The thesis is carried out in order to improve the transfer case in trucks with all-wheel-drive. When the truck loses traction at the rear wheels, due to slippery surfaces, wheel-spin occurs. If the driver engages the all-wheel-drive at a point where traction already has been lost, a relative rotational speed in the dog clutch will occur. If this relative speed is too high the dog clutch bounces of itself before coupling or it does not couple at all. To avoid this problem, the geometry of the teeth is modified. FE simulations are done for the existing model as well as for all the new models in order to find out which of them can handle the highest relative rotational speed. The results show that the original model is not the best one. Simple modifications of the teeth’s chamfer distance and chamfer angle shows that the dog clutch can handle up to 120 rpm of relative rotational speed whereas the original model only handles 50 rpm. / Examensarbetet är utfört för att försöka förbättra inkopplingen av allhjulsdrift på lastbilar. När en lastbil kör på halt eller löst väglag kan hjulspinn uppstå vid bakhjulen. Om föraren kopplar in allhjulsdriften när hjulen börjat slira uppstår en relativ rotationshastighet mellan halvorna i klokopplingen. Om denna relativa rotationshastighet är för hög kommer halvorna i kopplingen studsa mot varandra innan de kopplas ihop eller inte koppla ihop alls. För att undvika detta problem har klokopplingens tandgeometri modifierats. FE simuleringar är gjorda på den ursprungliga modellen samt alla nya modeller för att ta reda på vilken som kopplar vid högst relativa rotationshastighet. Resultaten visar att förbättringar kan göras. Enkla modifieringar på avfasningarnas avstånd och vinklar visar att klokopplingen kan klara upp till 120 rpm i relativ rotationshastighet jämfört med den ursprungliga modellen som endast klarar 50 rpm.

No description available.

Detta examensarbete har utförts i samarbete med Z-lyften Produktion AB som tillverkar bakgavellyftar till lastbilar. En av deras modeller har funktionen att den kan köras in under lastbilen eller trailern. Lyften rullar då på hjul i så kallad slädprofiler som i sin tur är fästa mot lastbilen med ramfästen. Dessa profiler är i dagsläget tillverkade i stål och dimensionerade efter lasterna i arbetsläget vilket gör att de är överdimensionerade över resten av dess längd. Detta gör dem onödigt tunga. De är också svåra att kapa till olika längder och det finns en önskan att göra ramfästena flyttbara. Syftet med detta arbete blev därför att minska profilens vikt och därmed ge miljö- och arbetsmäss-iga vinster, göra fästena flyttbara för enklare montage på lastbil samt medge enklare kapning för effektivare produktion. Målet var att genom en produktutvecklingsprocess presentera ett koncept i form av en 3D-modell på en ny konstruktion av åkprofilen som uppfyller ovan nämnda syfte. En förstudie gav en överblick av konkurrensen och samtal med intres-senter gav en omfattande produktspecifikation att utgå ifrån i det fortsatta arbetet. Produktens önskade funktioner analyserades och dellösningar till dessa söktes sedan i ett antal källor. Detta ledde fram till en rad lös-ningar som kombinerades till fyra koncept varav ett valdes ut för detaljkonstruktion som utfördes med analytiska och numeriska beräk-ningar. Det slutgiltiga konceptet bestod i en aluminiumprofil med spår för flyttbara fästen och glidlager av plast i stället för hjul. Konceptet gav enligt en uppskattning en viktbesparing på 20% jämfört med den nuvarande och profilen i sig blev 60% lättare. Kostnadsmässigt gav själva profilen en besparing på 13% men totalt riskerar konceptet att bli dyrare än den ursprungliga lösningen då förstärkningar av stål behövs i arbetsläget. / This thesis is written in cooperation with Z-lyften Produktion AB which is a manufacturer of tail lifts for trucks. One of their models works by enabling the operator to stow the tail lift under the truck or trailer. The tail lift is in this case mounted on wheel brackets with steel wheels that rolls inside slide profiles. The slide profiles are mounted to the truck frame. Currently, these profiles are made from steel, and they are dimensioned to withstand the loads that are present when the lift is in operation. Therefore, the slide profiles are excessively dimensioned across the length except where the wheels are positioned during operation which causes them to be unnecessarily heavy. The steel profile is difficult to cut in production and there is also a desire to have mounting brackets that can be positioned more freely on the profile. Regarding this, the purpose of this work was to make the profiles lighter to reduce the environmental impact as well as improve the working environment in the production facility, make the mounting brackets more flexible to make the mounting process easier and to make the cutting process easier. The goal was to provide the company with a concept in the form of a 3D-model that fulfils the above purpose. A feasibility study provided an overview of the competition and meetings with stakeholders gave the comprehensive list of product specifications that was the foundation for the rest of the process. The desired functions of the product were analysed and solutions to the functions was then gathered from several sources. The identified possible solutions were then combined into four concepts of which one concept was selected for further development and dimensioning with analytical and numerical methods. The final concept is based on an extruded aluminium profile with polymer slide bearings and T-shaped slots for the mounting brackets. A rough estimate pointed to a weight saving of about 20% for the concept as a whole and the slide profiles alone was 60% lighter. The new profiles gave a cost reduction of 13% but the concept as a whole runs the risk of becoming more expensive than the current solution. / <p>2022-07-01</p>

Betong är ett av de mest använda byggnadsmaterialen i dagens samhälle. Några av anledningarna till detta är att den har lång livslängd, är naturligt material som är 100 % återvinningsbart samt ej lättantändligt material. Även om betong har många fördelar så är den inte helt idealisk eftersom den har en låg draghållfasthet. En betongkonstruktion kan spricka på grund av förhindrade rörelser som skapar dragspänningar. Förhindrade rörelser kallas för tvång och kan beskrivas i form av en tvångsfaktor. I detta examensarbete definieras tvångsfaktor som en spänningskvot mellan påtvingade spänningar och påtvingade spänningar vid fullständigt tvång. Fastlåsningsgrad, rörelsemöjlighet och styvhetsrelation mellan det nygjutna elementet och motgjutningen är avgörande parametrar vid beräkning av tvång och ett typiskt fall kan exempelvis vara en vägg gjuten mot grund. En helt förhindrad konstruktion kan ha en tvångsfaktor som är lika med 1 medan en konstruktion som kan röra sig fritt kan ha en tvångsfaktor som är lika med 0. En relativ lägre tvångsfaktor fås däremot om krypningseffekten beaktas eftersom den har gynnsam inverkan på tvånget. Betongen kan spricka på grund av tvånget och om sprickan inte är förväntad eller är större än den förväntade för den dimensionerade lasten då betraktas den som skada. Att förhindra vattengenomträngning eller läckage innebär dessutom att genomgående sprickor i vattentäta betongkonstruktioner bör undvikas. Det är således viktigt att beakta tvånget vid sprickriskanalyser av vattentäta betongkonstruktioner. Syftet med det här examensarbetet var att undersöka tvånget utifrån flera aspekter vilket gjorde att arbetet uppdelades i 3 analyser. Analys 1 syftade på att bekräfta de typiska fallen som anges i eurokoden SS-EN 1992–3 samt att utvärdera angivna tvångsfaktorer vid beräkning av tvångsdeformationer. Följaktligen användes finita elementprogram för modellering av de fallen från eurokoden och samtidigt gjordes handberäkningar för att komplettera analysen. I analys 2 studerades hur tvånget påverkas mellan konstruktionsdelar med ändring av bärverksdimensioner. Bärverket som studerades var vägg gjuten mot bottenplatta. Föränderliga parametrar var plattans bredd och tjocklek samt väggens höjd och tjocklek. Samtidigt togs ändring av konstruktionens längd som en påverkande faktor. Slutligen gjordes sprickviddsberäkningar avseende böjande moment och krympning i analys 3 för att få fram armeringsmängderna som skulle klara sprickviddskravet för vattentäta betongkonstruktioner. Detta åstadkoms enligt två olika beräkningsmetoder: Eurokodens och Engströms (2014). Dessa beräkningar visade även en jämförelse i armeringsmängd vid användning av tvångsfaktorer hämtad från eurokoden och tvångsfaktorer framräknad enligt FE-analyserna. Resultaten från analys 1 visade att variationen av beräknade tvångsfaktorer inte motsvarade helt den variationen som anges i SS-EN 1992–3 men avvek inte alldeles för mycket. Det fanns dock några enstaka fall där avvikelser var märkbara och därmed erfordras en noggrannare undersökning. Analys 2 visade att ökning av väggens volym minskar tvånget mot plattan men att en motsatt effekt fås för ökning av plattans volym. Det visade sig dessutom att en längre konstruktion orsakar större tvång mellan själva konstruktionsdelar. Slutsatsen från analys 3 var att skillnaden i genererad armeringsmängd var nästan proportionell i procentsats mot skillnaden i tvångsfaktor. Olika beräkningsmetoder resulterade dock i armeringsmängder som inte var jämförbara. Jämförelsen mellan de två beräkningsmetoderna var inte heller syftet med detta examensarbete utan endast ett försök att få en insyn i hur de olika metoderna är uppbyggda. / Concrete is one of the most widely used building materials in society today. Some of the reasons for this are that it has a long life, is a natural material that is 100% recyclable and non-flammable material. It has many advantages, but it is not entirely ideal due to its low tensile strength. A concrete structure may crack due to restrained movements which creates tensile stresses. Restrained movements are called restraint which can be described in the form of restraint factor. In this thesis, restraint factor is defined as a ratio between the actual imposed stress and the imposed stress at full restraint. The degree of fixity, movement possibility and stiffness relation between the newly casted element and the adjacent old structure are crucial parameters in the calculation of restraint and a typical case is, for example, a wall-on-slab cast. A completely restrained construction has a restraint factor equal to 1, while a structure that can move freely has a restraint factor equal to 0. However, a relative lower restraint factor is obtained if the creep effect is considered, since it has a positive influence on the restraint. The concrete may crack due to the restraint and if the crack is not expected or is larger than the expected for the dimensioned load then it is considered as damage. Preventing water penetration or leakage also means that through cracks in waterproof concrete structures should be avoided. Therefore, it is important to consider the restraint on fracture risk analyzes of waterproof concrete structures. The purpose of this thesis was to investigate the restraint based on several aspects, which meant that the work was divided into 3 analyses. Analysis 1 had as purpose to confirm typical cases specified in Eurocode SS-EN 1992–3 and to evaluate the stated restraint factors that the Eurocode proposes should be used in calculations of restraint deformations. For that matter, finite element program was used for modeling the cases from the Eurocode and at the same time hand calculations were made to supplement the analysis. Analysis 2 consisted of examining how the restraint between structural parts is affected by changing dimensions of the structure. The construction being studied was wall-on-slab cast. Variable parameters were the width and thickness of the slab, as well as the height and thickness of the wall. At the same time, changing the length of the construction was taken as an affecting factor. Lastly, crack width calculations for bending moments and shrinkage were made in analysis 3 to obtain the amount of reinforcement that meet the crack width requirement for waterproof concrete structures. This was done according to two different calculation methods: Eurocodes and Engström’s (2014). These calculations also showed a comparison in the amount of reinforcement when using restraint factors derived from Eurocode and restraint factors calculated according to the FE analyses. The results from analysis 1 showed that the variation of restraint factors calculated did not completely correspond to the variation stated in SS-EN 1992–3 but did not deviate too much. However, there were a few cases where deviations were noticeable and therefore a more detailed examination is required. Analysis 2 showed that increasing the volume of the wall reduces the restraint against the slab, but an opposite effect was obtained by increasing the volume of the slab. At the same time, it was found that a longer construction causes greater restraint between the actual components. The conclusion from analysis 3 was that the difference in generated amount of reinforcement was almost proportional in percentage to the difference in restraint factor. However, using different calculation methods resulted in amounts of reinforcement that were not comparable. Comparison between the two calculation methods was not the purpose of this thesis, but merely an attempt to gain an insight into how the different methods are structured.

The global use of energy increases every day and to meet the growing demand, energy sources are constantly being developed to become more efficient and reliable. During the last decade, the global solar photovoltaics (PV) capacity has increased every year and in 2017, solar PV was the global leading power source of renewable energy. However, hazards and risks regarding fire have been connected to the installation and use of solar PV systems. An Italian study showed an increase of fires in solar PV systems following the increase of installed PV systems. A German report estimated that integrated solar PV systems have 20 times higher fire risk than non-integrated systems. The fire risks of solar PV systems are related to their electrical components, the fact that they produce power as long as a light source is shining and the changed fire dynamic of e.g. roofs when systems are installed. To reduce risks and create standards, several countries have legislated and published recommendations of installation and maintenance of solar PV systems. However, the regulations and recommendations vary greatly between countries and a comparison has therefore been performed in this thesis with the purpose of identifying differences. Legislation and other recommendations from four countries as well as European guidelines have been investigated and compared to see how solar PV systems are regulated. The difference between non-integrated and integrated solar PV systems has been examined as well as the fire risks connected to each system. Furthermore, the impact of solar PV systems during a fire rescue operation have been investigated. Finally, computer simulations have been performed to see what temperatures can be expected at the presence of a solar PV system at a façade.  The result shows a great difference in the level of details in the regulations and recommendations. Some countries have more general requirements while others are very specific in distances between PV systems and fire walls etc. The only requirement found in every countries’ regulations or guidelines is of informative signage. The requirements regarding placement of solar PV systems is also similar between the countries. Such requirements can refer to clear pathways between panels for fire fighter access and distances between modules and smoke/heat exhaust ventilation. The regulations and recommendations found are mostly for non-integrated solar PV system wherefore a suggested further work is to investigate the need for specific regulations regarding integrated systems. Another conclusion is that reports regarding integrated systems are rather common but very few experiments have been performed. A commonly mentioned aspect of fire investigations regarding PV systems is the need for professional planning and installation of the systems. Since the development of solar PV systems is highly increasing, investigations have found that low-quality components and installation faults have led to fires.  The computer simulations were performed using the computer code TASEF with a model representing a wall structure of an integrated PV-system. Two different fire scenarios were investigated where the first scenario represented fire exposure on the solar panel and the other scenario fire exposure within the void (created between the PV and insulation of the wall). The design fires used were the ISO 834-curve and a constant temperature of 800 °C.  The temperatures received in the computer simulation did not vary much between different design fires or the simulated fire scenarios. The highest temperatures were measured in the cavity of the model (between the timber studs and the insulation) and reached between 792 and 937 °C after 60 minutes.  The conclusions of this thesis indicate that the legislation of safety regarding solar PV system is not developing as rapidly as the development of the systems themselves. The difference and specific risks regarding non integrated and integrated PV systems also need to be further investigated, as the current state of the literature is largely unexplored. / Den globala energianvändningen ökar varje dag och för att möta den växande efterfrågan utvecklas ständigt energikällor för att bli mer effektiva och pålitliga. Under det senaste decenniet har den globala solenergikapaciteten ökat varje år och 2017 var solenergi den globalt ledande kraftkällan för förnybar energi. Brandrisker har dock visats sig ha en koppling till installation och användning av solceller. En italiensk studie visade en ökning av bränder i solcellsanläggningar samtidigt som det ökade antalet installerade solcellsanläggningar. En tysk rapport uppskattade att integrerade solpaneler har 20 gånger högre brandrisk än icke-integrerade system. Brandriskerna för solcellsanläggningar är relaterade till deras elektriska komponenter, det faktum att de producerar ström så länge som en ljuskälla lyser och den förändrade branddynamiken hos t.ex. tak när solpaneler installeras. För att minska riskerna och skapa standarder har flera länder lagstiftat och publicerat rekommendationer om installation och underhåll av solceller. Reglerna och rekommendationerna varierar dock mycket mellan länder och en jämförelse har därför gjorts i denna avhandling med syftet att identifiera skillnader. Lagstiftning och andra rekommendationer från fyra länder samt europeiska riktlinjer har undersökts och jämförts för att se hur solcellsanläggningar regleras. Skillnaden mellan icke-integrerade och integrerade solpaneler har granskats såväl som brandriskerna för varje system. Dessutom har effekterna av solcellsanläggningar under en räddningstjänstsinsats undersökts. Slutligen har datorsimuleringar genomförts för att se vilka temperaturer som kan förväntas. Resultatet visar en stor skillnad i nivån på detaljer i regler och rekommendationer. Vissa länder har mer allmänna krav medan andra är mycket specifika i t.ex. avstånd mellan solpaneler och brandväggar/brandcellsgränser. Det enda krav som finns i varje lands regelverk eller riktlinjer är krav på informativ skyltning. Kraven på placering av solcellsanläggningar är också relativt lika mellan länderna. Sådana krav kan vara fri passage mellan paneler och avstånd mellan moduler och rök-/värmeutloppsventilation. De föreskrifter och rekommendationer som hittats är mestadels för icke-integrerat PV-system, varför ett föreslaget ytterligare arbete är att undersöka behovet av specifika regler för integrerade system. En annan slutsats är att rapporter om integrerade system är ganska vanliga men att få experiment har utförts. En vanligtvis nämnd aspekt i brandundersökningar avseende PV-system är behovet av professionell planering och installation av systemen. Undersökningar har funnit att komponenter av låg kvalitet och installationsfel har lett till bränder. Datorsimuleringarna utfördes med hjälp av TASEF med en modell motsvarande en väggkonstruktion med en integrerad solpanel.  Två olika brandscenarion undersöktes, ett scenario där modellen utsätts för utvändig brand och ett scenario där branden placerades inuti hålrummet mellan solpanelen och isoleringen. Brandkurvorna som användes var ISO 834-kurvan och en konstant temperatur på 800 °C. Temperaturerna från simuleringarna varierade inte så mycket mellan de olika brandkurvorna eller scenarierna. De högsta temperaturerna mättes i hålrummet i modellen (mellan träreglarna och isoleringen) och nådde mellan 792 och 937 °C efter 60 minuter.   Slutsatserna från denna avhandling indikerar att lagstiftningen om säkerhet beträffande solcellssystem inte utvecklas lika snabbt som utvecklingen av själva systemen. Skillnaden och specifika risker med avseende på icke integrerade och integrerade solcellssystem behöver också undersökas, eftersom det nuvarande läget i litteraturen till stor del är outforskat.

The structure and design of truck body work can look in several different ways. SpecialKarosser AB is one of the leading companies in Scandinavia when it comes to specially adapted truck body work. The body works are designed to carry different types of loads. When in use, the structure is affected by various types of forces and repeated dynamic loads. The body works have several constituent parts which includes bottom structure and support frame. SKAB manufactures two types of bottom structures, one fully made of steel and one with sandwich technology.  The purpose of this project was to analyze and compare the two bottom structures based on von Mises stress, weight and deflection at a load of 80 000 N. The project was divided into five different phases that consisted of literature studies, 3D modeling, calculation, evaluation and verification and validation. Surface and solid modeling was performed in Catia V6. FE-analysis was executed in Abaqus and verified with a meshless structural analysis in SIMSOLID. The result was further verified with simplified manual calculations. Lastly a comparative evaluation of the bottom structures was performed. The following conclusions could be drawn from the analysis: the von Mises stress was generally lower in the sandwich bottom structure compared to the steel bottom structure. The cross beams in the steel bottom structure were exposed to von Mises stress of 18.9 MPa. In the sandwich bottom structure, the front end cross beams in the were exposed to a stress of 15.4 MPa and the back end 9.76 MPa. The deflection of the steel structure was 0.34 mm greater compared to the sandwich bottom, this corresponded to approx. 29%. The steel bottom has a 6% lower mass of 849.7 kg compared to 901.6 kg. The results from this study could be used by SKAB for further analysis and environmental-, weight- or cost optimization of the structure. / SpecialKarosser AB (SKAB) är ett av de ledande företagen i Skandinavien när det kommer till specialanpassade lastbilspåbyggnationer. Byggnationerna är designade för att bära olika typer av last. Vid användning påverkas konstruktionerna av olika typer av krafter och upprepad dynamisk belastning. Byggnationerna har flera ingående delar vilka bland annat omfattar bottenkonstruktion och hjälpram. SKAB tillverkar två typer av bottenkonstruktioner, en i stål och en med sandwichteknik.  Syftet med projektet var att analysera och jämföra SKABs två bottentyper utifrån von Mises spänning, vikt och utböjning vid en belastning på 80 000 N. Projektet delades in i fem olika faser som omfattade litteraturstudier, 3D-modellering, beräkning, utvärdering samt verifiering och validering. Yt- och solidmodellering utfördes i Catia V6. FE-analys gjordes i Abaqus och verifierades med en mesh-fri konstruktionsanalys i SIMSOLID. Resultatet verifierades ytterligare med förenklade handberäkningar. Slutligen gjordes en jämförande utvärdering av bottenkonstruktionerna.  Från analysen kunde följande slutsatser dras: von Mises spänning blev generellt lägre i sandwichbotten jämfört med stålbotten. I stålbotten påverkades tväroken av von Mises spänning på 18,9 MPa. I sandwichbotten påverkades de främre tväroken av 15,4 MPa och 9,76 MPa i de bakre tväroken. Stålbotten fick en utböjning som var 0,2 mm större jämfört med sandwichbotten, vilket motsvarade ca 28%. Stålbotten hade en 6% lägre massa på 849,7 kg jämfört med 901,6 kg. Resultaten från denna studie kan användas av företaget för vidare analys samt miljö-, vikt- eller kostnadsmässiga optimeringar av konstruktionerna.

The Tubed Mega Frame is a new concept for constructing high-rise buildings,based on the idea of moving the main bearing system to the perimeter of thebuilding by using a number of large hollow columns, mega tubes, connected byperimeter walls at certain levels. The concept is under development by Tyréns ABand has not yet been implemented in reality. This thesis is part of the ongoing workprocess and has the aim of shedding light on the issues and problems with the newconcept when it comes to the perimeter walls. The perimeter walls are an essential part of the Tubed Mega Frame structure sincethey provide the main lateral stability of the structure by connecting the mega tubesand transferring lateral loads between them. It is therefore of big importance thatthe walls are designed and constructed to withstand all the loads they wouldpossibly be exposed to.In this thesis a perimeter wall in a prototype building of the Tubed Mega Framehave been analysed, designed and tested using non-linear FE-analysis in the pursuitof create a better understanding in how the perimeter walls works and should bedesigned. To begin with, a global analysis was performed to obtain the forces acting on themost critical perimeter wall. The stresses in the wall were then analysed in order tocreate an appropriate strut-and-tie model used to determine the reinforcementdesign for the specified perimeter wall. The perimeter wall was designed for amaximum shear force of 14.5 MN and corresponding moment of 87 MNm usingstrut-and-tie model according to American standards, ACI 318-11. The final step was to verify the design using the non-linear FE-analysis programATENA. A model of the reinforced wall was analysed with two different loadcases; one were the resistance was determined by unidirectional deformation untilfailure and one were the effects of cyclic loading was considered by initialdeformation corresponding to service loads prior to failure loading. The resistanceobtained from the first load case was 46.8 MN and for the second 19.1 MN usingmean values for material properties. In order to obtain a design resistance of the wall in the non-linear analysis, a globalsafety factor was determined by using the ECOV method. The design resistance were 39.9 and 13.5 for the two load cases respectively. / Tubed Mega Frame (TMF) är ett nytt koncept för att bygga höghus som bygger påidén om att flytta det bärande systemet till omkretsen av byggnaden med hjälp avett antal stora ihåliga pelare, megatuber, anslutna med omslutande tvärväggar påvissa våningsplan. Konceptet är under utveckling av Tyréns AB och har ännu integenomförts i verkligheten. Detta examensarbete är en del i den pågående processenoch målet är att belysa frågor och problem som finns med det nya konceptet närdet gäller de omslutande tvärväggarna. De omslutande tvärväggarna är en vital del av Tubed Mega Frame eftersom debidrar till huvudsakliga sidostabiliteten i byggnaden genom att sammankopplamegatuberna och överföra horisontalkrafter mellan dem. Det är därför av stor viktatt väggarna är konstruerade och tillverkade för att stå emot alla de belastningarsom de skulle kunna vara utsatta för. I detta examensarbete har en tvärvägg i en prototypbyggnad för Tubed MegaFrame analyserats, dimensionerats och testats med syftet att bidra till en bättreförståelse för hur tvärväggarna fungerar och bör utformas. Till att börja med har en global analys utförts för att erhålla de krafter som verkarpå den mest kritiska tvärväggen. Spänningarna i väggen analyserades sedan för attskapa en lämplig fackverksmodell som sedan användes för att bestämmaarmeringsutformning för den specificerade tvärväggen. Väggen dimensioneradesför en maximal tvärkraft på 14,5 MN och ett motsvarande moment på 87 MNmgenom att använda fackverksmetoden enligt amerikanska standarder, ACI 318-11. Det sista steget var att kontrollera konstruktionen med hjälp av det ickelinjära FE-analysprogrammet ATENA. En modell av den armerade väggen analyserades medtvå olika lastfall. I det första lastfallet genom att i en riktning deformera väggen tillbrott. I det andra lastfallet beaktades tidigare uppsprickning genom att först belastaväggen med en deformation motsvarande dess brukslast och sedan belasta väggen imotsatt riktning tills brott uppstod. Bärförmågan var 46,8 MN och 19,1 MN förrespektive lastfall, beräknat med medelvärden för materialegenskaper. För att erhålla en dimensionerande bärförmåga för väggen ur den ickelinjäraanalysen bestämdes en global säkerhetsfaktor med hjälp av ECOV-metoden.Dimensionerande bärförmåga var 39,9 MN och 13,5 MN för respektive lastfall.

Gears are an integral part of devices ranging from simple wrist watches to complex systems like automotive and wave energy converters. They play a very important role in the transfer of torque. There are several types of gears to be chosen from, depending on the application. This thesis work deals exclusively with hypoid gears. A hypoid gear is a type of bevel gear, that transmits torque between two non-parallel shafts. It is similar to a spiral bevel gear, except that the pinion axis can be oset. It is this ability to offset, that renders hypoidgears as highly sought-after gears for automotive applications. It is crucial that these hypoid gears are designed efficiently and that their life before failure is predictable, to a reasonable degree of accuracy. To enable such predictions, this thesis makes an effort to build a finite element (FE) model. With the developed FE model, a study of the effect of press-fit on the ring gear's root bending stresses, that is present in a hypoid gear set of a car's Rear-Drive Unit (RDU), was carried out. The FE model was built on three different software - Transmission 3D (T3D), Hypoid Face Milled (HFM) and MSC Marc (Marc). The effect of press-fit on root bending stresses of the ring gear was first analyzed on T3D. To determine if the press-fit was correctly induced, the model was rebuilt and analyzed on Marc. HFM was used to determine the effect of inclusion of different components on the root bending stresses. Additionally,the HFM model was also replicated on Marc and a press-fit of 100m was induced. This was done to see if modelling the press-fit on HFM gave similar results to that of T3D and if using HFM in conjunction with Marclead to a better modelling procedure. It was found that the maximum root bending stresses increased linearly with increasing press-fit dimension. It was also found that the inclusion of different parts does not cause a significant increase in root bending stresses, except for the inclusion of differential cage. The effect of press-fit could not be quantified despite knowing that it affects the root bending stresses. When the same analysis done on HFM or T3D was done on Marc, there wasa 10% increase in stresses at highly stressed zone in Marc model of T3D; there was 10-15% increase in stresse sat highly stressed zone in the HFM model of Marc. Hence, quantification remained an impediment. It was not possible to quantify the error that occurred during the migration of analysis from HFM or T3D to Marc. However, potential causes of these errors could be the error in computation of bearing forces and difference in the definition of contacts in the software. Owing to large computational time and limited working period, all the analysis on Marc was carried out for one position and for the first time step of the gear mesh. If the errors in migration of analysis from one software to another could be quantified, then this modelling can be used to estimate the contribution of press-fit to rootbending stresses on the ring-gear. Although the contact pattern comparison between the virtual models andthe physical test suggests that HFM is a more trustworthy software, it is recommended to conduct some straingauge measurements on different ring gear teeth and then compare the results with those of the virtual model. / Kugghjul är en integrerad del av utrustningar som sträcker sig fråan enkla armbandsur till komplexa system som bilar eller vågfrakftverkomvandlare. De spelar en mycket viktig roll vid överföring av vridmoment. Det finns flera typer av kugghjul som man kan välja från, beroende på applikationen. Detta projekt handlar exklusivt om hypoidväaxlar. En hypoidväxel är en typ av vinkelväxel som överför vridmoment mellan två icke parallella axlar. Det liknar ett spiralformat växel, förutom att kugghjulets axel kan förskjutas. Det är denna förmåga att kompensera, vilket gör hypoidväxlar en mycket eftertraktade redskap för fordonsapplikationer. Det är avgörande att dessa hypoid-redskap är konstrueras effektivt och att deras liv före misslyckande ar förutsägbart, i en rimlig grad av noggrannhet. För att möjliggöra sådana Förutsägelser gör denna avhandling ett försök att bygga en finita-element (FE) modell. Med den utvecklade FE-modellen utfördes en studie av effekten av presspassning pa ringvaxelns rotböjspänningar, som finns i en hypoid växelsats av en bilens Bakre enhet (RDU). FE-modellen byggdes på tre olika programvaror: Transmission 3D (T3D), Hypoid Face Milled (HFM) och MSCMarc (Marc). Effekten av presspassning på riggböjspänningarna hos ringväxeln analyserades först på T3D. För att bestämma om presspassningen var korrekt inducerad, byggdes modellen och analyserades på Marc. HFM användes för att bestämma effekten av inkludering av olika komponenter på rotböjspänningarna. Dessutom replikerades HFM-modellen också på Marc och en presspassning på 100 microns inducerades. Detta gjordes för att se om modellering av presspass på HFM gav liknande resultat som T3D och om man använde HFM i kombination med Marc leder det till ett bättre modelleringsförfarande. Det visade sig att de maximala rotböjspänningarna ökade linjärt med ökande presspassningsdimension. Det konstaterades ocksåa att införandet av olika delar inte orsakar en signifikant ökning av rotböjspänningar, utom införandet av differentialbur. Effekten av presspassning kunde inte kvantifieras trots att man vet det påverkar rotböjspänningarna. När samma analys gjord på HFM eller T3D gjordes på Marc, fanns det en 10% ökning av späanningar vid starkt stressad zon i Marc-modellen av T3D; det var 10-15% ökning av spänningar vid starkt stressad zon i HFM-modellen av Marc. Därför förblev kvantifiering ett hinder. Det var inte möjligt att kvantifiera felet som inträffade under analysanalysen från HFM eller T3D till Marc. Dock kan potentiella orsaker till dessa fel vara felet vid beräkning av bärkrafter och skillnad i definitionen av kontakter i programvaran. På grund av stor beräkningstid och begränsad arbetstid utfördes all analys på Marc för bara en position och för det forsta steget av växelns nät. Om felen i migration av analys från en programvara till en annan kunde kvantifieras, då kan denna modellering användas för att beräkna bidragen från presspassning till rotböjspänningar på ringväxeln. Även om kontaktmönstersjämforelsen mellan de virtuella modellerna och det fysiska testet föreslår att HFM är en mer pålitlig programvara, rekommenderas det att utföra en viss belastning Mätmätningar på olika ringväxeltänder och sedan jämföra sedan resultaten med dem från virtuella modellen.

In the past decades of years, huge amounts of people chose to move to big cities for better education and medical service, which also makes many cities are very crowded and noisy. Moreover, the house rent in city center is some kind too expensive for many people, especially for the youth. In this sense, more people are willing to live in suburb instead of city center. Due to the larger distance between home and office, people’s requirement for a faster public transportation method is enormous. Elon Musk first publicly mentioned the concept of Hyperloop in 2012[1], which is a sealed tube or system of tubes with nearly vacuum condition through which a pod can transport people or objects at super high velocity. With the linear induction motor and magnetic levitation technology, the drag force on the pod can be reduced tremendously, thus increasing the peak velocity to 1200 km/h. To gather more ideas for this concept, SpaceX holds the Hyperloop Pod Competition where worldwide teams will design their own Hyperloop pod to demonstrate their technical feasibility of new ideas [2]. A Hyperloop system is currently in development by the Integrated Transport Research Lab (ITRL) at KTH Royal Institute of Technology to participate in the upcoming Hyperloop Pod Competition. KTH Hyperloop group has some primary design of chassis and shell. However, they have no idea how good of their current design is. Furthermore, since the velocity is the only criteria for this competition, they also want to reduce the mass as much as possible. In this sense, some finite element analysis and optimization analysis are necessary. The objective of this master’s thesis is to analyze the current shell and chassis design to assess the quality of the attachments and integrity of the design and to reduce the total mass while keeping the stiffness within the safety range. The used tools are HyperMesh, Optistruct and HyperView which are parts of the software HyperWorks from Altair. / Ett Hyperloop-system utvecklas för närvarande av Integrated Transport Research Lab (ITRL) vid KTH Royal Institute of Technology för att delta i den kommande Hyperloop Pod-tävlingen. Hyperloop-gruppen vid KTH har utvecklat en primärkonstruktion av chassi och skal. De har dock ingen aning om hur bra deras nuvarande design är. Eftersom hastigheten är de enda kriterierna för denna tävling, vill de också minska massan så mycket som möjligt. I detta avseende är det nödvändigt med finita element- och optimeringsanalyser. Syftet med denna masteruppsats är att analysera den aktuella skal- och chassikonstruktionen för att utvärdera kvaliteten på dess fästen och integriteten hos designen, samt att minska den totala massan samtidigt som styvheten uppfyller specificerat krav. De använda verktygen är HyperMesh, Optistruct och HyperView som är delar av programvaran HyperWorks från Altair.

Shear cracks are formed when high oblique tensile stresses, e.g. in thin webs, exceed the tensile strength. A known example of this phenomenon is the extensive shear cracks that were found on the box-girder bridges Gröndal and Alvik, which were mainly caused by insufficient amount of shear reinforcement. In order to avoid this incident (inadequate amount of shear reinforcement), the reinforcement stress is often being assumed as a ultimate limit load in order to fulfill requirements regarding crack control in the service-ability limit state (SLS). This method has led to a overestimation of the reinforcement amount in bridge-design. The aim of this master thesis is therefor to study the shear crack phenomenon and investigate if the amount of shear reinforcement in bridges can be reduced. The first part of this thesis studies the shear cracking behavior in concrete in a plane stress state, while the second part focus how design standards as well as manuals treats shear cracks. Shear cracking in the reinforced concrete panels has been studied with non-linear finite element analysis and compared to experimental testings performed by the University of Toronto. Three different loading conditions for the panels has been analyzed: pureshear, compression or tension combined with shear. The panels are to represent parts of a web in a box-girder bridge that are subjected to in-plane stresses. The non-linear finite element analysis was performed in the FE-program Atena where mainly the crack propagation and crack pattern were studied. The material model in Atena is a smeared crack model with either fixed or rotated crack direction. The panel analysis, in SLS, gave various results. For loading conditions pure shear and tension/shear, the response of the FE-analysis gave a similar result regarding crack pattern but differed in size of crack width. For compression/shear, only micro-cracks developed and did not reflect the result from the real panel tests. This may be the consequence of a too stiff FE-model and the fact that, in the real tests, some cracks occurred due to out-of-plane bending. With methods described in Eurocode 2 and the Swedish handbook for EC2, a shear crack calculation model was created in order to determine the reinforcement stress and crack width. As a reference for the shear crack calculations, a wing structure (1 m strip) has been used which is part of a railway bridge located in Abisko. These calculations were done in order to investigate if the amount of shear reinforcement could be reduced and at the same time fulfill crack control demands in SLS. The bridge department at Tyréns AB concluded, according to a truss model, that the wing section should be reinforced with a amount of 14.1 cm2/m2 while our model showed that the crack width demand could be fulfilled with a equivalent amount of 9.82 cm2/m2, i.e. a reduction around 30%.