble verifisert, da det var en sammenheng mellom resultatene fra FEM modellen og den analytiske modellen. Modellene ble testet med forskjellige utgangsposisjoner. Det ble også utført en fysisk test for å observere hvordan ringen oppførte seg. Det ble foretatt en risikoanalyse i forkant av testen som viste at testen var forsvarlig å utføre. Resultatene viste at modellene måtte modifiseres i henhold til plastisitetsteori. Den fysiske testen ga resultater som samsvarte med FEM modellen for plastisitetsteori, mens den analytiske modellen for plastisitetsteorien ikke ble ferdigstilt på grunn av tidsbegrensingen. Ringene utvider seg, men har omtrent ingen elastisitet etter den radielle deformasjonen. Dette gjelder ikke den ringen som er kutta, da den beveget seg tilbake til sin utgangsposisjon. Den kutta ringen kan feks brukes i produkter der det er nødvendig med elastisitet. Det må fortsatt jobbes med elastisiteten til de sammenhengende ringene.