Close

Kalmar Cargotec

Kalmar, en del av Cargotec, erbjuder det bredaste utbudet av lasthanteringslösningar och service för hamnar, terminaler, distributionscentra samt tung industri. De är helt enkelt branschföregångare inom automatisering av terminaler och när Kalmar beslutade att gå vidare med konstruktionen av deras automatiska staplingskranar valde de Etteplan. Samarbetet inom det tekniska beräkningsområdet påbörjades 2011.

Referens
Kompetensområde

De helautomatiska kranarna är i drift i hamnar som ligger i utsatt läge vid havet. Eftersom hamnar är blåsiga platser och ofta utsatta för höga vindlaster, är det mycket viktigt att kranarna är tillräckligt starka för att kunna vara fullt driftsmässiga i vindhastigheter på upp till 25 meter per sekund. Vindhastighetskrav kan överstiga 50 m/s, därför måste konstruktions- och beräkningsprocessen vara extremt exakt samtidigt som relevanta säkerhetsmarginaler ingår.

Traditionella kranvindhastigheter har beräknats manuellt enligt relaterade designregler och standarder. Det enda sättet att verifiera dessa beräkningar har varit att använda vindtunneltester, men detta är en mycket tidskrävande process och modifieringar av de fysiska testmodellerna är komplicerade om flera konfigurationer måste studeras”, säger Matti Paloneva, som är R&D Manager för Teknisk beräkning och simulering vid Kalmar.

Konstruktion av femte generationens kranar

 

För att främja konstruktionsprocessen för deras femte generations automatiska staplingskranar beslutade Kalmar att gå vidare med beräkningen av Computational Fluid Dynamics (CFD).

Etteplan assisterade oss med CFD. Denna metod visade sig vara en snabb och effektiv process för att verifiera utformningen av vindlaster. Det är också enkelt att studera effekten av olika krangeometrier. Den tredje punkten är att simuleringsresultaten är mycket visuella och enkla att förklara för personer som inte är så bekanta med kranvindlaster. 3D-tryck är ett bra sätt att visualisera siffrorna för lasterna i presentationerna.

Vid Etteplan ansvarade Pasi Moilanen för genomförandet av CFD-simuleringarna. Pasi arbetar vid Etteplans Centre of Expertise för CFD i Tammerfors i Finland, ett av tre kontor som utför CFD-beräkningar och simuleringar.

 

I detta uppdrag har Kalmar väldigt höga krav. Vi behövde förbereda beräkningar med en femprocentig felmarginal. Det är väldigt utmanande och det krävs lång erfarenhet för att välja rätt parametrar för att uppnå denna exakthet.”

Hög exakthet

 

3D CAD-geometrin inkluderas i små detaljer för att uppnå den önskvärda femprocentiga felmarginalen. För att uppfylla kriterierna behövde Etteplan överväga och utvärdera flera olika felkällor såsom vindprofil, temperatur, tryck, luftfuktighet, turbulens, tidsberoende uppträdande, vindriktning och CFD-numeriska rutiner. Det är en krävande uppgift att förutsäga uppträdandet hos olika parametrar, fastän Pasi Moilanens erfarenhet av över hundra industriella CFD-uppdrag gjorde parameterscreeningen snabbare.

 

En leverantör för hela CFD-processen

 

Kalmar har samarbetat med Etteplan tidigare för att utföra konstruktionsarbete och strukturella analyser, men den här gången hade Etteplan även tillgång till CFD. Med CFD läggs den sista pusselbiten som medger att strukturella analyser kan utföras mer exakt.

Vanligtvis är flera leverantörer inblandade i konstruktionsprocesserna men vi ansåg att det var en stor fördel för oss att kunna samarbeta med en enskild leverantör med nödvändig kompetens för alla beräkningar och simuleringar. En enda kontaktpunkt är mycket mer effektiv och bekväm”, säger Matti Paloneva.

CFD-beräkningarna uppfyllde förväntningarna hos Kalmar. Målet var att jämföra de traditionella handberäknade vindlasterna till CFD-resultat istället för dyra och tidskrävande vindtunneltester. CFD visade sig vara ett effektivt och kostnadseffektivt steg. En annan viktig lärdom var hur vi enkelt kan jämföra olika konstruktioner i tidiga skeden av R&D-projekt genom att använda CFD."

Matti Paloneva

R&D Manager för Teknisk beräkning och simulering, Kalmar

Mer att läsa

Stående ovationer för Permobil

Permobil AB har i 45 år varit ledande inom utveckling av elektriska rullstolar med hög grad av brukaranpassning. Idag är varumärket erkänt av läkare, fysio-terapeuter, återförsäljare och brukare runt hela världen.

Kontakta oss
Antti Hiljanen
Antti Hiljanen
Team Leader, Engineering Analysis