Jos pudotan teräskuorisen pääsiäismunan, voinko käyttää sitä ensi vuonna?

Stian Mork

 

Stian Mork &
Eirin Holmstrøm

 

Taas se aika on täällä – pääsiäismunat. Meillä Suomessa tyypillisiä versioita ovat suklaamunat sekä pahvikuoriset munat, mutta Norjassa käytetään teräskuorista munaa, joka täytetään karkilla. Asiantuntijatiimimme selvitti, mitä tapahtuu, kun teräskuorisen munan pudottaa maahan.

Käytimme SOLIDWORKSia, jonka avulla teimme pääsiäismunasta 3D-mallin. Kun geometria oli määritelty, lisäsimme Drop Test Studyn eli pudotustestin. Tämä testi on osa SOLIDWORKS Simulation Professional -pakettia.

Tämä testi auttaa meitä selvittämään, kuinka hyvin geometrinen rakenne kestää pudotuksen tietyltä korkeudelta.

Pudotustestin määrittelyssä valitsimme ensin pudotuskorkeudeksi 3 metriä. Jos meillä olisi tietoa nopeudesta, jolla muna putoaa maahan, olisimme voineet lisätä sen tähän.

Olemme myös määritelleet painovoiman (Gravity) suunnan ja tarkentaneet 100% kiinteän lattian. Tässä olisimme voineet myös määritellä joustavan kohteen, jotta voisimme simuloida pehmeämpiä pintoja, kuten linoleumin, ruohon jne.

Kun testi on suoritettu, voidaan erotella ja simuloida saatua tietoa esimerkiksi tällä tavalla:

Siirtymä

 

 

Jännitys

 

 

On myös mahdollista tarkastella siirtymää ja jännitystä muistakin pisteistä (nodes) 3D-mallissa ja katsoa, kuinka nämä arvot muuttuvat ajan myötä suhteessa törmäykseen.

Tässä tutkimuksessa käytettiin lineaarista, joustavaa materiaalimallia. Tämä on hyväksyttävää, sillä jännitys on alle materiaalin taipumisvahvuuden 620Mpa, mikä tarkoittaa puolestaan sitä, että Hooksin lakia voidaan edelleen soveltaa.

Jos jännitykset olisivat taipumisvahvuuden yläpuolella, olisimme saaneet erilaisia tuloksia jännitykseen ja taipumiseen liittyen – materiaalimalli olisi vaihdettu epälineaariseen.

Tulosten perusteella huolimatta siitä, että muna halkeaa ja paljon karkkia putoaa maahan, ei ole pysyviä muodonmuutoksia odotettavissa kun jännitykset ovat alle taipumisen. Tämä tarkoittaa sitä, että teräskuorinen pääsiäismuna kestää annetun kuorman kun se putoaa 3 metristä, ja voimme käyttää sitä uudelleen ensi vuonna.

 

Iloista pääsiäistä!