<p>This thesis was done at Siemens Industrial Turbomachinery AB in Finspång.</p><p>Placed in the inlet to a steam turbine is a filter, a steam strainer, which separates particles and larger objects from the steam. These particles and objects will cause solid particle erosion in the actual turbine if they pass by. The strainer is exposed to large pressure drops when clogged, i.e., static loads which require a good creep resistance in the material. The temperature of the steam in the turbines is increased in order to deliver more energy; today’s turbines are dimensioned for almost 600°C. The material in parameters, such as the strainer, should also be adjusted to the higher temperatures. Today’s temperature is suspected to be the cause of damage in the strainer because the present material might get brittle at higher temperatures.</p><p>The purpose of the thesis is to find a new material for the strainers and also to find a new concept for how to manufacture them. There are nine sizes of steam strainers but only five of them are exposed to the highest temperatures and pressure drops, which make only these five interesting to examine in this thesis.</p><p>The concepts were chosen according to the method of Ulf Liedholm (1999), Systematic Concept Development. The thesis did not end up with only one concept because not all possible methods were tested but the suggestions are all based on a strainer built out of membranes as before. The discussed methods to join the membranes are EB-welding, laser welding and brazing.</p><p>An investigation to find if it was possible to improve the strength of the strainer by simple design changes and a calculation of what percentage of clogging the strainer would hold for was also done.</p><p>The chosen material was a creep resistant, alloy special steel. Three suggestions on concepts were presented. The improvements in strength from simple changes in design were too small and too costly but are enclosed as an appendix in this report. Calculations on the strength were done without regard taken to fatigue caused by possible vibrations, so-called high cycle fatigue.</p><p>What would be interesting to do as a future work based on this thesis is, of course, to test the three manufacturing methods and evaluate them thoroughly but also to discuss other ways of improving the strength through design changes. These should be done regarding the flow. Also high cycle fatigue should be considered.</p> / <p>Examensarbetet utfördes i Finspång på Siemens Industrial Turbomachinery AB.</p><p>I inloppet till en ångturbin sitter ett filter, en ångsil, som silar bort partiklar och större föremål från ångan. Dessa partiklar och föremål skadar turbinen genom erosion om de tillåts passera. Ångsilen i sig utsätts för stora tryckfall när den blir igensatt, vilket kräver god krypresistans i materialet. För att kunna leverera allt mer energi utvecklas ångturbiner som kan arbeta vid allt högre ångtemperaturer. De som konstrueras idag dimensioneras för närmare 600 °C. Då måste även materialet i detaljer, som silen, anpassas. De temperaturer som används idag misstänks vara en orsak till skador på silarna eftersom nuvarande material kan bli sprött då temperaturen stiger.</p><p>Syftet med arbetet är att välja ett nytt material till ångsilarna samt att finna nya koncept för hur ångsilen kan tillverkas. Nio storlekar på ångsilar finns men bara fem av dessa används vid högsta temperatur och tryck och därför har enbart dessa fem använts vid beräkningar i detta examensarbete.</p><p>Koncept valdes enligt Liedholms (1999) metod, Systematisk Konceptutveckling. Istället för ett slutligt koncept lämnas istället tre förslag. Detta görs då de olika förslagen inte har testats ordentligt. Samtliga tre förslag är baserade på den typen av sil uppbyggd av membran som används idag men med nya metoder att sammanfoga membranen med. Metoderna är EB-svetsning, lasersvetsning och vakuumlödning.</p><p>En undersökning om det var ekonomiskt rimligt att förbättra hållfastheten genom enkla designändringar samt en beräkning över hur stor igensättning silen klarar gjordes.</p><p>Materialet som valdes var ett krypresistant, legerat specialstål. De tre förslagen på koncept lades fram. Designändringarna gav inte det resultat som det hade hoppats på och var framförallt för dyra att genomföra. Hållfasthetsberäkningar gjordes utan hänsyn till utmattning på grund av eventuella vibrationer, så kallad högcykelutmattning.</p><p>Som framtida arbete med detta examensarbete som språngbräda rekommenderas i första hand att testa de föreslagna metoderna för sammanfogning av membranen men även djupare diskussioner kring hur hållfastheten skulle kunna förbättras genom designförändringar borde tas. Dessa skulle kunna genomföras med avseende på flödet. Även högcykelutmattning, HCF, borde undersökas.</p>

<p>The purpose of this thesis is to design a motion simulator for a rallycross racing environment. The focus on the design is how to mechanically create the G-forces and to model them. After that is done the visually seen motion has to be electronically implemented into the motion simulator, creating as realistic as possible an experience for the driver. A program called Aprot is written in National Instruments Labview to handle the communication between the software simulator and hardware signals. Alot of focus is paid on how to represent the much larger G-forces that are experienced on a real track in the limited capacity that a motion simulator allows. For this purpose several formulas are proposed, all of which have their benefits. The simulation environment used is Racer, a well documented racing simulation that is still in development by the creator Ruud van Gaal. Aprot continuously reads specific data from a file in Racer and uses the formulas to form them into reference values for mechanics. Aprot also has a PID-controller, so that the piston positioning can be optimized.</p><p>The original plan of this master thesis was to use Aprot on a full-scale pneumatic or hydraulic prototype. However, due to time and money constraints, this was not done, leaving this work as a theoretical base on which to build upon.</p>

<p>Volvo Aero Corporation takes part in a development project called Future Launchers Preparatory Program (FLPP) which aims to develop Next Generation Launchers (NGL) for future space flights. FLPP involves several projects and one these are focused on the development of the next generation rocket engines for the NGL.</p><p>The environment of a rocket engine is extremely hostile, characterized by high pressure levels and rapid thermal transients. Even though the components are manufactured from super alloys, the life of these components is measured in seconds. In the light of these facts, it is obvious that all components have to be optimized to the last detail. This thesis work is a part of the optimization procedure with the objective to perform a parametric study of manifolds that will be particular useful during the concept work of the turbines for the FLPP program.</p><p>The methods of probabilistic analysis have been employed in this study. This approach involves Ishikawa analysis (Cause and Effects) as well deriving transfer functions through defining and performing simulations in a structured manner according to a Design of Experiment model. Transfer functions, which are derived through a series of Finite Element Analysis, describe the relation between design parameter and stress levels. The transfer function can be considered as a simplified physical model which only is applicable within the range used of the design parameters. The use of transfer function is especially powerful when performing Monte Carlo simulations to determine the likelihood of plasticity.</p><p>One short coming of transfer functions is that only the parameters included from the beginning can be altered and assessed. One also have to consider the simplifications introduced through the modelling, such as transfer functions derived using linear elastic simulations can not be used for assessment of plastic deformations. The method developed in this thesis will be further developed in following studies. This report is therefore meant to serve as a guide for the next investigator at Volvo Aero Corporation.</p>

<p>Avsikten med denna avhandling är att utvärdera den FE-modell som använts i modalanalyser av komponenten fan booster spool, framtagen och tillverkad av Volvo Aero Corporation, Trollhättan. Detaljen ingår i den civila flygplansmotorn GEnx som är utvecklad för flygplanet Boeing 787 Dreamliner.</p><p>Inledande tester av spolen påvisade en mycket god korrelation mellan analys och test men när spolen senare provkördes i en komplett monterad motor noterades en uppenbar skillnad i resultat. Den andra noddiameterns egenfrekvenser indikerade att spolen i test hade ett något styvare beteende än vad som beräknats i analys.</p><p>En teori utvecklades som byggde på att en initiell kontakt mellan rotor och ett slitskikt på statorn kunde framkalla en förstyvande effekt på spolen när rotorn på grund av rotationslaster expanderar radiellt. Detta examensarbete initierades då för att undersöka om denna kontakt kunde inkluderas i FE-modellen och för att utreda om kontakten har en möjlighet att förstyva spolen.</p><p>Avhandlingen utvärderar FE-modellen med avseende på randvillkor, laster och modelleringsteknik i FE-programmet Ansys 10.0. En grundlig kartläggning av spolens känslighet påvisar en robust komponent med hög motståndskraft mot yttre och inre störningar.</p><p>En förstyvande effekt relaterad till en initiell kontakt mellan slitskikt och spole bekräftas i denna avhandling. Kontakten har visat sig ha särskild inverkan på den andra noddiametern och dess egenfrekvenser. Ett förslag på modelleringsteknik där den förstyvande effekten inkluderas har däremot inte föreslagits i detta arbete då effekten enligt uppgift går förlorad efter en inkörningsperiod.</p><p>Det har i detta arbete visats att det kommando som i Ansys tidigare använts för att kompensera för så kallade spin softening-effekter, kspin, resulterar i konservativa värden för spolens egenfrekvenser. En rekommendation baserad på de resultat som framkommit är därför att utesluta funktionen kspin i modalanalyser för denna komponent. Valet av sektorstorlek och kopplingsmetod mellan masselement och spole har också visats ha en tydlig inverkan på de beräknade egenfrekvenserna.</p><p>Spolens radiella förskjutningar har analyserats som funktion av rotationshastigheten. Resultatet visar att den hastighet då kontakt mellan tätningständer och spole etableras är nästintill identisk med den hastighet då töjningar först börjar uppträda i spolen enligt testdata från töjningsgivarprov.</p>

<p>This report investigates the feasibility and accuracy of determining fastener flexibility with 3D FE and representing fasteners in FE load distribution models with simple elements such as springs or beams. A detailed study of 3D models compared to experimental data is followed by a parametric study of different shell modelling techniques. These are evaluated and compared with industry semi-empirical equations.</p><p>The evaluated 3D models were found to match the experimental values with good precision. Simulations based on these types of 3D models may replace experimental tests. Two different modelling techniques were also evaluated for use in load distribution models. Both were verified to work very well with representing fastener installations in lap-joints using the ABAQUS/Standard solver. Further improvement of one of the models was made through a modification scale factor. Finally, the same modelling technique was verified using the NASTRAN solver.</p><p>To summarize, it is concluded that:</p><p>• Detailed 3D-models with material properties defined from stress-strain curves correspond well to experiments and simulations may replace actual flexibility tests.</p><p>• At mid-surface modelling of the connecting parts, beam elements with a circular cross section as a connector between shell elements is an easy and accurate modelling technique, with the only data input of bolt material and dimension.</p><p>• Using connector elements is accurate only if the connecting parts are modelled in the same plane, i.e. with no offset. Secondary bending due to offset should only be accounted for once and only once throughout the analysis, and it is already included in the flexibility input.</p>

<p>Uppgiften som beställdes av Abstracta gick ut på att omkonstruera ett rackskåp i produktserien Enjoy. En hissanordning avsedd för att höja och sänka samt dölja en Platt-TV skall utvecklas till detta skåp. Slutprodukten skall användas i konferensmiljö där man är i behov av digital bildvisning. Skåp och hisslösning skall inge en viss känsla av stil och elegans då dessa ofta används i kontakt med eventuella kunder. Då skåpet härstammar ur produktserien Enjoy, vilken har en viss form och stil, måste även den nya lösningen uttrycka samma känsla. Några av kraven som ställs för att uppnå denna känsla är bland annat att TV-hissen skall arbeta med en jämn och behaglig hastighet samt att luckan för upphissningen skall öppnas på ett kontrollerat och stilfullt vis. Hissanordningen skall även vara säker och pålitlig samt ha en tyst arbetsgång.</p>

<p>Detta examensarbete är genomfört i samarbete med produktutvecklingsavdelningen på IKEA i Älmhult.</p><p>Ingvar Kamprad startade IKEA år 1943 som en postorderfirma. Idag är företaget ett av världens största möbelföretag med 253 varuhus i 35 länder och med en omsättning på 161 miljarder kronor.</p><p>Compact living är ett område på frammarsch inom inredningsvärlden. IKEA strävar efter att kunna erbjuda marknadskraftig heminredning inom alla områden. 24 hour Living room och dess delprojekt är en utgångspunkt för framtida idéer inom området.</p><p>24 hour Livingroom är ett projekt där en urban lägenhet på cirka 40m2 skall möbleras för ett compact living. Nyframtagna möbler och prototyper skall förenkla vardagen för en familj på två vuxna och två barn. Examensarbetet som en del av 24 hour, går ut på att utveckla en möbel som kombinerar sovplats och arbetsplats, men samtidigt vara kombinerbar med förvaringsserien Bestå från nuvarande sortiment. Syftet med prototypen är att minimera oanvänd yta - att göra små ytor större.</p><p>En utförlig funktionsanalys där möbelns egenskaper och begränsningar redovisas, har tillsammans med IKEAs standarder utgjort parametrar för möbelns förutsättningar i materialtjocklekar, viktkrav och utseende. Då ergonomi står i fokus i dagens och framtidens arbetsmiljöer är möbeln konstruerad för att förenkla vardagen och minimera kroppsbelastningen.</p><p>I rapporten kommer möbelindustrins vanligaste produktionsmaterial och ytbehandlingsmetoder att beskrivas. Här kommer även områden såsom IKEAsortimentets madrassalternativ och väggfästen att redogöras.</p><p>Fokus i arbetet har legat på konstruerandet av en användbar prototyp. För att användaren skall slippa plocka bort och ställa fram dator med mera, varje gång funktion växlas, har skrivbordet utvecklats så det alltid är i ett horisontellt läge. Madrass och sängkläder lider av samma problematik, detta löses genom att madrassen står i en 90 graders vinkel under tiden kombinationsmöbeln används som arbetsplats. För att få en kortare utvecklingstid och en förenklad produktion har målet varit att använda IKEA components redan existerande beslag och förstärkningar. Ritningar för möbeln är gjorda efter IKEAstandard i 3d programmet SolidWorks och prototypen är skapad av IKEAs modellverkstad i Älmhult.</p>

<p>Vi fick i uppdrag av Swepart Transmission AB att med lämpliga metoder beräkna vindlaster på en godtycklig parabolantenn samt att konstruera en växellåda för att positionera den. Vi insåg i ett tidigt skede att vi var tvungna att ta fram vindlastfaktorerna laborativt. Och på grund av den begränsade tiden var vi tvungna att fokusera endast på vindlasterna på en parabolform.</p><p>Först uppskattade vi de maximala vindlaster som kunde uppkomma för att kunna dimensionera vår mätram. Sedan beräknade vi lastcellerna och konstruerade erforderlig elektronik. För att simulera vind monterades parabolen och dess mätram på ett fordon, mätningarna utfördes sedan på Uråsa flygfält. Efter mätningen kunde vi fastslå de sökta vindlastfaktorerna och deras ekvationer</p>

Den här rapporten handlar om det examensarbete som utförts mot Volvo 3P genom forskningsprojektet Viktor. Viktor är ett projekt som ska visa möjligheten med virtuell produktframtagning av gjutna komponenter. Volvo 3P är ett företag som utvecklar lastbilar. Uppgiften har varit att visa möjligheten att använda topologioptimering som ett verktyg i konstruktionsfasen. Detta har gjorts med hjälp av ett case som erhållits från Volvo 3P. Ett nytt koncept för en av deras lastbilsnav har tagits fram. Konceptet visar på högre styvhet och en lägre spänningsnivå än dagens originalnav. Konceptet hade förmodligen aldrig uppkommit om det inte hade varit för topologioptimeringen. Rapporten behandlar de steg som utförs vid en topologioptimering med programvaran Altair Hypermesh Optistruct. För att verifiera de resultat som erhållits från topologioptimeringen har koncepten analyserats i Abaqus. Rapporten tar även upp begränsningar och svårigheter som användaren kan komma att stöta på under arbetets gång. / This report documents the final project which has been performed in collaboration with Volvo 3P through the science project named Viktor. Viktor is a project which will show the opportunities with virtual product development of cast iron products. Volvo 3P is a company which among other things develops trucks. The task has been to show opportunities with topology optimization as a tool in the construction phase. This has been done with help from a case that has been received from Volvo 3P. A new concept for one of their hubs has been developed. The concept shows greater stiffness and a lower stresses compared to the original hub. The concept would probably not have been developed without using topology optimization. This report concerns the multiple steps which are used to perform optimization with the computer program Altair Hypermesh Optistruct. To verify the results which has been received from the topology optimization Abaqus has been used as a FE-tool. The report also contains the limits and difficulties which can occur during the process

This report is the result of a master thesis at the Department of Mechanical Engineering, Division of Industrial and Economical Development, at Linköping University of Technology. The project was carried out on behalf of Fanerami AB, Mjölby and includes 20 weeks of full time schedule work. Cabinets with vertical mounted roller shutters all share the same problem, namely weight balancing. A roller shutter has an equilibrium area where the sum of the different forces acting on the shutter equals zero. As the shutter leaves that area it will pick up speed as it falls towards the bottom. When the shutter hits the bottom of the cabinet there is a potential risk of getting fingers caught and in this project a solution to prevent this from happening was to be presented. In this project, three concepts have been generated with the following different purposes: •In concept 1 the risk of getting any fingers caught when the shutter closes was to be eliminated in an efficient and inexpensive way. •In concept 2 the roller shutter had to be balanced at all time providing the possibility to keep the cabinet open in any position. •The last and most challenging task was to create a remote controlled TV cabinet. The shutters were mounted horizontally and were to be opened simply by pushing the bottom either on the remote transmitter unit or the cabinet. The first concept uses a small oil damper, often seen in kitchen cabinets and drawers. The roller shutter applies pressure on the damper via a lever that transforms the shutter motion along a certain path to a smaller motion in the direction of the damper. By doing so, a smaller damper with higher pressure can be used. Dampers are available with several different pressures and can be mounted in five different positions; therefore the concept can be adjusted to fit almost any cabinet. Concept 2 consists of a thin cord winded around a wheel. The wheel is equipped with a spring that tightens when the cord is pulled in. The spring produces an equal and opposite force that holds the shutter in balance. As the wheel is mounted in the upper front of the cabinet, underneath the shutter, it will almost be invisible. The concept is easy to adjust to most cabinets by simply attach the shutter at different levels. In that way the spring will be tightened to equal the weight of the shutter. The design of the TV cabinet has been a working progress throughout the whole project. A couple of prototypes were produced before the final concept. The mechanical solution is based on two pinion rackets placed one on each side of a rotating pinion powered by a motor through a planetary gearbox. To control the cabinet Electronic Solutions AB developed an electronic system that made it possible to open and close the shutters with a remote control or a switch on the cabinet.