Den här rapporten innehåller en analys av en cykelram tillverkad i träkomposit med hjälp av finita elementmetoden. En grupp studenter, utbildade inom finsnickeri, har utvecklat och tagit fram cykeln men behöver hjälp utifrån med den fortsatta utvecklingen av den.S yftet med det här arbetet är att skapa ett underlag som ligger till grund för förbättringar av cykelns geometri, genom att utvärdera nuvarande konstruktion. Underlaget skall även ligga till grund för att underlätta val av material. Materialdatan som tilldelats innehåller information om tre olika material med två olika tjocklekar, 3 och 4 mm. Då materialdatan inte tar träets fiberriktning i beaktande, har ingen hänsyn kunnat tas till att materialen egentligen är ortotropiska, vilket innebär att värdena är grova uppskattningar och vidare studier behövs för att fastställa noggrannare värden. Då uppdragsgivarna inte hade en fungerande Computer Aided Design-modell (CAD) gjordes en omkonstruktion och anpassning för att fungera med Finita Element Metoden-programmet (FEM). CAD-modellen konstruerades i Creo Parametric 3.0 och FEM-programmet som har använts är Creo Simulate.Då det inte går att simulera alla situationer som en cykel utsätts för, har fyra stycken lastfall valts ut. Lastfallen är tänkta att vara fall som inträffar relativt ofta men som även belastar cykelramen hårt, nämligen stöt i fram- och bakhjul samt cykling uppför sittandes och ståendes. Resultaten som presenteras i den här rapporten visar att nuvarande konstruktion med 3 mm tjocklek klarar de lastfall som har simulerats. Det resulterar i att tjockleken 4 mm, som är ett av alternativen, är onödigt tjock. Vidare utveckling bör instället fokusera på att välja materialstruktur utifrån önskade egenskaper. / This thesis contains an analysis of a bicycle frame made of wood composite using finite element analysis. A group of students, educated in carpentry, have developed and created a bike but needs help from third part to continue the development of it. The intention of this project is to create a basis as a foundation for future improvements on the bicycle geometry, by evaluating current construction. This basis shall also to be used when material is picked to ease the process. The material data which has been received includes information about three different materials with two variants of thickness, 3 and 4 mm. As the material data does not take fiber direction into consideration, no regard has been made to the fact that the materials actually are orthotropic, which mean further studies are required to determine more accurate values. Since the employer did not have a properly working Computer Aided Design-model (CAD), a reconstructed and adapted model to function in the Finite Element Analysis (FEA) environment was created. The CAD-model was constructed using Creo Parametric 3.0 and the FEA software used was Creo Simulate. Since it’s not possible to simulate all situations that a bicycle is exposed to, four load cases have been chosen. The load cases are intended to be situations that occur relatively often but also put the bike structure under a lot of stress, namely a bump in the front and back wheel and also climbing in and out of the saddle. The results presented in this thesis report show that the current construction with 3 mm thickness can endure the load cases without exceeding any limits. This concludes that that 4 mm thickness, which is an option, is unnecessary thick. Further development should instead be focused on choosing the proper material structure based on desired properties.

I byggbranschen har nya metoder för lastanalys utvecklats och digitaliserats med hjälp av datorer och kraftfulla analysprogram. En stor del av dagens lastanalys utförs med hjälp av FEM baserade program. Dessa program bidrar till mer tidsbesparing och större noggrannhet.FEM-Design är ett FEM baserad analys program som kan hantera olika typer konstruktioner. Trots detta är inte programmet tillräckligt lämpat för brodimensionering när det gäller trafiklaster på broar. Konstruktören behöver därför gå igenom Eurokods-och Trafikverkets regler och krav för att hitta information kring trafikaster och därefter skapa dem i programmet.För att kunna utnyttja programmets kraftiga funktioner och anpassa det mer för brodimensionering, behöver programmet kompletteras med nya funktioner som underlättar hantering av rörliga laster. Målet var att undersöka olika lastmodeller enligt Eurokoden och TRVFS, och skapa dem i FEM-Design. Dessutom peka ut vilka förbättringar som kan utföras i programmet för att underlätta hantering av dessa trafiklaster.Tillsammans med StruSoft AB utfördes lastdefinitioner av Lastmodell 1, Lastmodell 2, och Lastmodell 3 i programmet FEM-Design.Resultatet av arbetet visar en mängd nya fordonslaster som definierades i programmet och som är baserade på det europeiska Eurokoden, och inhemska krav.Programmet FEM-Design går framgångsrikt att göras mer praktisk för brodimensioneringar. Med fortsatta studier, extra funktioner, och mer lastmodell-definitioner har FEM-Design potentialen att även konkurrera med andra bro-program. / In the construction industry, new methods of load analysis have been developed and digitized using computers and powerful analysis programs. A large part of today's load analysis is performed using FEM based programs, which contributes to time saving and greater accuracy.FEM-Design is a FEM based analysis program that can handle different types of constructions. Nevertheless, the program is not sufficiently applied to bridge dimensioning when it comes to traffic loads on bridges. The designer therefore needs to review the Eurocode rules and national requirements in order to find information about the moving loads and then define them in the program.In order to utilize the program's powerful features and suit it more for bridge dimensioning, the program needs to be complemented with new features that will facilitate the handling of moving loads. The goal was to examine the different load models according to the Eurocode and TRVFS, and creates them in FEM Design. In addition, identify which improvements can be made to the program to facilitate the handling of the traffic loads.Together with StruSoft AB, load definitions of Load model 1, Load model 2, and Load model 3 were performed in the FEM-Design program.The result of the work shows a number of new vehicle loads as defined in the program, which are based on the European Eurocode, and the country's special requirements.The program can successfully be made more practical for bridge constructions. With continued studies, additional features, and more load model definitions, FEM-Design has the potential to compete with other bridge programs.

Scania, ett världsledande företag inom lastbils- och busstillverkning, strävar efter att skapa hållbara och miljövänliga produkter genom noggrann forskning och testning. Denna rapport fokuserar på att mäta de dynamiska lasterna på en kingpin, en komponent som förbinder den dragande lastbilen med trailern. All horisontell kraft överförs via kingpin, vilket gör den avgörande för lastbilens säkerhet. Standardiserade tester säkerställer att komponenterna i kopplingen är tillräckligt starka för att klara de belastningar de utsätts för. Målet med detta examensarbete är att utveckla en mätmetod för att mäta de horisontella krafterna. Denna kunskap kommer att möjliggöra utvecklingen av både fysiska och virtuella provmetoder. Mätningen av dynamiska laster på en kingpin har alltid varit utmanande på grund av dess konstruktion, som är kort och har tre hävarmar som ständigt växlar mellan lasterna. Genom att förstå kraftöverföringen mellan lastbilen och trailern kan man möjliggöra vidareutveckling, såsom optimering av energi och effektivitet på till exempel eldrivna lastbilar. I detta projekt undersöktes olika metoder för att mäta lasterna på kingpin med hjälp av en chassi hållfasthetstestrigg (CH2-testrigg). Fördelen med CH2-testriggen är att lastbilsramen inte roterar, vilket underlättar utvecklingen av lösningar som är svåra att tillämpa vid verklig körning. Ett hinder för att bedöma lösningsförslagets praktiska effektivitet är om kingpinnen får tillräckliga töjningar på grund av sin komplexa konstruktion. Därför testades ett förenklat koncept med enbart en enkel töjningsgivare för att för att undersöka denna problematik. Resultatet visade att kingpinen fick tillräckliga töjningar, vilket innebär att ett mer avancerat koncept som ger mer detaljerade och noggrannare resultat nu kan genomföras. / Scania, a world-leading company in truck and bus manufacturing, strives to create sustainable and environmentally friendly products through careful research and testing. This report focuses on measuring the dynamic loads on a kingpin, a component that connects the towing truck to the trailer. All horizontal force is transmitted via the kingpin, making it essential for the safety of the truck. Standardized tests ensure that the strength of the coupling components is sufficient to withstand the loads they are subjected to. The aim of this thesis is to develop a measurement method for measuring the horizontal forces. This knowledge will enable the development of both physical and virtual testing methods. Measuring dynamic loads on a kingpin has always been challenging due to its design, which is short and has three levers that constantly switch between loads. Understanding the force transmission between the truck and the trailer can facilitate further development, such as optimizing energy and efficiency in electric trucks. In this project, various methods were investigated to measure the loads on the kingpin using a chassis strength test rig (CH2 test rig). The advantage of the CH2 test rig is that the truck frame does not rotate, which facilitates the development of solutions that are difficult to apply in real driving conditions. A challenge in assessing the practical effectiveness of the proposed solution is whether the kingpin experiences sufficient strains due to its complex design. Therefore, a simplified concept with only a basic strain gauge was tested to examine this issue. The results showed that the kingpin experienced sufficient strains, indicating that a more advanced concept that provides more detailed and accurate results can now be implemented.

Målet med detta projekt har varit att utveckla en monteringsvänlig och kostnadseffektiv ljuddiffuser, en komponent som inte ska påverka ljudnivån och luftflödet för mycket, tillskillnad från den befintliga lösning som idag används i 3nine AB:s oljedimavskiljare. Examensarbetet följer den produktutvecklingsprocess som redogörs i boken Produktutveckling – Konstruktion och design av Karl T. Ulrich och Steven D. Eppinger. Där arbetet har anpassats för tidsramen på 10 veckor och delats upp i fyra faser. Fas1 – Förstudie, Fas 2 – faktainsamling, Fas 3 – Genomförande och Fas 4 – Rapportering. Den lösning som används idag består av fem vikta bitar sträckmetall som har sytts ihop med ståltråd, ljuddiffusern tar lång tid att montera ihop och att montera ned i maskinen. De fem vikta bitarna sträckmetall har vassa kanter efter klippning som försvårar monteringen ytterligare. En ljuddiffuser har en kostnad på 100 kr/st att framställa. För denna lösning togs mätvärden i 3nine AB:s verkstad fram som agerar som referensmätvärden, monteringstid – 333 [s], ljudnivå – 68 [dB], luftflöde – 319 [m ³/h] och DFA – index (mätvärde för monteringsvänlighet) – 5,4 %. Där 100 % ses som optimal monteringsvänlighet och högre DFA-index leder till reducerade kostnader. Då luft strömmar genom maskinen så påverkar detta mätvärdena och möjlig design av ny prototyper, men strömningslära är kunskaper som vi saknar och detta analyser med avseende på detta avgränsades bort. Genom Idéutvecklingsprocesser som Brainstorming, 6-3-5 Brainwritning, Morfologiskmatris, Pughmatris, konceptskisser, Virtuella koncept (3D-CAD) och friformsframställning (3D-utskrivning av prototyp) så togs fem prototyper fram som sedan testades för monteringstid, ljudnivå, luftflöde och DFA-index. Dessa tester resulterade i att det var en prototyp som utmärkte sig med förbättrade resultat jämfört med referensmätvärdena av befintliga ljuddiffusern. Mätvärden för prototypen ”45° väggen”, monteringstid – 16 [s], ljudnivå – 65 [dB], luftflöde – 342 [m ³/h] och DFA – index (mätvärde för monteringsvänlighet) – 93 %. Risk – och FEM-analys genomfördes på prototypen för att identifiera svagheter i konstruktionen, lösningar på dessa rekommenderas i form av små förändringar som t.ex. rundningar vid hörn. Dessa mätvärden redogör att den framtagna lösningen är bättre än dagens lösning och rekommenderas att implementeras och vidareutvecklas av företaget / The aim of this project has been to improve the existing noise diffuser used currently today in the oil-separatingmachines developed by 3nine AB. By reducing noise levels, increasing the air flow, increasing the “ease of assembly” and making it more cost effective. The thesis follows the product development process described in the book “Product Development - Construction and Design” by Karl T. Ulrich and Steven D. Eppinger. The work was adapted for a 10-week timeframe and divided into four phases. Phase 1 - Pre-Study, Phase 2 – Information gathering, Phase 3 - Implementation and Phase 4 - Reporting. The solution used today consists of five folded pieces of stretch metal that have been sewn together with steel wire, the noise diffuser takes a long time to assemble and to fit into the machine. The five folded pieces of stretch metal have sharp edges after cutting, which further complicates the assembly. The production cost for each diffuser is 100 kronor. For the present solution, the measurement values taken at 3nine AB's workshop were set as reference values, assembly time - 333 [s], noise level - 68 [dB], airflow - 319 [m³ / h] and DFA-index (measurement value for ease of assembly) - 5.4%. DFA-index when 100% is seen as the optimal ease of assembly and a higher DFA-index leads to reduced costs. As air flows through the machine, this affects the measured values and possible design of new prototypes, but fluid mechanics is one knowledge we lacked and therefor analysis of this was not possible and delimited. Through Idea Development Processes such as Brainstorming, 6-3-5 Brainwriting, Morphological Matrix, Pugh matrix, Concept Sketches, Virtual Concepts (3D-CAD) and Rapid prototyping (3D-prototype printing), five prototypes were produced, then tested for assembly time, noise level, airflow and DFA -index. These tests resulted in a prototype that featured improved results compared to the reference values of the existing noise diffuser. Measurement values for prototype "45° wall" where assembly time - 16 [s], noise level - 65 [dB], airflow - 342 [m³ / h] and DFA index - 93%. Risk-analysis and FEA was carried out on the same prototype to identify weaknesses in the design. The solutions to these weaknesses are recommended in the form of small design changes such as rounded sharp corners. These measured values state that the solution developed is better than today's solution and is recommended to be implemented and further developed by the company.