<p>Det finns flera olika metoder att väga ett tåg samt att detektera hjulskador såsom hjulplattor då ett tåg är i drift. I dagsläget används töjningsgivare som monteras på rälen och som kalibreras efter en statisk last. Kalibreringen går till så att ett tåg med känd last sakta passerar över givaren. Detta arbete avser att studera hur eventuella dynamiska effekter påverkar sådana mätningar. Dessa mätmetoder ska undersökas för att få reda på hur tillförlitliga de är. </p><p>Olika FEM-simuleringar utförs för att undersöka de dynamiska effekterna. Dels studeras en konstant åkande kraft och dels studeras en åkande kraft bestående av en konstant och en harmonisk (sinusvarierande) del. Skjuvspänningsfördelningen i rälen bestäms och den kan sedan räknas om till tvärkraft, varefter den passerande lasten kan beräknas. Rapporten behandlar även simuleringar av hjulplattor, vågutbredning, kontakttider samt hur en last med varierande frekvens och hastighet påverkar sådana mätningar. </p> / <p>Several different methods to weigh railway trains and to detect wheelflats are in use. One method make use of strain gauges calibrated with a static load. This means that a train with a known axle load slowly passes the gauge that is calibrated. The work presented here aims at studying how dynamic train/track interaction influences the shear stress in the rail. </p><p>Different FEM-analyses have been performed to study this. On the one hand analyses with a constant force travelling along the rail have been performed and on the other hand a travelling force that consists of a constant part and a harmonic part was used. The shear stress distribution in the rail gives the possibility to calculate the magnitude of the travelling force passing the gauge. The report also deals with detecting wheelflats, that is, detecting when an impact load hits the rail.</p>

Det finns flera olika metoder att väga ett tåg samt att detektera hjulskador såsom hjulplattor då ett tåg är i drift. I dagsläget används töjningsgivare som monteras på rälen och som kalibreras efter en statisk last. Kalibreringen går till så att ett tåg med känd last sakta passerar över givaren. Detta arbete avser att studera hur eventuella dynamiska effekter påverkar sådana mätningar. Dessa mätmetoder ska undersökas för att få reda på hur tillförlitliga de är. Olika FEM-simuleringar utförs för att undersöka de dynamiska effekterna. Dels studeras en konstant åkande kraft och dels studeras en åkande kraft bestående av en konstant och en harmonisk (sinusvarierande) del. Skjuvspänningsfördelningen i rälen bestäms och den kan sedan räknas om till tvärkraft, varefter den passerande lasten kan beräknas. Rapporten behandlar även simuleringar av hjulplattor, vågutbredning, kontakttider samt hur en last med varierande frekvens och hastighet påverkar sådana mätningar. / Several different methods to weigh railway trains and to detect wheelflats are in use. One method make use of strain gauges calibrated with a static load. This means that a train with a known axle load slowly passes the gauge that is calibrated. The work presented here aims at studying how dynamic train/track interaction influences the shear stress in the rail. Different FEM-analyses have been performed to study this. On the one hand analyses with a constant force travelling along the rail have been performed and on the other hand a travelling force that consists of a constant part and a harmonic part was used. The shear stress distribution in the rail gives the possibility to calculate the magnitude of the travelling force passing the gauge. The report also deals with detecting wheelflats, that is, detecting when an impact load hits the rail.

Coil supports are integral load-bearing components employed in generators andmotors. They serve the purpose of preventing excessive deformation and maintaininga stable position of the coils responsible for generating power and magnetic fieldswhen rotating. However, a problem with these coil supports is that they block theairflow aimed to cool the coils. Thus, this master thesis aimed to conduct a topologyoptimization to develop a cooling-air permeable coil support and select a suitablematerial. The new design was required to withstand 30,000 operational cycles andan overspeed test running at 120% speed without plastic deformation or failure. The material selection process was initiated and based on mechanical and physicalproperties requirements. One of these was that the material should be non-magnetic.Utilizing Ansys Granta EduPack, two materials were suggested, the reference materialcurrently used for the coil support, and a titanium alloy, Ti-6Al-4V. The subsequentstep was to create a CAD model of the original design based on technical drawingsprovided by ABB. With the generated design, finite element analysis (FEA) simulationand the topology optimization could be performed. The generated topology optimizedmodel was modified and two new models were created, one with smaller central cutoutsand one with larger central cutouts and a top surface cutout. Furthermore, a thirdmodel was created based on the fundamentals of fluid mechanics, the Rounded originalmodel. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of the four models wereexecuted. The findings indicate that the design with larger central cutouts exhibited the mostsubstantial increase in airflow through and in between the coil supports, achieving a122 % improvement compared to the original design. The model satisfied the fatiguerequirement and successfully passed the overspeed test. Both the current referencematerial and the Ti-6Al4V alloy are suitable to use for coil support. However, theutilization of a titanium alloy might be deemed excessive in terms of its mechanicalproperties and cost. / Spolstöd är integrerade lastbärande komponenter som används i generatorer ochmotorer. De har till syfte att förhindra extrem deformation och bibehålla positionenför spolarna som ansvarar för att generera kraft och magnetfält när de roteras. Ettproblem med spolstöden är att de blockerar luftflödet avsett att kyla spolarna. Däravär syftet och målet med detta examensarbetet att genomföra en topologioptimeringför att utveckla luftgenomsläppligt spolstöd för förbättrad kylning samt att välja ettlämpligt material. Den nya konstruktionen är tvungen att klara av 30,000 driftcykleroch ett överspänningsprov vid 120% av hastigheten utan plastisk deformation ellerbrott. Materialvalsprocessen initierades och baserades på mekaniska och fysikaliska krav.En av dessa krav var att materialet skulle vara icke-magnetiskt. Användandet avAnsys Granta EduPack resulterade i två material, referensmaterialet som användsför att producera spolstödet i nuläget och en titanlegering, Ti-6Al-4V. Därefterskapades en CAD-modell av den ursprungliga designen baserat på tekniska ritningartillhandahållna från ABB. Med den genererade modellen kunde finita elementanalys(FEA) och topologioptimeringen utföras. Detta genererade i en topologioptimeradmodel som modifierades och lade grund till två nya modeller, en modell med mindrecentrala hål och en med större centrala hål. En tredje modell skapades dessutom,baserad på grundläggande principer inom fluidmekanik. Fluidmekanik (CFD) beräkningar av de fyra modellerna utfördes och resultatenvisade på att den tolpologioptimerade modellen med stora centrala hål hade denmest betydande ökningen i luftgneomströmning genom och mellan spolstödenmed en förbättring på 122 % jämfört med den ursprungliga designen. Modellenuppfyller även kraven på utmattning och maximal statisk spänning vid rusningsprov.Både referensmaterialet och titanlegeringen var lämpad att användas som spolstöd.Däremot kan användningen av titanlegeringen anses vara överdriven med hänsyn tilldess mekaniska egenskaper och kostnad.

Lower leg injury is an important issue in frontal car crash. Although safety in cars has been improved by developments such as seat belts and airbags, lower leg injuries have not been reduced. These injuries are not life threatening but can result in long term disability and cost a lot to society. This study focused on the passenger occupant in offset frontal crashes and aimed at understanding and finding ways to reduce the injury criteria for the lower leg: tibia index. A finite element model was simplified to introduce parameters which influence on tibia index was investigated with a multivariate analysis. The model simplification consisted in removing irrelevant parts and replacing other parts by simple foam blocks. More than 1300 simulations were run with different parameter values. The results were then analysed by calculating correlations and effects of the parameters on tibia index. It was concluded that the presence of a knee bolster decreased tibia index. The results also showed a decrease of tibia index when the toe pan was angled towards the legs of the passenger. Moreover, a correlation between tibia index and the movement of the feet during the crash was found. It was concluded that restrained lower legs also presented decreased tibia indices compared to unrestrained ones. Most of the results proved to be also valid on the initial, unsimplified finite element model. / Underbensskador är ofta förekommande vid frontalkrock. Även om fordonssäkerheten har förbättrats i och med utveckling av bland annat säkerhetsbälte och krockkudde, har antalet underbensskador inte minskat. Denna typ av skada är inte livshotande men kan resultera i långvariga besvär och kan leda till stora kostnader för samhället. Detta examensarbete fokuserar på passageraren vid frontalkrock (offset) och syftet var att skapa förståelse kring skadekriteriet för underben: tibia index, samt hitta lösningar på hur tibia index kan minskas. En finit elementmodell förenklades och parametrar introducerades. Parametrarnas påverkan på tibia index undersöktes med en multivariat analys. Modellen förenklades genom att eliminera några delar och ersätta andra delar med enkla block. Simuleringar med olika värden på parametrarna skapades och ungefär 1300 kördes. Värdena från simuleringarna analyserades genom att beräkna korrelation och effekt på tibia index. Resultaten visade att implementering av ett slags mjukt knäskydd påverkar tibia index positivt. De visade också att tibia index förbättrades när den främre delen av golvet vinklades mot passagerarens ben. Vidare, fanns en korrelation mellan tibia index och fötternas förflyttning under krockförloppet. Slutsatsen var att kontrollerade underben förbättrar tibia index i jämförelse med okontrollerade ben. De flesta resultaten stämde även för den ursprungliga modellen.

The European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) performs several different tests to evaluate vehicles and rate their safety. Some of these tests are subsystem tests made to mimic different body parts of a pedestrian in an interaction with a vehicle. However, some criticism to the test method for the upper leg has been presented, stating that there is a discrepancy between this test method and a real-life interaction. Therefore, a modified test method for the upper leg has been proposed. The aim of this thesis was to evaluate the upper leg test method used today by Euro NCAP, and compare it with the proposed modified test method as well as to computer simulations with a Human Body Model (HBM). The evaluation was performed by comparing different parameters obtained in the two test methods. These have also been compared to computer simulations using a HBM in interaction with a passenger vehicle model. Prior to the evaluation of the test methods, the HBM was positioned into different stances to mimic postures in the human walking cycle. The vehicle model was positioned at four different heights, and three different impact points along the bonnet were used. The results showed that the different methods had their own advantages for some parameters. However, no general conclusion of which method showed the closest correlation to the HBM reference simulations could be determined. / European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) utför flera olika tester för att utvärdera fordon och betygsätta deras säkerhet. Några av dessa tester sker med delsystem skapade för att efterlikna olika kroppsdelar hos en fotgängare i en kollision med ett fordon. Viss kritik har dock riktats mot testmetoden för lårben och höft, då studier visat att det finns en skillnad mellan testmetoden och en verklig kollision. En modifierad testmetod för lårbenet och höften har därför föreslagits. Syftet med detta examensarbete har varit att utvärdera testmetoden för lårben och höft, som idag används av Euro NCAP, och jämföra den med den föreslagna modifierade testmetoden men även datorsimuleringar med en humanmodell. Utvärderingen har genomförts genom att jämföra olika parametrar som erhållits från de två testmetoderna. Dessa parametrar har även jämförts med datorsimuleringar av fotgängarkollisioner med en humanmodell och en bilmodell. Humanmodellen positionerades i olika kroppsställningar innan utvärderingen av testmetoderna genomfördes. Detta för att efterlikna verkliga positioner i en mänsklig gångcykel. Bilmodellen positionerades vid fyra olika höjder och tre träffpunkter längs motorhuven användes. Resultaten visade att båda metoderna hade fördelar gentemot varandra för vissa parametrar. Ingen generell slutsats kunde dock dras om vilken metod som visade närmast korrelation till referenssimuleringarna med humanmodellen.